PEMBUKAANKita mulai pelan-pelan yah. Sebelumnya teman-teman masih pada inget ga kalau atom terdiri atas inti dan elektron-elektron yang beredar mengitarinya? Nah, reaksi kimia biasa hanya melibatkan elektron pada kulit atom, sedangkan inti tidak mengalami perubahan. Reaksi yang menyangkut perubahan susunan inti atom disebut reaksi inti. Reaksi inti ada yang terjadi secara spontan dan ada juga yang terjadi karena buatan. Reaksi inti spontan terjadi pada inti yang tidak stabil dan akan memancarkan energi untuk mencapai keadaan yang lebih stabil.

Energi yang dipancarkan oleh inti tidak stabil ini disebut radiasi. Unsur yang mengandung inti tidak stabil disebut unsur radioaktif. Zat yang mengandung unsur radioaktif disebut zat radioaktif.

1. SEJARAH RADIOAKTIF

Ahli fisika Perancis Henri Becquerel menemukan gejala radioaktivitas ketika plat-plat fotonya diburamkan oleh sinar dari uranium.1898

Pierre dan Marie Curie memulai proyek yang berujung pada penemuan unsur baru – radium.1902

Ahli fisika Inggris Ernest Rutherford dan ahli kimia Frederick Soddy menerangkan peluruhan radioaktif yang mengubah unsur seperti radium menjadi unsur lain sambil menghasilkan energi.1905

Albert Einstein, pegawai paten di Bern, menunjukkan kesetaraan massa dan energi dalam persamaan E=mc, sebagai bagian dari Teori Kenisbian relativitas khusus. Persamaan ini meramalkan bahwa energi yang amat besar terkunci di dalam materi1910

Soddy mengusulkan adanya isotop – bentuk unsur yang memiliki sifat-sifat kimia sama tetapi berat atomnya berbeda.1911Rutherford, dengan menggunakan partikel alfa, menyelidiki bagian dalam atom dan menemukan intinya yang berat.1913Francis Aston, ahli kimia Inggris, secara menyakinkan menunjukkan adanya isotop. Ahli fisika Denmark Niels Bohr mengajukan teorinya berdasarkan apa yang telah ditemukan oleh Rutherford dan teori kuantum ahli fisika Jerman Max Planck.1919Rutherford menunjukkan perubahan nitrogen menjadi oksigen dan hidrogen setelah dibentur oleh partikel alfa. Ini adalah reaksi nuklir pertama yang diamati oleh manusia.1928Dalam langkah-langkah pertama ke arah pemahaman dasar mengenai kakas nuklir, orang Amerika Edward Condon dan Ronald Gurney dan George Gamow yang lahir di Rusia, dalam penyelidikan tersendiri, menerangkan bagaimana partikel alfa di pancarkan dari inti.1931Deuterium, isotop berat hidrogen yang kemudian dipakai dalam bom hidrogen (bom-H) yang pertama, ditemukan ahli kimia Amerika, Harold Urey.1932Ahli fisika Inggris John Cockroft dan ahli fisika Irlandia Ernest Walton bekerja sama dalam mengubah litium menjadi inti helium, memakai proton yang dipercepat dengan alat “pemecah atom” sederhana. Ini merupakan pembuktian ekperimental yang pertama terhadap rumus Einstein E=mc .

Neutron, partikel penyusun atom yang ternyata merupakan kunci ke arah pembelahan inti, ditemukan oleh ahli fisika Inggris James Chadwick.1933

Irene dan Frederic Joliot-Curie, ahli fisika Perancis, menunjukkan bahwa beberapa atom yang stabil, mengalami reaksi nuklir bila dibentur oleh partikel alfa dan berubah menjadi isotop tak stabil berumur pendek. Inilah keradioaktifan berumur buatan pertama.1938

Hans Bethe di Amerika Serikat berteori bahwa energi matahari berasal dari reaksi fusi, suatu proses yang memadukan dua inti ringan dan melepaskan energi yang jumlahnya besar. Istilah reaksi yang kini menghasilkan ledakan bom-H.

