kimia anorganik
Post on 18-Feb-2015
141 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Diajukan untuk memenuhi Tugas Mata Kuliah Kimia Anorganik
Dosen Mata Kuliah :
Candra Irawan,M.Si
Kartini Afriyani,S.Si
Disusun oleh: Kelompok 2 (kelas 1A)
Aditya Suryadarma
Nurina Imannisa
Sari Malam
Shadiah Aspuri
Akademi Kimia Analisi Bogor
Jalan Pangeran Sogiri Nomor 283 Tanah Baru
PEMBAHASAN
A. Penemuan
Radioaktivitas 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
Partikel Alfa tidak mampu menembus selembar kertas, partikel beta tidak mampu
menembus pelat alumunium. Untuk menghentikan gamma diperlukan lapisan metal tebal,
namun karena penyerapannya fungsi eksponensial akan ada sedikit bagian yang mungkin
menembus pelat metal.
Pada awalnya tampak bentuk radiasi yang baru ditemukan ini mirip dengan penemuan
sinar-X. Akan tetapi, penelitian selanjutnya yang dilakukan oleh Becquerel, Marie Curie,
Pierre Curie, Ernest Rutherford dan ilmuwan lainnya menemukan bahwa radiaktivitas jauh
lebih rumit ketimbang sinar-X. Beragam jenis peluruhan bisa terjadi.
Sebagai contoh, ditemukan bahwa medan listrik atau medan magnet dapat memecah
emisi radiasi menjadi tiga sinar. Demi memudahkan penamaan, sinar-sinar tersebut diberi
nama sesuai dengan alfabet yunani yakni alpha, beta, dan gamma, nama-nama tersebut masih
bertahan hingga kini. Kemudian dari arah gaya elektromagnet, diketahui bahwa sinar alfa
mengandung muatan positif, sinar beta bermuatan negatif, dan sinar gamma bermuatan netral.
Dari besarnya arah pantulan, juga diketahui bahwa partikel alfa jauh lebih berat ketimbang
partikel beta. Dengan melewatkan sinar alfa melalui membran gelas tipis dan menjebaknya
dalam sebuah tabung lampu neon membuat para peneliti dapat mempelajari spektrum emisi
dari gas yang dihasilkan, dan membuktikan bahwa partikel alfa kenyataannya adalah sebuah
inti atom helium. Percobaan lainnya menunjukkan kemiripan antara radiasi beta dengan sinar
katoda serta kemiripan radiasi gamma dengan sinar-X.
Para peneliti ini juga menemukan bahwa banyak unsur kimia lainnya yang
mempunyai isotop radioaktif. Radioaktivitas juga memandu Marie Curie untuk mengisolasi
radium dari barium; dua buah unsur yang memiliki kemiripan sehingga sulit untuk
dibedakan.
Bahaya radioaktivitas dari radiasi tidak diketahui. Efek akut dari radiasi pertama kali
diamati oleh insinyur listrik Amerika Elihu Thomson yang secara terus menerus
mengarahkan sinar-X ke jari-jarinya pada 1896. Dia menerbitkan hasil pengamatannya terkait
dengan efek bakar yang dihasilkan. Bisa dikatakan ia menemukan bidang ilmu fisika medik
(health physics) untungnya luka tersebut sembuh dikemudian hari.
2
Efek genetis radiasi baru diketahui jauh dikemudian hari. Pada tahun 1927 Hermann
Joseph Muller menerbitkan penelitiannya yang menunjukkan efek genetis radiasi. Pada tahun
1947 dimendapat penghargaan hadiah Nobel untuk penemuannya ini.
Sebelum efek biologi radiasi diketahui, banyak perusahan kesehatan yang
memasarkan obat paten yang mengandung bahan radioaktif; salah satunya adalah
penggunaan radium pada perawatan enema. Marie Curie menentang jenis perawatan ini, ia
memperingatkan efek radiasai pada tubuh manusia belum benar-benar diketahui (Curie
dikemudian hari meninggal akibat Anemia Aplastik, yang hampir dipastikan akibat lamanya
ia terpapar Radium). Pada tahun 1930-an produk pengobatan yang mengandung bahan
radioaktif tidak ada lagi dipasaran bebas.
B. DEFINISI
Unsur radioaktif adalah unsur yang dapat memancarkan sinar radioaktif. Setiap spesi
nuklir yang ditandai dengan bilangan massa A, nomor atom Z, dan bilangan neutron N
disebut nuklida.
ZXN
Macam-macam nuklida, yaitu:
1. Nuklida stabil
Nuklida ini stabil atau keradioaktifannya tidak terdeteksi.
2. Radionuklida alam primer
3
A
Nuklida ini radioaktif dan dapat ditemukan di alam.
waktu paruh 4,5 x 109 tahun
3. Radionuklida alam sekunder
Nuklida ini radioaktif dan dapat ditemukan di alam. Waktu paruhnya pendek dan dibentuk
secara kontinu dari radionuklida alam primer.
