radioaktif

19
Kimia nuklir merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang radioaktivitas, reaksi nuklir, dan sifat-sifat nuklir. A. Sejarah Penemuan Unsur- Unsur Radioaktif Pada tahun 1895 W.C. Rontgen melakukan percobaan dengan sinar katode. Ia menemukan bahwa tabung sinar katode menghasilkan suatu radiasi berdaya tembus besar yang dapat menghitamkan film foto. Selanjutnya sinar itu diberi nama sinar X. Sinar X tidak mengandung elektron, tetapi merupakan gelombang elektromagnetik. Sinar X tidak dibelokkan oleh bidang magnet, serta memiliki panjang gelombang yang lebih pendek daripada panjang gelombang cahaya. Berdasarkan hasil penelitian W.C Rontgen tersebut, maka Henry Becquerel pada tahun 1896 bermaksud menyelidiki sinar X, tetapi secara kebetulan ia menemukan gejala keradioaktifan. Pada penelitiannya ia menemukan bahwa garam-garam uranium dapat merusak film foto meskipun ditutup rapat dengan kertas hitam. Menurut Becquerel, hal ini karena garam-garam uranium tersebut dapat memancarkan suatu sinar dengan spontan. Peristiwa ini dinamakan radio aktivitas spontan. Marie Curie merasa tertarik dengan temuan Becquerel, selanjutnya dengan bantuan suaminya Piere Curie berhasil memisahkan sejumlah kecil unsur baru dari beberapa ton bijih uranium. Unsur tersebut diberi nama radium. Pasangan Currie melanjutkan penelitiannya dan menemukan bahwa unsur baru yang ditemukannya tersebut telah terurai menjadi unsur-unsur lain dengan melepaskan energi yang kuat yang disebut radioaktif. Ilmuwan Inggris, Ernest Rutherford menjelaskan bahwa inti atom yang tidak stabil (radionuklida) mengalami peluruhan radioaktif. Partikel-partikel kecil dengan kecepatan tinggi dan sinar-sinar menyebar dari inti atom ke segala arah. Para ahli kimia memisahkan sinar-sinar tersebut ke dalam aliran yang berbeda dengan menggunakan medan magnet. Dan ternyata ditemukan tiga tipe radiasi nuklir yang berbeda yaitu sinar alfa, beta, dan gamma. Semua radionuklida secara alami memancarkan salah satu atau lebih dari ketiga jenis radiasi tersebut.

Upload: rere-na-yune

Post on 29-Jun-2015

1.293 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Kimia nuklir merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang radioaktivitas, reaksi nuklir, dan sifat-sifat nuklir.

A. Sejarah Penemuan Unsur- Unsur Radioaktif

Pada tahun 1895 W.C. Rontgen melakukan percobaan dengan sinar katode. Ia menemukan bahwa tabung sinar katode menghasilkan suatu radiasi berdaya tembus besar yang dapat menghitamkan film foto. Selanjutnya sinar itu diberi nama sinar X. Sinar X tidak mengandung elektron, tetapi merupakan gelombang elektromagnetik. Sinar X tidak dibelokkan oleh bidang magnet, serta memiliki panjang gelombang yang lebih pendek daripada panjang gelombang cahaya.

Berdasarkan hasil penelitian W.C Rontgen tersebut, maka Henry Becquerel pada tahun 1896 bermaksud menyelidiki sinar X, tetapi secara kebetulan ia menemukan gejala keradioaktifan. Pada penelitiannya ia menemukan bahwa  garam-garam uranium dapat merusak film foto meskipun ditutup rapat dengan kertas hitam. Menurut Becquerel, hal ini karena garam-garam uranium tersebut dapat memancarkan suatu sinar dengan spontan. Peristiwa ini dinamakan radio aktivitas spontan.

