Radioaktivitas disebut juga
peluruhan radioaktif,
yaitu peristiwa terurainya beberapa inti atom tertentu secara spontan yang
diikuti dengan pancaran partikel alfa
(inti helium), partikel beta
(elektron), atau radiasi gamma
(gelombang elektromagnetik gelombang pendek). Sinar-sinar yang
dipancarkan tersebut disebut sinar radioaktif, sedangkan zat yang memancarkan sinar radioaktif disebut dengan zat radioaktif.
dipancarkan tersebut disebut sinar radioaktif, sedangkan zat yang memancarkan sinar radioaktif disebut dengan zat radioaktif.
A.
Sejarah Penemuan
Sejarah
penemuanRadioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri
Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen.
Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat
paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katoda oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan
fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan
menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan
hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika
ia menggunakan garam uranium tesebut.Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik
hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi, pada saat
percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga, garam uranium
nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam
pada pelat.
1.
Sifat Radioaktif
a.
Dapat menembus kertas atau lempengan
logam tipis.
b.
Dapat mengionkan gas yang disinari.
c.
Dapat menghitamkan pelat film.
d.
Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS
dapat berpendar (fluoresensi).
e.
Dapat diuraikan oleh medan magnet
menjadi tiga berkas sinar, yaitu sinar α, β,dan γ.
f.
Radiasi-radiasi mempunyai daya
tembus yang tinggi, radiasi-radiasi itu mempengaruhi plat-plat fotografik,
menyebabkan sintilasi pada layar-layar yang floresen, menimbulkan panas dan
menghasilkan perubahan-perubahan kimia.
g.
Bila radiasi dipancarkan habis, maka
terbentuklah elemen-elemen baru yang biasanya juga bersifat radioaktif.
h.
Pemancaran dari radiasi-radiasi
adalah spontan.
i.
Pemancaran tidak segera, tetapi
dapat meliputi suatu periode waktu.
2.
Jenis - jenis Sinar Radioaktif :
a.
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 helium .
b.
Sinar beta(
ß )
Sinar beta merupakan radiasi
partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal
dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan -l e 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 uadara kering dan dapat menembus kulit.Sinar
beta dapat dihentikan dengan plat alumunium.
c.
Sinar gamma(γ
)
Sinar gamma adalah radiasi
elektromagnetik berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar
gamma dinyatakan dengan notasi . Sinar gamma mempunyai daya tembus besar.
Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan
sinar X dan sinar Positron.
ü
Urutan daya ionisasi α > β > γ
ü
Urutan daya tembus α < β < γ
3.
Peluruhan Radioaktif
Peluruhan radioaktif Satuan internasional (SI) untuk
pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq). 1 Bq =
1 peluruhan/detik
Inti tdk stabil→ meluruh → radiasi
4.
Reaksi Transmutasi
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,untuk mengubah bahan yang tidak dapat membelah menjadi
bahan fisil, atau mengubah radioisotop berumur sangat panjang menjadi
radioisotop yang lebih pendek umurnya atau bahkan menjadi unsur stabil yang
tidak memancarkan radioaktif. Bahan yang dapat diubah menjadi bahan fisil
disebut sebagai bahan fertil. Reaksi nuklir transmutasi tersebut diantaranya
adalah sebagai berikut.
Transmutasi bahan fertil
(thorium-232 dan uranium-238) menjadi bahan fisil (U-233 dan Pu-239):0n1 + 90Th232 → 92U233 + 2 -1e0 0n1 + 92U238 → 94Pu239 + 2 -1e0Transmutasi limbah radioaktif berumur
panjang dari kelompok aktinida minor yaitu amerisium-241 (95Am241)
menjadi bahan fisil kurium-243 (96Cm243) agar dapat
berfisi di dalam reaktor nuklir dari pada meluruh dengan memancarkan radioaktif
yang berbahaya sebagai limbah nuklir: 0n1 + 95Am241 → 96Cm242 + -1e0 0n1 + 96Cm242 → 96Cm243
5.
Reaksi Fisi dan Reaksi Fusi
Definisi reaksi fusi adalah
reaksi penggabungan beberapa inti ringan, disertai pengeluaran energy yang
sangat besar. Proses ini merupakan kebalikan dari fisi, tetapi hasil terakhir sama
yaitu energi yang dahsyat.
Perbedaan fisi dan fusi
adalah pada prosesnya. Pada fisi, atom berat terbelah menjadi dua, sebaliknya
pada fusi, atom ringan bergabung menjadi satu.
Dalam hal ini (fusi) yang
berperan adalah hydrogen. Jika dua atom hydrogen digabung akan menghasilikan
unsur lain yaitu helium dan energy yang besar. Namun, untuk menggabungkan dua
unsur hydrogen sangatlah sulit, karena adanya gaya ikat inti (elektrostatik).
Oleh karenanya satu-satunya jalan adalah memanasinya lebih dahulu agar inti
atom terpisah dari elektron yang mengelilingnya.Energi yang dilepas di banyak
reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang
mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke
inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke
hidrogen adalah 13,6 elektronvolt -- lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV
yang dilepas oleh reaksi fusi hidrogen menjadi helium.
6.
Waktu Paruh
Waktu paruh adalah waktu
yang dibutuhkan oleh unsur radioaktif untuk meluruh sehingga tinggal separuh
dari jumlah semula.t1/2 = 0,693/λ
t1/2 = waktu paruh
t1/2 = waktu paruh
λ = tetapan
peluruhan
Nt/N0 = (1/2)t/t1/2
Nt = banyak unsur setelah
meluruh
N0 = banyak unsur mula-mula
t = waktu peluruhan
t1/2 = waktu paruh
