Zat Radioaktif
Unsur atau zat radioaktif adalah unsur atau zat yang inti atomnya
tidak stabil. Inti atom yang tidak stabil disebut radionuklida. Suatu unsur
dikatakan tidak stabil jika jumlah proton tidak sama dengan jumlah elektronnya.
Menurut Ernest Rutherford, inti atom yang tidak stabil akan cenderungmengalami peluruhan radioaktif.
Seiring dengan proses
peluruhan, dari inti atom akan terpancar cahaya dan partikel-partikel
kecil dengan kecepatan tinggi yang menyebar ke segala arah. Penelitian yang
dilakukan dengan memanfaatkan medan magnet berhasil menunjukkan adanya tiga jenis radiasi
nuklir yaitu sinar alfa, beta, dan gamma.
Semua inti atom yang tidak
stabil akan memancarkan salah satu atau lebih dari ketiga jenis radiasi yang
ada. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, diketahui bahwa sinar
alfa merupakan inti Helium, sinar beta merupakan elektron, dan sinar gamma
adalah radiasi elektromagnetik dengan frekuensi lebih tinggi dari sinar X.Sifat Zat Radioaktif
Secara umum, unsur radiaoktif memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1.
Memancarkan sinar radiasi
2.
Dapat menembus bahan atau benda padat
3.
Dapat mengubah sifat bahan yang
dilaluinya
4.
Tidak mengalami perubahan identitas
walaupun telah mengalami prose fisis dan kimia
Sinar-sinar radioaktif yang dipancarkan oleh unsur radioaktif memiliki sifat sebagai berikut :
1.
Dapat menembus kertas atau lempengan
logam tipis
2.
Dapat menghitamkan pelat film
3.
Dapat mengionkan gas yang disinari
4.
Dapat menyebabkan fluoresensi
5.
Dapat diuraikan oleh medan magnet
menjadi tiga berkas sinar
2. Jenis dan
Sifat Sinar Radioaktif
Sinar radioaktif yang dipancarkan oleh unsur radioaktif ada tiga jenis, yaitu :
A. Sinar Alfa (α)
Sinar alfa merupakan
sinar radiasi yang terdiri dari partikel-partikel bermuatan positif +2 dan
massa atomnya 4. Karena muatan dan massa atom yang sama, sinar alfa disamakan
dengan inti Helium. Massa partikel alfa adalah 6,643 x 10-27 kg.
Berikut sifat-sifat dari sinar alfa :
Berikut sifat-sifat dari sinar alfa :
§ Merupakan inti Helium (He)
§ Bermuatan positif 2 dan nomor massa 4
§ Daya tembusnya paling kecil dibanding beta dan gamma
§ Memiliki daya ionisasi paling besar
§ Kecepatan 1 - 10 persen kecepatan cahaya (± 107 m/s)
§ Dapat dibelokkan oleh medan listrik ke arah kutub negatif
§ Dapat dibelokkan oleh medan magnet
§ Pembelokkan oleh medan magnet dan medan listrik kurang ajam dibanding beta
dan gamma karena massa sinar alfa lebih besar
§ Dapat mempengaruhi palt fotografi
§ Dapat menyebabkan fluoresensi pada bahan fluorescent
§ Dapat mengionisasi gas yang dilaluinya
§ Dapat menghanscurkan sel hidup dan menyebabkan kerusakan biologi
B. Sinar Beta (β)
Sinar beta adalah
berkas sinar yang terdiri dari dari partikel-partikel yang bermuatan negatif
yang identik dengan elektron. Partikel beta memiliki massa sebesar 9,1 x
10-31 kg.
Berikut beberapa sifat sinar beta :
Berikut beberapa sifat sinar beta :
§ Identik dengan elektron
§ Bermuata negatif 1 bermassa sangat kecil
§ Daya tembusnya lebih besar daripada alfa
§ Dapat menembus kertas alumunium setebal 2 - 3 mm
§ Daya ionisasi lebih kecil daripada alfa
§ Kecepatan ± 107 m/s
§ Dapat dibelokkan oleh medan listrik ke kutub positif
§ Dapat dibelokkan oleh medan magnet
§ Pembelokkan oleh medan magnet dan medan listrik lebih tajam dibanding alfa
karena massa beta yang sangat kecil
§ Mempengaruhi pelat fotografi
§ Menyebabkan fluoresensi pada bahan fluorescent
§ Dapat mengionisasi gas yang dilaluinya
§ Menghasilkan sinar X ketika dihentikan oleh logam yang mempunyai nomor atom
dan titik leleh tinggi misalnya tungsten
§ Dapat menyebabkan kerusakan biologis yang lebih besar karena daya tembusnya
lebih besar
C. Sinar Gamma (γ)
Sinar gamma merupakan radiasi
elektromagnetik tidak bermuatan yang dipancarkan oleh inti yang berada dalam
kondisi energetik. Kecepatan sinar gamma sama dengan kecepatan cahaya.