Pada tahun 1896, Antoine Henry Becquerel menemukan garam uranium yang dapat memancarkan sinar yang dapat merusak plat photo yang ditutup dengan kertas hitam. Selain itu, sinar tersebut dapat pula menembus lempengan logam yang sangat tipis. Sinar tersebut diberi nama Sinar Radioaktif, sedangkan unsur yang dapat memancarkan sinar radioaktif disebut Unsur Radioaktif. Setelah ditemukan unsur Uranium, Marie Sklodowska dan Pierre Curie menemukan unsur radioaktif lainnya yaitu polonium (Po) dan Radium (Ra). Pemberian nama unsur Polonium diambil dari nama negara asal Marie Skldowska yaitu Polandia, sedangkan nama unsur Radium diambil dari bahasa Yunani ”radiare” yang artinya bersinar. Polonium dan Radium merupakan isotop-isotop dari unsur uranium karena unsur-unsur tersebut merupakan hasil pemisahan dari bijih uranium. Isotop-isotop yang berasal dari unsur radioaktif disebut Radioisotop. Sinar yang dipancarkan oleh unsur

radioaktif dapat diuraikan oleh medan magnet menjadi tiga berkas sinar. Berkas sinar tersebut yaitu sinar alpha (α), sinar beta (β), dan sinar gamma (γ).

2. SINAR RADIOAKTIF

Sinar Alpha ialah sinar yang dapat dibelokkan oleh medan kutub negatif, berarti sinar alpha merupakan partikel-partikel yang bermuatan positif. Dari hasil penelitian ternyata partikel alpha sama dengan inti Helium (He).

Sinar Beta ialah sinar sinar yang dapat dibelokkan oleh medan magnet kutub positif, berarti sinar beta merupakan partikel-partikel yang bermuatan negatif. Dari hasil penelitian ternyata partikel beta sama dengan partikel elektron.

Sinar Gamma ialah sinar yang tidak dapat dibelokkan oleh medan magnet. Berarti sinar gamma sama dengan sinar X dan merupakan gelombang elektroomagnet yang mempunyai panjang gelombang pendek.

Teman-teman, ternyata banyak unsur yang isotopnya secara alami bersifat radioaktif. Semua isotop yang bernomor atom di atas 83 bersifat radioaktif. Unsur yang bernomor atom 83 atau kurang mempunyai isotop yang stabil, kecuali unsur teknesium dan promesium. Isotop yang bersifat radioaktif disebut radioisotope, sedangkan isotop yang tidak bersifat radioaktif disebut isotop stabil. Sejauh ini radioaktif telah banyak digunakan sebagai sumber radiasi maupun sumber tenaga.

        Keradioaktifan adalah radiasi yang terjadi secara spontan. Pada tahun 1869 Henry Becquerel menemukan unsur radioaktif yang memancarkan sinar berdaya tembus tinggi dengan sendirinya tanpa harus

disinari terlebih dahulu(spontan). Unsur radioaktif tersebut adalah uranium. Jadi unsur radioaktif yang pertama kali dikenal adalah uranium. Henry Becquerel terilhami oleh W.C. Rontgen yang telah menemukan sinar X. W.C. Rontgen menemukan bahwa sinar katode menghasilkan

suatu radiasi berdaya tembus tinggi yang dapat menghitamkan film foto walaupun film tersebut terbungkus kertas hitam.Karena mempunyai daya tembus yang sangat kuat, sinar X digunakan untuk rontgen yaitu untuk mengetahui keadaan organ tubuh bagian dalam.

Selanjutnya pada tahun 1898 Marie Curie bersama dengan Pierre Curie menemukan dua unsur radioaktif lain dari bantuan uranium yaitu polonium dan radium. Jika ada yang bertanya mengapa suatu unsur dapat bersifat radioaktif? Jawabannya sangat mudah karena

sebelumnya kita pernah membahas arti dari radioaktif itu sendiri. Masih ingat kan bahwa reaksi inti spontan terjadi pada inti yang tidak stabil dan akan memancarkan energi (disebut radiasi) untuk mencapai keadaan yang lebih stabil. Nah, sebagian besar unsur-unsur mengandung isotop-isotop. Di antrara isotop-isotop unsur ini, ada yang inti atomnya tidak stabil sehingga inti atom yang tidak stabil secara spontan akan memancarkan energi, energi untuk apa teman-teman? Energi untuk mencapai keadaan yang lebih stabil. Hehe.