4. Radionuklida alam tereduksi
Misalnya yang terbentuk karena antaraksi sinar kosmik dengan nuklida di
atmosfir.
Pengelompokan nuklida:
a. Isotop: nuklida yang mempunyai nomor atom (Z) sama tetapi bilangan massa (A) dan
neutron (N) berbeda.
Contoh:
Isotop-isotop suatu unsur mempunyai sifat-sifat kimia yang sama. Sifat kimia ini
bergantung pada nomor atomnya.
b. Isobar: nuklida yang mempunyai bilangan massa sama tetapi nomor atomnya berbeda.
Contoh:
4
Isobar-isobar suatu unsur mempunyai sifat kimia dan fisika yang berbeda sebab nomor
atomnya berbeda.
c. Isoton: nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama. Karena nomor atomnya berbeda,
maka isoton-isoton memiliki sifat fisika dan kimia yang berbeda.
Contoh:
C. Kestabilan Inti
Kestabilan inti tidak dapat diprediksi dengan suatu ketentuan, namun terdapat aturan
empiris yang dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang radioaktif dengan
cara sebagai berikut:
Semua inti mengandung 84 proton ( Z=84 ), jika proton lebih dari 84 maka unrur
tersebut tidak stabil.
Dengan menggunakan aturan ganjil genap, inti yang mengandung jumlah proton
genap dan jumlah neutron genap akan lebih stabil dari pada inti yang mengandung
jumlah proton ganjil dan jumlah neutronnya ganjil.
Atau dengan menggunakan bilangan sakti dan sering disebut magic number. Pada hal
ini, inti yang stabil apabila terdapat jumlah proton dan neutronnya sama dengan
bilangan sakti atau konfigurasi kulit tertutup untuk proton dan neutron.
Untuk proton : 2, 8, 20, 28, 50, dan 82
Untuk neutron : 2, 8, 20, 28, 50, 82, dan 126
5
Isotop-isotop yang stabil: , ,
Kestabilan ini dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron/proton (N/Z)
Inti yang stabil apabila N/Z di antara 1- 1,6
Cara mencapai kestabilan untuk inti ringan berbeda dengan inti berat
Inti ringan
Untuk inti dengan di atas pita kestabilan, maka inti tersebut harus memperkecil .
Hal ini dapat terjadi bila:
1. Memancakan sinar beta
+
Contoh: +
2. Jika inti memancarkan partikel neutron
Contoh: +
Inti tersebut harus memperbesar harga . Hal ini dapat terjadi bila:
1. Memancakan positron
+
6
Contoh: +
2. Inti menangkap elektron dari kulit yang terdekat (kulit K).
Contoh: +
Inti berat
Untuk unsur radioaktif dengan Z>83 dalam usaha mendapatkan yang stabil dapat
dilakukan dengan beberapa ion diantaranya inti membebaskan dua proton dan dua neutron
bersama-sama dalam bentuk pancaran partikel α ( ).
Contoh: +
D. Deret Keradioaktifan
7
Merupakan kelompok yang terbentuk dari satu nuklida radioaktif yang berturut- turut
memancarkan partikel alfa atau beta.
Pada saat pemancaran radiasi terbentuk atom dari unsur yang berlainan.
Deret ini dimulai dari unsur indux yang meluruh terus- menerus, membentuk atom
baru sehingga akhirnya membentuk atom yang tidak radioaktif.
Terdapat 3 deret keradioaktifan atom, yaitu deret thonium, uranium dan aktinium dan
deret keempat ada deret keradioaktifan buatan ( deret neptunium).
Hasil terakhir deret keradioaktifan atom adalah unsur Pb, sedangkan hasil terakhir
dari deret keradioaktifan buatan adalah unsur bismut.
E.Pita Kestabilan
Unsur-unsur dengan nomor atom rendah dan sedang kebanyakan mempunyai nuklida
stabil maupun tidak stabil (radioaktif). Contoh pada atom hidrogen, inti atom protium dan
deuterium adalah stabil sedangkan inti atom tritium tidak stabil. Waktu paruh tritium sangat
pendek sehingga tidak ditemukan di alam. Pada unsur-unsur dengan nomor atom tinggi tidak
ditemukan inti atom yang stabil. Jadi faktor yang memengaruhi kestabilan inti atom adalah
angka banding dengan proton.
Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap
proton agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan. Bagi nuklida dengan Z = 20,
8
perbandingan neutron terhadap proton (n/p) sekitar 1,0 sampai 1,1. Jika Z bertambah maka
perbandingan neutron terhadap proton bertambah hingga sekitar 1,5.