Marie Curie merasa tertarik dengan temuan Becquerel, selanjutnya dengan bantuan suaminya Piere Curie berhasil memisahkan sejumlah kecil unsur baru dari beberapa ton bijih uranium. Unsur tersebut diberi nama radium. Pasangan Currie melanjutkan penelitiannya dan menemukan bahwa unsur baru yang ditemukannya tersebut telah terurai menjadi unsur-unsur lain dengan melepaskan energi yang kuat yang disebut radioaktif.

Ilmuwan Inggris, Ernest Rutherford menjelaskan bahwa inti atom yang tidak stabil (radionuklida) mengalami peluruhan radioaktif. Partikel-partikel kecil dengan kecepatan tinggi dan sinar-sinar menyebar dari inti atom ke segala arah. Para ahli kimia memisahkan sinar-sinar tersebut ke dalam aliran yang berbeda dengan menggunakan medan magnet. Dan ternyata ditemukan tiga tipe radiasi nuklir yang berbeda yaitu sinar alfa, beta, dan gamma. Semua radionuklida secara alami memancarkan salah satu atau lebih dari ketiga jenis radiasi tersebut.

B. Sifat-sifat Fisika dan Kimia Unsur-Unsur RadioaktifSuatu atom memiliki ciri-ciri yaitu mempunyai nomor atom, berlambang Z dan nomor

massa, berlambang A. Nomor atom dituliskan dengan angka diposisi bawah kiri dari symbol unsur, yang menyatakan nomor atau jumlah proton dalam inti. Nomor massa dituliskan dibagian atas sebelah kiri symbol unsur yang menyatakan nucleon, yaitu jumlah dari proton dan netron.

Atom dengan nomor atom yang sama namun memiliki nomor massa yang berbeda disebut isotop. Isotop-isotop di bumi ini ada yang bersifat stabil namun adapula yang tidak besifat stabil atau cenderung bersifat radioaktif. Isotop ini disebut isotop radioaktif atau unsur radioaktif. Unsur-Unsur radioaktif tersebut memiliki sifat-sifat fisika dan kimia sebagai berikut ;

1. Sifat fisik unsur radioaktif

Inti atom terdiri atas neutron. Massa suatu inti selalu lebih kecil dari jumlah massa proton dan neutron. Selisih antara massa inti yang sebenarnya dan jumlah massa proton dan neutron penyusunnya disebut defek massa.

ContohMassa sebuah atom 42 He yang ditentukan dengan spektrograf massa adalah 4,002603 sma. Massa proton 1,007277 sma, massa elektron 0,0005486 sma, dan massa netron 1,008665 sma.Massa atom 42 He terhitung adalah := (2 × 0,0005486 sma) + (2 × 1,007277 sma) + (2 × 1,008665 sma)= 4,032981 smaDefek massa = 4,032981 sma – 4,002603 sma= 0,030378 sma

Massa ini merupakan ukuran energi pengikat neutron dan proton. Energi pengikat inti merupakan energi yang diperlukan untuk menguraikan inti (energi yang dilepaskan jika inti terbentuk). Energi pengikat inti dapat dihitung dengan mengalikan defek massa dalam satuan massa atom per nukleon dengan faktor konversi massa energi yang besarnya 932 MeV/sma.

2. Sifat kimia unsur radioaktif

Mengalami peluruhan radioaktif Pembelahan spontan Mengalami transmutasi inti

C. Kestabilan Inti Atom

Suatu unsur menjadi tidak stabil atau bersifat radioaktif tidak terjadi begitu saja, ada faktor-faktor tertentu yang dapat menyebabkan suatu unsure menjadi radioaktif, untuk itu suatu unsur di alam perlu ditinjau kestabilan intinya.