QUESTIONS AND ANSWERS : (VIDEO)Apa yang dimaksud dengan peluruhan radioaktif?Peluruhan Radioaktif atau bisa disebut juga Radioaktivitas adalah pemancaran sinar radioaktif secara spontan yang dilakukan oleh inti atom yang tidak stabil agar menjadi inti atom yang stabil.Mengapa inti atom bisa tidak stabil?Suatu inti atom yang tidak stabil terjdi ketika jumlah proton jauh lebih besardari jumlah neutron. Pada keadaan inilah gaya elektrostatis jauh lebih besar dari gaya inti sehingga ikatan atom-atom menjadi lemah dan inti berada dalam keadaan tidak stabil.Peluruhan Radioaktif ada 3, yaitu: peluruhan alfa, peluruhan beta dan peluruhan gamma..

1.Peluruhan partikel alfa

Peluruhan alfa terjadi pada inti-inti atom yang punya nomor atom lebih besar dari 82 atau punya nomor masa lebih besardari 200. Oh iya partikel alfa ini merupakan inti atom Helium yang terdiri dari 2 proton dan 2 neutron. Nah, pada saat peluruhan terjadi partikel alfa ini akan kehilangan 2 proton. jadi jika sebuah inti atom memancarkan partikel alfa maka akan terbentuk inti baru dengan nmor masa A – 4 dan nomor atom z – 2.  Partikel alfa ini tidak dapat menembus kulit manusia. kenapa? karena partikel alfa langsung kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan atom atau molekul materi yang dilaluinya. tabrakan itu mengakibatkan atom atau molekul yang dilaluinya mengalami ionisasi.

2. Peluruhan partikel beta

ada 3 fenomena yang termasuk dalam peluruhan partikel beta yaitu :a.peluruhan negatron

Disini terjadi perubahan neutron menjadi proton dengan pemancaran elektron negatif atau bisa juga disebut negatron.b.peluruhan positron

proses ini disebabkan inti mengandung terlalu banyak proton (Z>N), sehingga untuk mencapai kestabilan, proton ditranspormasi menjadi neutron dengan disertai pancaran beta positif. Peluruhan beta positif terjadi jika suatu inti yang bermuatan Z berubah menjadi inti dengan muatan Z-1.

c.penangkapan elektron.Dalam struktur atom elektron pada kulit K kadang-kadang dapat ditangkap oleh inti, sehingga salah satu proton dalam inti ditranspormasikan mejadi neutron untuk membentuk suatu inti yang stabil. Elektron dalam kulit K yang ditangkap inti tadi meniggalkan sebuah tempat kosong yang dapat diisi oleh electron kulit L. proses pengisian ini, loncatan electron kulit K dan kulti L, disertai oleh pancaran energi dalam bentuk sinar-X. kadang kadang sinar-X yang dipancarkan itu dapat juga berinteraksi dengan elektron di kulit L dan kulit atau kulit M, N dan seterusnya sehingga  dapat terjadi pancaran elektron yang disebut elektron auger. Penangkapan electron tersebut tidak dapat dideteksi secara langsung tetapi yang dideteksi adalah electron auger.

3.Peluruhan partikel gamma

sinar gamma memancarkan sinar dengan daya tembus tinggi dan tidak terpengaruh oleh medan listrik dan medan magnet. Sinar gamma merupakan foton gelombang elektromagnetik. Foton gamma yang dipancarkan oleh inti menumbuk elektron kulit sebelah dalam atom kulit K atau kulit L dan menyerahkan seluruh energinya kepada elektron tersebut. Akibatnya tidak diancarkan foton gamma keluar dari sistem atom. Tetapi elektron yang tertolak keluar. Peristiwa ini disebut konversi internal dan electron yang tertolak keluar disebut elektron konversi. Peristiwa konversi internal ini menghasilkan pancaran elektron monokinetik.

Radioaktivitas adalah gejala terpancarnya partikel-partikel radioaktif akibat peluruhan (disintegrasi) inti dalam rangka menuju inti stabil. Inti-inti yang mengalami peluruhan ini disebut inti radioaktif.Mekanisme peluruhan sinar-sinar radioaktif dapat dijelaskansebagai berikut.1. Peluruhan alfa