Berikut beberapa sifat sinar gamma :
Berikut beberapa sifat sinar gamma :
§ Tidak bermuatan dan tidak memiliki massa
§ Merupakan gelombang ekeltromagnetik
§ Daya tembusnya sangat besar, lebih besar dari alfa dan beta
§ Daya ionisasi sangat rendah dibanding alfa dan beta
§ Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet
§ Mempengaruhi pelat fotrografi
§ Menyebabkan fluoresensi pada bahan fluorescent
§ Dapat terdifraksi oleh kristal
§ Dapat menyebabkan kerusakan biologis yang sangat besar karena daya
tembusnya besar
3. Membedakan inti atom
Suatu
zat (unsur) akan menjadi radioaktif jika memiliki inti atom yang tidak stabil.
Suatu inti atom berada dalam keadaan tidak stabil jika jumlah proton jauh lebih
besar dari jumlah netron. Pada keadaan inilah gaya elektrostatis jauh lebih
besar dari gaya inti sehingga ikatan atom-atom menjadi lemah dan inti berada
dalam keadaan tidak stabil.
|
Inti atom stabil
|
Inti atom tidakstabil
|
|
v Jumlah proton (Z) lebih
sedikit atau sama banyak dengan neutron (N)
v Gaya inti lebih besar
dibandingkan dengan gaya elektrostatis
|
v Jumlah proton (Z) lebih
besar dari jumlah netron (N)
v Gaya elektrostatis jauh
lebih besar di bandingkan dengan gaya inti
|
4. Reaksi Peluruhan
Reaksi Peluruhan
berjalan dengan spontan dan exoergik (melepas energi). Pada reaksi peluruhan
terjadi perubahan inti tidak stabil menjadi inti stabil.
Contoh : Ra→ Rn + α
Contoh Soal :
Produk apa yang akan di hasilkan ketika
Po 210 ketika terjadi peluruhan Alpha.?
Jawab:
Langkah pertama, ketahui nomor
massa dan atom dari polonium 210. lalu di kurangi dengan muatan dan massa dari
partikel Alpha. didapatlah suatu unsur dengan nomor massa dan nomor atom
tertentu. langkah terakhir, segera cari unsur apa yang memiliki kombinasi nomor
atom dan nomor massa tersebut
Contoh reaksi peluruhan radioaktif
a. Peluruhan
negatron : 01n → 11H + -10β
b. Peluruhan
positron : 2754Co → 2654Fe + 10β
c. Penangkapan
elektron : 2244Ti + -10e → 2144Sc
d. Peluruhan
gamma : 2760Co → 2760Co + γ
e. Pemancaran
neutron : 3687Kr → 3686Kr + 01n
f. Peluruhan
alfa : 84210Po → 82206Pb + 24He
5. Deret
Keradioaktifan
Ada tiga deret keradioaktifan alam
yaitu deret thorium, deret uranium, dan deret aktinium. Deret thorium dan deret
uranium diberi nama sesuai dengan nama anggota yang mempunyai waktu paro
terpanjang yaitu berturut-turut 1,39 x 1010 dan 4,51
x 109 tahun. Deret aktinium dimulai dari unsur uranium
(U-235) dengan waktu paruh 7,1 × 108 tahun. Deret
keradioaktifan yang keempat adalah deret keradioaktifan buatan yang disebut
deret neptunium. Unsur induk deret neptunium adalah neptunium dengan waktu
paruh 2,20 x 106 tahun. Perhatikan Tabel 1!
Tabel 1. Deret
Radioaktif
6.
Waktu Paruh
Waktu paruh ( t ) adalah waktu yang diperlukan oleh suatu zat radioaktif
agar massanya/ kereaktifannya berkurang setangahnya (50%). Karena laju reaksi
peluruhan adalah reaksi orde pertama, maka massa/ kereaktifan suatu zat
radioaktif pada saat tertentu dapat dicari dengan menggunakan persamaan
berikut.
Nt = N0
Nt = massa/ keaktifan
yang
tersisa
t = waktu peluruhan
N0 = massa/ keaktifan
mula-mula
t1/2 = waktu paruh
Selain itu waktu paruh juga dapat
ditentukan dengan rumus :
7. Laju peluruhan
Laju peluruhan adalah
seberapa cepat suatu zat radoiaktif meluruh. Laju peluruhan menandakan
keaktifan zat radioaktif, dengan berbanding lurus terhadap konstanta dan jumlah
nuklida radioaktif. Rumusnya:
Contoh Soal:
1. Waktu
paruh Bi adalah 5 hari. Jika mula-mula di simpan beratnya adalah 40 gram, maka
setelah disimpan 15 hari beratnya berkurang sebanyak?
Jawab:
Nt/N0 = (1/2)T/t1/2
Nt/40 = (1/2)15/5
Nt =
1/8 x 40
Nt =
5 gram
Jadi berkurang sebanyak 35 gram
2. Suatu
radioisotop X meluruh sebanyak 87,5% setelah disimpan selama 30 hari. Waktu
paro radioisotop X adalah?
Jawab;
Nt = 100-87,5 = 12,5%
12,5/100 = (½) 30/x
1/8 = (1/2) 30/x
X = 10
DAFTAR
PUSTAKA
http://bahanbelajarsekolah.blogspot.com/2015/11/pengertian-dan-sifat-radiasi-zat-radioaktif.html?m=1
http:/fisikadiana.blogspot.co.id/2014/11/waktu-paro.html?m=1
Comments
Post a Comment