Kestabilan inti tidak dapat diramalkan dengan suatu aturan. Namun, ada beberapa petunjuk empiris yang dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang bersifat radioaktif/tidak stabil, yaitu:

1. Semua inti yang mempunyai proton 84 atau lebih tidak stabil2. Aturan ganjil genap, yaitu inti yang mempunyai jumlah proton genap dan jumlah

neutron genap lebih stabil daripada inti yang mempunyai jumlah proton dan neutron ganjil

3. Bilangan sakti (magic numbers)

Nuklida yang memiliki neutron dan proton sebanyak bilangan sakti umumnya lebih stabil terhadap reaksi inti dan peluruhan radioaktif.

Bilangan tersebut adalah:

Untuk neutron : 2, 8, 20, 28, 50, 82 dan 126

Untuk proton : 2, 8, 20, 28, 50 dan 82.

Pengaruh bilangan ini untuk stabilitas inti sama dengan banyaknya elektron untuk gas mulia yang sangat stabil.

4. Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron-proton.

C.1 Pita Kestabilan

Grafik antara banyaknya neutron versus banyaknya proton dalam berbagai isotop yang disebut pita kestabilan menunjukkan inti-inti yang stabil. Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton, agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan. Kebanyakan unsur radioaktif terletak di luar pita ini.

1. Di atas pita kestabilan, Z <> Untuk mencapai kestabilan :inti memancarkan (emisi) neutron atau memancarkan partikel beta

2. Di atas pita kestabilan dengan Z > 83, terjadi kelebihan neutron dan protonUntuk mencapai kestabilan :Inti memancarkan partikel alfa

3. Di bawah pita kestabilan, Z <> Untuk mencapai kestabilan :Inti memancarkan positron atau menangkap electron

C.2 Energi Pengikat Inti

Satu ukuran kuantitatif dari stabilitas inti adalah energi ikatan inti (nuclear binding energy, yaitu energi yang diperlukan untuk memecah inti menjadi komponen-komponennya, proton dan neutron. Kuantitas ini menyatakan konversi massa menjadi energi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi inti eksotermik yang menghasilkan pembentukan inti .

Konsep energi ikatan berkembang dari kajian sifat-sifat inti yang menunjukkan bahwa massa inti selalu lebih rendah dibandingkan jumlah massa nukleon.

Contoh : isotop fluorine (F), intinya memiliki 9 proton, 9 elektron dan 10 neutron dengan massa atom yang terukur sebesar 18, 9984 sma.

Analisis perhitungan teoritis massa atom F:

Massa atom = (9 x massa proton) +(9 x massa elektron) + (10 x massa neutron)

= (9 x 1,00728 sma) + ( 9 x 0,000549 sma) + (10 x 1,00867)

= 19, 15708 sma

Harga massa atom F berdasarkan perhitungan ternyata lebih besar dibandingkan dengan massa atom terukur, dengan kelebihan massa sebesar 0,1578 sma.

Selisih antara massa atom dan jumlah massa dari proton, elektron dan neutron disebut cacat massa (mass defect).

Menurut teori relativitas, kehilangan massa muncul sebagai energi (kalor) yang dilepas ke lingkungan. Banyaknya energi yang dilepas dapat ditentukan berdasarkan hubungan kesetaraan massa-energi Einstein ( E = m c2).

ΔE = Δm c2

Dengan faktor konversi : 1 kg = 6,022 x 1026 sma

1 J = 1 kg m2/s2

Untuk atom F tersebut:

ΔE =( -0,1578 sma) (3x 108 m/s)2

= (-1,43 x 1016 sma m2/s2) x (1 kg/6,022 x 1026 sma) x (1 J/1 kg m2s2)

= -2,37 x 10-11 J

Ini merupakan banyaknya energi yang dilepas bila satu inti fluorin-19 dibentuk dari 9 proton dan 10 neutron. Energi yang diperlukan untuk menguraikan inti menjadi proton dan neutron yang terpisah adalah sebesar -2,37 x 10-11 J. Untuk pembentukan 1 mol inti fluorin, energi yang dilepaskan adalah:

ΔE = (-2,37 x 10-11 J) (6,022 x 1023/mol)

= -1,43 x 1013 J/mol

Dengan demikian, energi ikatan inti adalah 1,43 x 1013 J/mol untuk 1 mol inti fluorin-19, yang merupakan kuantitas yang sangat besar bila dibandingkan dengan entalpi reaksi kimia biasa yang hanya sekitar 200 kJ.