2. Peluruhan beta

3. Peluruhan gamma

1. WAKTU PARO RADIOAKTIF?

umumnya pengertiannya ini: “waktu paruh radioaktif adalah periode waktu yang diperlukan zat radioaktif untuk meluruh menjadi separo.” kenapa zat radioaktif mempunyai waktu paro? karena hanya atom yang tidak stabil yang mempunyai waktu paro. atom yang tidak stabil akan

meluruh dan lamanya peluruhan ini tergantung pada waktu paronya. waktu paruh dari suatu zat radioaktif selalu sama dan tidak bergantung pada jumlah zat mula-mula. tidak peduli dengan suhu, kombinasi

kimianya atau kondisi lainnya. setiap zat radioaktif berbeda beda waktu paronya. ada zat radioaktif yang sangat cepat meluruhnya sehingga separuh atomnya meluruh hanya

kurang dari satu detik (misalnya Lithium-8, waktu paronya hanya 0.85 detik). ada juga yang sangat lambat sehingga perlu waktu miliaran tahun untuk meluruh menjadi tinggal separo (misalnya Uranium-238, waktu paronya 4.51 miliar tahun).

  mereka meluruh menjadi zat apa, juga tergantung pada zat asalnya. ada yang meluruh menjadi zat radioaktif lainnya, ada juga yang tidak

(menjadi stabil).  contoh beryllium 11 memiliki waktu paruh 13.81 detik dan meluruh menjadi boron 11. Ini artinya dalam 13.81 detik, separuh berylium 11 akan

menjadi boron 11.

REAKSI FISI DAN FUSI

Massa Kritis, Reaksi Fisi, dan Reaksi Fisi Berantai merupakan istilah yang dipakai dalam pembahasan transmutasi Reaksi Inti/Nuklir/Nuklida. Dalam proses reaksi inti, terjadi perubahan susunan inti atom (bukan elektron pada kulit atom) yang disertai pembebasan energi dalam

jumlah yang sangat besar. Tujuan pembebasan energi adalah untuk mencapai keadaan inti atom yang lebih stabil. Nah, pertanyaannya kok bisa gak stabil? itu dikarenakan semua zat yang memiliki isotop di atas 83 kurang mempunyai isotop yang tidak stabil alias bersifat radioaktif.

Pada perubahan susunan inti atom, atom inti akan menstabilkan dirinya sendiri dengan cara membelah menjadi dua inti ukuran sedang (lebih kecil dari ukuran semula) sekaligus mengorbankan beberapa neutronnya untuk terlontar keluar. Itulah yang disebut denganREAKSI FISI. Reaksi fisi ada yg spontan ada yg tidak. Reaksi fisi yg tidak spontan adalah reaksi nuklir yang terjadi pada inti yang stabil, lalu membuatnya tidak stabil dengan cara ‘mengusiknya’ , seperti reaksi 235U berikut ini :

Atau kalau ingin lebih gampang lagi ilustrasinya, kayak bola biliar yang saling berdesakan     lalu ada bola biliar lain yang

‘mengusiknya’ (anggap bola ini sebagai neutron)  kemudian inti atom akan terbagi menjadi 2 bagian yang lebih stabil dari keadaan sebelumnya (belum tentu sudah benar-benar stabil)dan tentunya karena gangguan neutron tadi, ada neutron dari inti yang keluar

(terlontar).   Ketika bagian yang telah terbagi belum stabil juga, maka inti atom akan terus menerus bereaksi fisi sampai inti atomnya stabil, berbarengan dengan neutron-neutronnya yang terlontar ‘mengusik’  inti lain di sekitarnya dan ikut-ikutan berreaksi fisi. Bayangkan bila inti atom itu terus-menerus berreaksi fisi, maka energi yang dibebaskannya pun semakin banyak dan tak terkendali alias MELEDAKK!! dan keadaan inilah yang disebut dengan REAKSI FISI BERANTAI. Lalu kalau terus menerus bereaksi… KAPAN BERHENTINYA??! ,  berhentinya pada saat massa unsur radioaktifnya sudah mencapai MASSA KRITIS atau bahasa lainnya ketika inti atom sudah tidak punya tenaga lagi untuk bereaksi fisi karena massa unsurnya yang sedikit setelah terbagi-bagi. Jadi secara umum Massa Kritis itu adalah massa minimum radioaktif yang memungkinkan terjadinya Reaksi Fisi Berantai.

2. MANFAAT RADIOAKTIFDarimana kita tau kalau fosil dinosaurus berusia sekian ratus juta tahun? nah, manfaat dari waktu paro adalah menentukan usia suatu benda. yang terkenal dari penentuan usia adalah dengan menggunakan teknik radiokarbon.

teknik radiokarbon dipakai untuk menentukan usia mahluk hidup berdasarkan kelimpahan isotop karbon yang tidak stabil. Isotop di muka bumi tersebar lebih dari 99% karbon 12 dan 1% karbon 13.  Isotop ini stabil sehingga tidak meluruh lagi. Tapi ada isotop yang

tidak stabil yaitu karbon 14. Atom karbon ini kemudian bersenyawa dengan oksigen menjadi karbon dioksida. Kemudian karbon dioksida tersebut diserap oleh tumbuhan

dalam proses respirasi. Kemudian tumbuhan memecahnya menjadi karbon dan oksigen. Karbonnya sendiri dipakai untuk membentuk gula, dan semua penyusun tubuh tumbuhan itu sendiri. Nah, karbon ini kemudian dimakan sapi, kambing atau herbivora lainnya, terus beredar dalam jaring-jaring kehidupan.

Saat makhluk hidup itu mati dan belum sempat dimakan makhluk hidup lainnya karbon 14 di tubuhnya mulai meluruh. Sebenernya pada saat makhluk tersebut dimakan sudah meluruh tapi atom karbon 14 terus datang hingga akhirnya mahluk itu mati. Jadi, peluruhan karbon 14 bisa dihitung semenjak hewan mati. Karbon 14 mempunyai waktu paro 5730 tahun.

Cara peluruhannya dengan melepaskan satu elektronnya. Karena elektronnya terbuang satu, maka protonnya berlebih satu, jadilah ia nitrogen 14 kembali. kita tinggal menghitung berapa banyak perbandingan atom karbon 14 dengan karbon 12 di fosil dan dengan itu mereka tahu kapan mahluk tersebut mati. Inilah mengapa kita tahu kalau fosil dinosaurus berusia sekian tahun.

teknik lain yang digunakan untuk mengukur usia adalah potasium-argon, yang dipakai untuk  mengukur usia batuan. waktu paruh potassium 40 adalah 1,26 miliar tahun. timbal-210 memiliki paro waktu22.3 tahun dan dipakai untuk mengukur usia endapan di danau, samudera atau salju. uranium-thorium dipakai untuk mengukur usia tulang, gigi, cangkang atau koral dan usia meteorit dan batu bulan. 

Rubidium-strontium untuk mengukur mineral.

Dalam bidang kesehatan, radioisotop dapat digunakan sebagai perunut (tracer) untuk mendeteksi kerusakan yang terjadi pada suatu organ tubuh. Selain itu, radiasi dari radioisotop tertentu juga dapat digunakan untuk membunuh sel-sel kanker sehingga tidak perlu dilakukan pembedahan untuk mengangkut jaringan sel kanker tersebut.

1. Iodium-131 (I-131) , digunakan untuk mendekati kerusakan pada kelenjar gondok dan untuk mendeteksi jaringan kanker pada otak.2. Kobalt-60 (Co-60), pemancaran sinar gammanya digunakan untuk membunuh sel-sel kanker,serta dapat digunakan dalam pengobatan

leukimia.3. Teknetium-99 (Tc-99), digunakan untuk membunuh sel-sel kanker.4. Talium-201 (Tl-201), digunakan untuk mendeteksi penyakit jantung dan pembuluh darah.5. Besi-59 (FE-59), digunakan untuk mempelajari pembentukan sel darah merah.6. Fosforus-32 (P-32), digunakan untuk pengobatan penyakit polycythemia rubavera, yaitu pembentukan sel darah merah yang berlebihan.

Didalam penggunaannya, isotop P-32 disuntikkan ke dalam tubuh sehingga radiasinya memancarkan sinar beta dapat menghambat pembentukan sel darah merah pada sumsum tulang.

7. sinar gamma yang dapat digunakan untuk mensterilkan alat-alat kedokteran yang sudah dikemas dan ditutup rapat, misalnya pada proses sterilisasi alat suntik.

    

Radioisotop adalah zat yang memancarkan sinar radioaktif. Penggunaan radioisotop bergantung pada kebijaksanaan umat manusia karena radioisotop dapat digunakan untuk meningkatkan kesejahteraan, atau sebaliknya, dapat digunakan untuk membuatkehancuran.Saat ini, Indonesia memiliki tiga buah reaktor nuklir sebagai berikut.