D. Peluruhan RadioaktifInti atom yang tidak stabil slalu mencari cara untuk menjadi stabil. Caranya adalah dengan meluruh dan menjadi unsur lain dengan memancarkan sinar alfa,beta,gamma,dll

Peluruhan Sinar AlfaRutherford menemukan bahwa radiasi sinar alfa terdiri dari gelombang partikel yang ditolak oleh electrode bermuatan positif, namun dapat ditarik oleh electrode bermuatan negative, dan mempunyai massa atau muatan yang sama seperti helium. Partikel alfa terdiri dari 2 proton dan 2 netron.

Karena pemancaran dari sinar alfa, mengakibatkan inti kehilangan 2 proton dan 2 netron, hal ini mengurangi nomor masa dari inti sebanyak 4 dan nomor atom sebanyak 2.Cotoh :

Peluruhan Sinar BetaLebih lanjut Rutherford mengetahui bahwa radiasi sinar Beta merupakan gelombang partikel yang ditarik oleh electrode positif, namun ditolak oleh electrode bermuatan negative, dan mempunyai massa atau muatan yang sama seperti electron. Pemancaran sinar Beta terjadi ketika netron yang terdapat dalam inti tiba-tiba meluruh menjadi proton dan electron,yang kemudian dikeluarkan.

Contoh :

Peluruhan Sinar GammaRadiasi sinar Gamma tidak terpengaruh oleh medan magnet, tidak mempunyai massa, dan radiasi elektromagnetiknya memiliki energy yang sangat tinggi dan memiliki panjang gelombang yang sangat pendek. Radiasi sinar Gamma selalu mengikuti pemancaran sinar alfa dan sinar beta oleh radionuklida, namun biasanya tidak dituliskan karena sinar gamma tidak memiliki perubahan nomor massa ataupun nomor atom dalam inti produknya.

Pemancaran Positron dan Penangkapan ElektronPemancaran Positron terjadi dengan cara perubahan proton dalam inti menjadi netron dan positron, partikel ini dapat juga disebut dengan elektron positif. Positron memiliki massa yang sama dengan electron namun dengan muatan yang berbeda. Hasil dari pemancaran positron adalah mengurangi nomor atom dari inti produk namun tidak ada perubahan dalam nomor massanya.

Contoh :

Penangkapan electron adalah proses diman inti menangkap electron pada orbital dalam, kemudian diubah protonnya ke neutron. Nomor massa dari inti produk tidak berubah, tetapi nomor atom berkurang 1, seperti pada pemancaran positron.Contoh :

Jenis-jenis Sinar Radioaktif1. Sinar Alfa ( α )

Sinar alfa merupakan partikel yang bermuatan positif dan bermassa empat kali massa atom hidrogen. Partikel ini merupakan inti atom helium yang terdiri atas 2 proton dan 2 netron.a. Mempunyai daya tembus kecil. Sinar α hanya mempunyai daya jangkau 2,8

sd 8,5 cm dalam udarab. Dapat membelok ke arah kutub negatif dalam medan listrikc. Dapat mengionkan molekul yang melewatinya. Sinar alfa dapat

menyebabkan satuatau lebih elektron suatu molekul lepas sehingga molekul menjadi ion.

2. Sinar Beta ( β ) Sinar beta merupakan partikel yang identik dengan electron. Jadi, Sinar β bermuatan negative dan bermasa sangat kecil, yaitu 5,5 x 10 -4 satuan massa atom atau amu, diberi simbol β atau e. sifat-sifat sinar beta adalah :⁰a. Bermuatan listrik negatif, karena itu dalam medan listrik membelok ke kutub

yang positif.b. Bergerak dengan kecepatan tinggi.c. Mempunyai daya tembus yang jauh lebih besar dari sinar α. Sinar β dapat

menembus lempeng timbal atau lempeng aluminium yang cukup besar.