1. Reaktor Triga Mark II (Training Reseach and Isotope Production by General Atomic) di Bandung, yang digunakan untuk penelitian,pelatihan, dan produksi isotop.

2. Reaktor Kartini di Yogyakarta, digunakan untuk pendidikan dan pelatihan.3. Reaktor G.A Siwabessy di Serpong, Jawa Barat, yang merupakan reaktor serba guna, yaitu untuk produksi isotop, poduksi radiofarmasi,

dan produksi elemen bakar, serta untuk penelitian

Kita telah mengetahui bahwa atom terdiri atas inti atom dan elektron-elektron yang beredar mengitarinya. Reaksi kimia biasa (seperti reaksi pembakaran dan penggaraman) hanya menyangkut perubahan pada kulit atom, terutama elektron pada kulit terluar, sedangkan inti atom tidak berubah. Reaksi yang meliputi perubahan pada inti disebut reaksi inti atau reaksi nuklir (nukleus = inti). Reaksi nuklir ada yang terjadi secara spontan ataupun buatan. Reaksi nuklir spontan terjadi pada inti-inti atom yang tidak stabil. Zat yang mengandung inti tidak stabil ini disebut zat radioaktif. Adapun reaksi nuklir tidak spontan dapat terjadi pada inti yang stabil maupun inti yang tidak stabil. Reaksi nuklir disertai perubahan energi berupa radiasi dan kalor. Berbagai jenis reaksi nuklir disertai pembebasan kalor yang sangat dasyat, lebih besar dan reaksi kimia biasa. Dewasa ini, reaksi nuklir telah banyak digunakan untuk tujuan damai (bukan tujuan militer) baik sebagai sumber radiasi maupun sebagai sumber tenaga dan pemanfaatannya dalam bidang kesehatan.Penemuan Keradioaktifan

Pada tahun 1895, W.C. Rontgen menemukan bahwa tabung sinar katoda menghasilkan suatu radiasi berdaya tembus tinggi yang dapat menghitamkan film potret, walaupun film tersebut terbungkus kertas hitam. Karena belum mengenal hakekatnya, sinar ini dinamai sinar X. Ternyata sinar X adalah suatu radiasi elektromagnetik yang timbul karena benturan berkecepatan tinggi (yaitu sinar katoda dengan suatu materi (anoda). Sekarang sinar X disebut juga sinar rontgen dan digunakan untuk rongent yaitu untuk mengetahui keadaan organ tubuh bagian dalam.Penemuan sinar X membuat  Henry Becguerel  tertarik untuk meneliti zat yang bersifat fluoresensi, yaitu zat yang dapat bercahaya setelah terlebih dahulu mendapat radiasi (disinari), Becquerel menduga bahwa sinar yang dipancarkan oleh zat seperti itu seperti sinar X. Secara kebetulan, Becquerel meneliti batuan uranium. Ternyata dugaan itu benar bahwa sinar yang dipancarkan uranium dapat menghitamkan film potret yang masih terbungkus kertas hitam. Akan tetapi, Becqueret menemukan bahwa batuan uranium memancarkan sinar berdaya tembus tinggi dengan sendirinya tanpa harus disinari terlebih dahulu. Penemuan ini terjadi pada awal bulan Maret 1986. Gejala semacam itu,  yaitu pemancaran radiasi secara spontan, disebut keradioaktifan, dan zat yang bersifat radioaktif disebut zat radioaktif.Zat radioaktif yang pertama ditemukan adalah uranium. Pada tahun 1898, Marie Curie bersama-sama dengan suaminya Pierre Curie menemukan dua unsur lain dari batuan uranium yang jauh lebih aktif dari uranium. Kedua unsur itu mereka namakan masing-masing polonium (berdasarkan nama Polonia, negara asal dari Marie Curie), dan radium (berasal dari kata Latin radiare yang berarti bersinar).Ternyata, banyak unsur yang secara alami bersifat radioaktif. Semua isotop yang bernomor atom diatas 83 bersifat radioaktif. Unsur yang bernomor atom 83 atau kurang mempunyai isotop yang stabil kecuali teknesium dan promesium. Isotop yang bersifat radioaktif disebut isotop radioaktif atau radioisotop, sedangkan isotop yang tidak radiaktif disebut isotop stabil. Dewasa ini, radioisotop dapat juga dibuat dari isotop stabil. Jadi disamping radioisotop alami juga ada radioisotop buatan.

Pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa radiasi yang dipancarkan zat radioaktif dapat dibedakan atas dua jenis berdasarkan muatannya. Radiasi yang bermuatan positif dinama sinar alfa, dan yang bermuatan negatif diberi nama sinar beta . Selanjutnya Paul U.Viillard menemukan jenis sinar yang ketiga yang tidak bermuatan dan diberi nama sinar gamma.Sinar alfa ( α ) Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. Partikel sinar alfa sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar daya tembus sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar-sinar radioaktif. Diudara hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi. Akhirnya partikel alfa akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom Sinar beta (β)Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan -1e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi . Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam udara kering dan dapat menembus kulit.Sinar gamma ( γ )Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetek berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar  γ dinyatakan dengan notasi . Sinar gamma mempunyai daya tembus. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar X dan sinar Positron. Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik.Peluruhan radioaktifJika jumlah proton lebih besar dari jumlah netron (N < P), maka gaya elektrostatis akan lebih besar dari gaya inti, hal ini akan menyebabkan inti atom berada dalam keadan tidak stabil. Jika jumlah netron yang lebih besar dari jumlah protonnya (N = P) akan membuat inti berada dalam

keadaan stabil. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa inti ataom paling berat yang stabil adalah Bismuth yaitu yang mempunyai 83 proton dan 126 netron. Inti atom yang mempunyai jumlah proton lebih besar dari 83 akan berada dalam keadaan tidak stabil. Inti yang tidak

stabil ini akan berusaha menjadi inti stabil dengan cara melepaskan partikel bisa berupa proton murni , partikel helium yang memiliki 2 proton atau partikel lainnya seperti ditunjukkan oleh Gambar 2. Inti atom yang tidak stabil ini memiliki sifat dapat melakukan radiasi spontan atau mampu melakukan aktivitas radiasi sehingga dinamakan inti radioaktif. Unsur yang inti atomnya mampu melakukan aktivitas radiasi spontan berupa pemancaran sinar-sinar radioaktif dinamakan unsur (zat) radioaktif. Pemancaran sinar-sinar radioaktif (berupa partikel atau gelombang elektromagnetik) secara spontan oleh inti-inti berat yang tidak stabil menjadi inti-inti yang stabil disebut Radioaktivitas. Inti yang memancarkan sinar radioaktif disebut inti induk dan inti baru yang terjadi disebut inti anak.

Peluruhan adalah bentuk radiasi partikel dengan kemampuan mengionisasi atom sangat tinggi dan daya tembusnya rendah. Pertikel alpha terdiri atas dua buah proton dan dua buah netron yang terikat menjadi suatu atom dengan inti yang sangat stabil, dengan notasi atom atau Partikel diradiasikan oleh inti atom radioaktif seperti uranium atau radium dalam suatu proses yang disebut dengan peluruhan alpha. Sering terjadi inti atom yang selesai meradiasikan partikel alpha akan berada dalam eksitasi dan akan memancarkan sinar gamma untuk membuang energi yang lebih.

Setelah partikel alpha diradiasikan , massa inti atom akan turun kira-kira sebesar 4 sma, karena kehilangan 4 partikel. Nomor atom akan berkurang 2, karena hilangnya 2 proton sehingga akan terbentuk inti atom baru yang dinamakan inti anak. Pada peluruhan-a berlaku

1. hukum kekekalan nomor massa : nomor massa (A) berukuran 4 dan 2. hukum kekekalan nomor atom : nomor atom (Z) berkurang 2

Dalam peluruhan -a berlaku persamaan peluruhan

contoh :

Reaksi peluruhan alpha dapat ditulis sebagai

Peluruhan Beta Plus dan Beta Min ( ß+ dan ß- )

Peluruhan Beta adalah merupakan radiasi partikel beta (elektron atau positron) dengan kemampuan ionisasi lebih rendah dari partikel a. Radiasi beta dapat berupa pemancaran sebuah elektron disebut peluruhan beta minus (ß- ), dan pemancaran positron disebut sebagai peluruhan beta plus (ß+ ). Peluruhan beta minus (ß- ) disertai dengan pembebasan sebuah neutrino (v) dan dinyatakan dengan persamaan peluruhan.