3. Sinar Gamma (ɣ)

Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik, sejenis dengan sinar X, yaitu berpanjang gelombang pendek. Sifat-sifat ɣ sinar adalah :a. Tidak bermuatan listrik karena itu, tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik.b. Tidak mempunyai massac. Mempunyai daya tembus yang sangat kuat.

E. Transmutasi Nuklir

Transmutasi inti atau transmutasi nuklir adalah perubahan suatu unsur kimia atau isotop menjadi unsur kimia atau isotop lain melalui reaksi nuklir. Di alam berlangsung transmutasi nuklir natural yang terjadi pada unsur radioaktif yang secara spontan meluruh selama kurun waktu bertahun-tahun dan akhirnya berubah menjadi unsur yang lebih stabil. Transmutasi nuklir buatan dapat dilakukan dengan menggunakan reaktor fisi, reaktor fusi atau alat pemercepat partikel (particle accelerator). Transmutasi nuklir buatan dilakukan dengan tujuan mengubah unsur kimia atau radioisotop dengan tujuan tertentu. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari reaktor nuklir yang mempunyai umur sangat panjang dapat saja ditransmutasikan menjadi radioisotop yang lebih stabil dan memancarkan radioaktivitas dengan umur yang lebih pendek.

Reaksi fisi dan reaksi fusi sebenarnya juga dapat digolongkan sebagai transmutasi inti, karena dalam kedua reaksi nuklir tersebut terjadi perubahan inti atom yang dapat menyebabkan perubahan unsur kimia atau isotop.

E.1 Reaksi fisi/pembelahan.Reaksi fisi merupakan reaksi antara neutron dengan suatu nuklida dari atom

berat,menghasilkan 2 macam nuklida lain yang lebih ringan. Pertama kali ditemukan oleh Otto Hahn(1939). Fermi (1914) menemukan transuranium dengan cara menembak Uranium menggunakan neutron. Neutron cepat adalah neutron yang memiliki energi tinggi (energi kinetik) ± 14 MeV, dihasilkan dari generator neutron, kemudian dilewatkan pada akselerator.

Reaksi yang terjadi dalam reaktor : (n*,2n). Nuklida yang bereaksi dengan neutron cepat umumnya 92U238 .

92U238 + n* 56Ba138 + 37Rb99 + 2n

Reaksi fisi dengan neutron termal banyak dijumpai pada reaktor inti. Nuklida 92U235 paling sering bereaksi fisi dengan neutron termal. Bila 92U235 ditembak dengan neutron termal akanmenghasilkan nuklida baru dengan 2 atau 3 neutron dan energi sebesar ± 200 MeV.92U235 + n 56Ba138 + 36Kr 96 + 3n + 200 MeV

Neutron baru yang dihasilkan mempunyai energi ± 2 MeV. Jika digunakan untuk reaksi fisiselanjutnya neutron ini masih mempunyai energi yang cukup tinggi, sehingga perlu diperlambatdengan moderator (misalnya: air, air berat, grafit, berilium) hingga ± 0,025 eV. Bila reaktor intidilengkapi moderator, maka reaksinya dapat dikendalikan dengan batang kendali untuk menyerap neutron, dan reaksi berlangsung secara berantai.

APLIKASI FISI INTI

Bom Atom

Penerapan pertamakali fisi inti ialah dalam pengembangan bom atom. Faktor krusial dalam rancangan bom ini adalah penentuan massa kritis untuk bom itu. Satu bom atom yang kecil setara dengan 20.000 ton TNT. Massa kritis suatu bom atom biasanya dibentuk dengan menggunakan bahan peledak konvensional seperti TNT tersebut, untuk memaksa bagian-bagian terfisikan menjadi bersatu. Bahan yang pertama diledakkan adalah TNT, sehingga ledakan akan mendorong bagian-bagian yang terfisikan untuk bersama-sama membentuk jumlah yang lebih besar dibandingkan massa kritis.

Uranium-235 adalah bahan terfisikan dalam bom yang dijatuhkan di Hiroshima dan plutonium-239 digunakan dalam bom yang meledak di Nagasaki.

Reaktor Nuklir

Suatu penerapan damai tetapi kontroversial dari fisi inti adalah pembangkitan listrik menggunakan kalor yang dihasilkan dari reaksi rantai terbatas yang dilakukan dalam suatu reaktor nuklir. Ada 3 jenis reaktor nuklir yang dikenal, yaitu:

a. Reaktor air ringan. Menggunakan air ringan (H2O) sebagai moderator (zat yang dapat mengurangi energi kinetik neutron).

b. Reaktor air berat. Menggunakan D2O sebagai moderator.c. Reaktor Pembiak (Breeder Reactor). Menggunakan bahan bakar uranium, tetapi

tidak seperti reaktor nuklir konvensional, reaktor ini menghasilkan bahan terfisikan lebih banyak daripada yang digunakan.

E.2 Reaksi fusi/penggabungan.

Reaksi fusi merupakan reaksi penggabungan inti-inti ringan menjadi inti baru yang lebih

berat. Reaksi ini hanya berlangsung pada suhu tinggi (juta °C), untuk memperoleh energi aktivasi agar inti-inti ringan dapat bergabung. Dalam proses penggabungan ini dihasilkan energi yang besar.

Diperkirakan energi yang dipancarkan matahari adalah hasil fusi nuklir inti-inti hidrogen menjadi inti helium:4 1H1 2He4 + 2 1e0

Reaksi fusi terjadi pada bom hidrogen, yang energi aktivasinya diperoleh dari reaksi fisi yangterjadi dalam bom:1H2 + 1H3 2He4 + 0n1 + energiSebagai sumber energi, penggunaan reaksi fusi lebih menguntungkan karena energi yangdihasilkan lebih besar dan tidak menghasilkan isotop radioaktif. Isotop yang dihasilkan bersifatsetabil, misalnya helium. Kesulitannya, reaksi fusi terkontrol perlu tempat yang dapat menahansuhu tinggi (± 50 juta°C sampai dengan 200 juta°C).

F. Dasar Perhitungan Laju Peluruhan

Kinetika Peluruhan Radioaktif

Semua peluruhan radioaktif mengikuti kinetika orde pertama, sehingga laju peluruhan radioaktif pada setiap waktu t adalah:

Laju peluruhan pada waktu t = λN

λ = konstanta laju orde pertama

N = banyaknya inti radioaktif pada waktu t

ln Nt/N0 = - λt

dengan waktu paruh : t1/2 = 0,693/λ

Waktu Paruh (Half Life)

Proses peluruhan atom radioaktif sebenarnya merupakan kejadian yang bersifat acak. Akan tetapi jika jumlah atom radioaktif sangat besar maka peristiwa peluruhan tersebut dapat dijelaskan seperti berikut. Dalam peluruhan radioaktif mengikuti hukum laju reaksi orde kesatu, artinya laju peluruhan berbanding lurus dengan jumlah atom

radioaktif yang tertinggal. Dengan demikian laju peluruhan radioaktif setiap waktu (t) dapat dirumuskan seperti berikut.