Elektron yang dipancarkan dalam peluruhan ini bukanlah elektron orbital (elektron yang bergerak mengelilingi inti) melainkan elektron yang ditimbulkan oleh inti atom itu sendiri dari energi yang tersedia di dalam inti. Hadirnya elektron (ß- ) dan (ß+ ) di dalam inti melalui proses

1. sebuah netron memancarkan positron dan sebuah neutrino (v)    

2. sebuah proton memancarkan sebuah netron dan sebuah neutrino :

    Spesifikasi peluruhan beta plus adalah adanya pemberian energi dalam proses “penciptaan” massa, karena massa netron (sebagai inti anak) ditambah massa positron dan neutrino lebih besar daripada massa proton (sebagai inti induk).Sebagai contoh

(beta minus)

(beta plus)

Aktivitas RadiasiAktivitas Radiasi zat radioaktif menyatakan banyaknya initi atom yang meluruh per satuan waktu. Atau disebut juga laju peluruhan inti atom tidak stabil menuju inti stabil dengan radiasi sinar-sinar radioaktif. Jika N adalah banyaknya inti atom mula-mula, dan A adalah aktivitas radiasi maka diperoleh hubungan

Tanda negatif (-) diberikan karena setiap 1 peluruhan inti atom berkurang jumlahnya. Satuan aktivitas radiasi (A) dalam SI adalah . Untuk menghormati dan mengenang jasa Henri Becquerel sekon sebagai penemu radioaktivitas didefinisikan

Di singkat Bq. Kadang-kadang satuan aktivitas radiasi dinyatakan dengan Curie (Ci) untuk mengenang jasa Marie Currie sebagai penemu Polonium (Po) dan Radium (Ra). Di definisikan bahwa 1 Ci = 3,7 x 1010 Bq.

Bagaimana Menentukan Jumlah Zat Sisa Setelah Peluruhan?

Misalkan terdapat No zat radioaktif yang belum meluruh. Setelah satu periode peluruhan zat radioaktif sisa adalah N(t). Bagaimana menghitung N(t)?

kita gunakan dua pengertian aktivitas radiasi yang dibahas sebelumnya yaitu Persamaan ini kita ubah ke bentuk differensial,

Dengan mensubtitusi A = λ N bentuk differensial laju peluruhan diperoleh,

atau

No ; Ao adalah banyaknya inti yang belum meluruh ; besar aktivitas radiasi mula-mula yaitu pada t = 0 s Nt ; At adalah sisa inti setelah meluruh ; besar aktivitas radiasi setelah peluruhan selama t = t s λ adalah tetapan peluruhan (s-1) t adalah lamanya peluruhan

Dari persamaan di atas diketahui bahwa peluruhan suatu zat radioaktif bergantung pada lamanya peluruhan (t) dan fungsi peluruhannya mengikuti fungsi eksponensial. Ini menunjukkan bahwa banyaknya zat yang meluruh tiap periode peluruhan tidak sama. Fenomena ini dinamakan Hukum Peluruhan Radioaktif yang menyatakan bahwa aktivitas radiasi suatu zat radioaktif tidaklah sama pada setiap periode peluruhan.

Contoh: Berapakah aktivitas dari 10,0 mg sampel Au-198 yang memiliki tetapan peluruhan 2,97 x 10-6 s-1? Penyelesaian :A = λ . NN = 1,00 mg = 1,00 x 10-6 g x (1 mol/298 g) x (6,02 x 1023/1 mol) = 3,04 x 1015 atomA = ( 2,97 x 10-6 s-1) x (3,04 x 1015 atom) = 9,03 x 106 Becquerel

Transmutasi adalah perubahan atau konversi satu objek menjadi objek lain. Transmutasi unsur kimia terjadi melalui reaksi nuklir dan disebut dengan transmutasi nuklir. Transmutasi alami terjadi bila unsur radioaktif secara spontan meluruh melalui suatu periode waktu yang panjang dan berubah menjadi unsur lain yang lebih stabil. Transmutasi buatan terjadi pada mesin yang memiliki cukup energi untuk menyebabkan perubahan pada struktur nuklir unsur tersebut. Mesin yang mampu menyebabkan transmutasi buatan antara lain adalah akselerator partikel dan reaktor tokamak.

Reaksi nuklir

Reaksi fusi antara Lithium-6 dan Deuterium yang menghasilkan 2 atom Helium-4.Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir. Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sagat berbahaya bagi manusia.Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir.Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium (terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).