Keterangan:

N0 = jumlah zat radioaktif mula-mula

Nt = jumlah zat radioaktif yang masih tersisa pada waktu t 1

2 T = waktu paruh

J. Kegunaan Isotop Radioaktif

1. Industria. Pengawetan Makanan

Radiasi sinar gamma juga dapat digunakan untuk mengawetkan makanan. Radiasi ini membunuh mikroorganisme yang menyebabkan pembusukan pada sayuran dan buah-buahan.

b. Pengontrolan Ketebalan Bahan AjarRadiasi sinar gamma memberikan data dan mengontrol alat pengatur ketebalan bahan. Cara kerjanya didasarkan atas prinsip bahwa intensitas sinar akan berkurang bila sinar melalui benda, sesuai dengan ketebalannnya.

c. Penyelidikan tentang KebocoranRadiasi sinar gamma dapat digunakan untuk penelitian tentang ada tidaknya kebocoran.

d. Penyelidikan tentang Sambungan Dua Logam

Penggunaan zat radioaktif dapat membantu manusia untuk meneliti apakah sambungan las antara dua logam misalnya, untuk kapal laut sudah baik atau masih ada yang kurang. Konsep yang digunakan adalah bahwa intensitas sinar akan berkurang bila sinar melalui benda. Jadi, bila ada kebocoran, maka intensitas sinar radioaktif yang keluar sama dengan intensitas sinar radioaktif yang masuk.

2. Kedokterana. Pensterilan alat-alat kedokteran

Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk mensterilkan alat-alat kedokteran. Sebagai sumber radiasi adalah radioisotop Co-60 atau Cs-137.

b. Pengobatan penyakitPengobatan dengan menggunakan dampak radiasi disebut radioterapi. Orang yang menderita penyakit tertentu dapat diobati dengan radiasi sinar gamma dari isotop Co-60. Radioisotop P-32, yang memancarkan sinar beta dengan waktu paruh 14,3 hari, digunakan untuk menyembuhkan penyakit pada sistem darah, yaitu polycythemia ruba vera.

c. Penyelidikan efisiensi kerja organ tubuhIsotop radioaktif dapat digunakan untuk menentukan letak tumor pada manusia. Otak manusia sangat rumit sehingga sulit untuk mengetahui letak tumor otak. Oleh karena itu, digunakan radioisostop I-131 yang disuntikkan ke dalam tubuh pasien.

3. Hidrologia. Kecepatan gerak lumpur

Untuk mengetahui kecepatan gerak lumpur dalam sungai, isotop radioaktif Na-24 dicampur dengan lumpur sungai. Isotop Na-24 memancarkan sinar gamma kemudian dimasukkan ke dalam sungai pada tempat tertentu. Dengan mengukur radiasi yang dipancarkan oleh isotop radioaktif para ahli dapat mengikuti perjalanan dan kecepatan gerak lumpur.

b. Debit air sungaiI-131 dan Na-24 adalah isotop radioaktif yang tepat untuk mengetahui berapa jumlah air sungai mengalir per detik atau debit air sungai. Selain itu, isotop-isotop tersebut dapat digunakan untuk mengetahui pola aliran air permukaan, misalnya air danau dan air laut daerah pantai.

4. Pertaniana. Pemupukan

Untuk mengetahui tempat pemupukan yang tepat sehingga tanaman dapat tumbuh dengan baik. Unsur karbon dalam pupuk urewa diberi label 14. Isotop C-14 ini memancarkan sinar beta dan berfungsi sebagai perunut. Pupuk kemudian ditempatkan pada tempat yang berbeda-beda dalam tanah.

Setelah beberapa hari dapat diteliti keadaan tanaman dan beberapa banyak pupuk yang diserap oleh tanaman.

b. Pemberantasan hamaIsotop radioaktif dapat merusak sel tubuh. Bila sel tubuh itu adalah sel kelamin, maka radiasi yang efektif dapat menyebabkan kemandulan. Prinsip ini yang digunakan untuk memandulkan hama jantan. Hama jantan yang telah dimandulkan dilepaskan ke daerah yang terserang hama. Perkawinan antara hama jantan dan hama betina tidak akan menghasilkan keturunan. Dengan demikian, perkembangbiakan hama akan terganggu.

c. Mutasi pada tanamanPenyinaran untuk memperoleh mutasi-mutasi pada tanaman dilakukan terhadap biji-biji atau kecambah dari tanaman yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Hasilnya bervariasi yang nantinya akan menghasilkan produk yang lebih baik dan memiliki keunggulan lebih.

5. BiologiKegiatan dalam bidang biologi yang menggunakan radioisotope sebagai sumber radiasi adalah kegiatan mengubah gen. Misalnya, gen pembawa warna. Radiasi pada gen pembawa warna dapat menghasilkan aneka ragam warna bunga.

6. KimiaTeknik perunut juga dapat digunakan dalam penyelidikan mekanisme reaksi. Misalnya, dal esterifikasi antara alkohol dan asam karboksilat.

7. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir ( PLTN )Banyak reaksi kimia yang membebaskan banyak kalor, tetapi reaksi inti atau reaksi nuklir memberikan lebih banyak kalor. Energy yang sangat besar itu dapat digunakan baik untuk menghasilkan atau merusak sesuatu. Pusat Tenaga Nuklir mengendalikan reaksi nuklir sehingga energi yang dilepaskan dapat digunakan untuk pembangkit listrik. Pusat listrik tenaga nuklir (PLTN) adalah salah satu contoh yang sangat populer. PLTN ini memanfaatkan efek panas yang dihasilkan reaksi inti suatu radioisotop , misalnya U-235.

K. BAHAYA UNSUR RADIOAKTIF

Pengaruh Radiasi pada Mahluk Hidup Khususnya Manusia

Pengertian atau arti definisi pencemaran radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom. Yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif pencemar

lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90SR merupakan karsinogen tulang dan 131J.

Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya biasanya akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola reaksi kimia yang merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan atau binatang.

Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti berikut di bawah ini :

1. Pusing-pusing2. Nafsu makan berkurang atau hilang3. Terjadi diare4. Badan panas atau demam5. Berat badan turun6. Kanker darah atau leukimia7. Meningkatnya denyut jantung atau nadi8. Daya tahan tubuh berkurang sehingga mudah terserang penyakit akibat sel darah putih   yang jumlahnya berkurang

Walaupun energi yang ditumpuk sinar radioaktif pada mahluk hidup relatif kecil tetapi dapat menimbulkan pengaruh yang serius. Hal ini karena sinar radioaktif dapat mengakibatkan ionisasi, pemutusan ikatan kimia penting atau membentuk radikal bebas yang reaktif. Ikatan kimia penting misalnya ikatan pada struktur DNA dalam kromosom. Perubahan yang terjadi pada struktur DNA akan diteruskan pada sel berikutnya yang dapat mengakibatkan kelainan genetik, kanker dll.

Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga bergantung pada waktu paparan. Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebih berbahaya daripada bila dosis yang sama diterima pada waktu yang lebih lama.

Secara alami kita mendapat radiasi dari lingkungan, misalnya radiasi sinar kosmis atau radiasi dari radioakif alam. Disamping itu, dari berbagai kegiatan seperti diagnosa atau terapi dengan sinar X atau radioisotop. Orang yang tinggal disekitar instalasi nuklir juga mendapat radiasi lebih banyak, tetapi masih dalam batas aman.

Beberapa gejala akibat radiasi berlebih antara lain sebagai berikut.1. Kerusakan somatik berbentuk lokal.

a. Kerusakan kulit berupa penyakit kulitb. Kerusakan sel pembuat sel darahc. Kerusakan sistem saraf

2. Kerusakan GenetisKerusakan genetis dapat mengakibatkan mahkluk menjadi steril atau mandul atau terjadi kelainan pada keturunannya.

3. Kerusakan sel-sel laina. Lensa mata menjadi pudar ( mata katarak )b. Leukimia ( kanker darah )

1. Waktu paruh peluruhan unsur radioaktif Bi-210 adalah 5,0 hari. Hitung:a. tetapan peluruhan (dalam s- 1),b. waktu yang diperlukan agar 0,016 mg Bi-210 meluruh menjadi 0,001 mg!