Inti atom yang tidak stabil akan mengalami peluruhan menjadi inti yang lebih stabil
dengan cara:
F. Reaksi pada Inti
Reaksi yang terjadi di inti atom dinamakan reaksi nuklir. Jadi Reaksi nuklir melibatkan
perubahan yang tidak terjadi di kulit elektron terluar tetapi terjadi di inti atom. Reaksi nuklir
memiliki persamaan dan perbedaan dengan reaksi kimia biasa. Persamaan reaksi nuklir
dengan reaksi kimia biasa, antara lain seperti berikut.
a. Ada kekekalan muatan dan kekekalan massa energi.
b. Mempunyai energi pengaktifan.
c. Dapat menyerap energi (endoenergik) atau melepaskan energi (eksoenergik).
9
Perbedaan antara reaksi nuklir dan reaksi kimia biasa, antara lain seperti berikut:
a. Nomor atom berubah.
b. Pada reaksi endoenergik, jumlah materi hasil reaksi lebih besar dari pereaksi, sedangkan
dalam reaksi eksoenergik terjadi sebaliknya.
c. Jumlah materi dinyatakan per partikel bukan per mol.
d. Reaksi-reaksi menyangkut nuklida tertentu bukan campuran isotop.
Reaksi nuklir dapat ditulis seperti contoh di atas atau dapat dinyatakan seperti berikut.
Pada awal dituliskan nuklida sasaran, kemudian di dalam tanda kurung dituliskan proyektil
dan partikel yang dipancarkan dipisahkan oleh tanda koma dan diakhir perumusan dituliskan
nuklida hasil reaksi.
Contoh
Ada dua macam partikel proyektil yaitu:
a. Partikel bermuatan seperti, atau atom yang lebih berat seperti
b. Sinar gamma dan partikel tidak bermuatan seperti neutron.
Contoh
1. Penembakan dengan partikel alfa
10
2. Penembakan dengan proton
3. Penembakan dengan neutron
a. Reaksi Pembelahan Inti
Sesaat sebelum perang dunia kedua beberapa kelompok ilmuwan mempelajari hasil reaksi
yang diperoleh jika uranium ditembak dengan neutron. Otto Hahn dan F. Strassman,
berhasil mengisolasi suatu senyawa unsur golongan II A, yang diperoleh dari penembakan
uranium dengan neutron. Mereka menemukan bahwa jika uranium ditembak dengan neutron
akan menghasilkan beberapa unsur menengah yang bersifat radioaktif. Reaksi ini disebut
reaksi pembelahan inti atau reaksi fisi.
Contoh reaksi fisi:
Dari reaksi fisi telah ditemukan lebih dari 200 isotop dari 35 cara sebagai hasil
pembelahan uranium-235. Ditinjau dari sudut kestabilan inti, hasil pembelahan mengandung
banyak proton. Dari reaksi pembelahan inti dapat dilihat bahwa setiap pembelahan inti oleh
satu neutron menghasilkan dua sampai empat neutron. Setelah satu atom uranium-235
mengalami pembelahan, neutron hasil pembelahan dapat digunakan untuk pembelahan atom
11
uranium-235 yang lain dan seterusnya sehingga dapat menghasilkan reaksi rantai. Bahan
pembelahan ini harus cukup besar sehingga neutron yang dihasilkan dapat tertahan dalam
cuplikan itu. Jika cuplikan terlampau kecil, neutron akan keluar sehingga tidak terjadi reaksi
rantai.
b. Reaksi Fusi
Pada reaksi fusi, terjadi proses penggabungan dua atau beberapa inti ringan menjadi inti
yang lebih berat. Energi yang dihasilkan dari reaksi fusi lebih besar daripada energy yang
dihasikan reaksi fisi dari unsur berat dengan massa yang sama. Perhatikan reaksi fusi dengan
bahan dasar antara deuterium dan litium berikut:
Reaksi-reaksi fusi biasanya terjadi pada suhu sekitar 100 juta derajat celsius. Pada suhu ini
terdapat plasma dari inti dan elektron. Reaksi fusi yang terjadi pada suhu tinggi ini disebut
reaksi termonuklir. Energi yang dihasikan pada reaksi fusi.
G. Sinar-sinar radioaktif
12
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.
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
b. 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.
c. Sinar gamma ( γ )
13
Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetek berenergi tinggi, tidak bermuatan dan
tidak bermassa. Sinar γ dinyatakan dengan notasi gamma. 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.
Kuat radiasi suatu bahan radioaktif adalah jumlah partikel (α, β, γ) yang dipancarkan tiap
satuan waktu.
R = λ N
R = kuat radiasi satuan Curie
1 Curie (Ci) = 3,7 x 1010 peluruhan per detik.
λ = konstanta pelurahan, tergantung pada jenis isotop dan jenis pancaran radioaktif, yang
menyatakan kecepatan peluruhan inti.
N = jumlah atom.
H. Deret Keradioaktifan
Deret keradioaktifan merupakan kelompok unsur yang terbentuk dari satu nuklida
radioaktif yang berturut-turut memancarkan partikel alfa atau partikel beta. Pada setiap
pancaran radiasi terbentuk atom dari unsur yang berlainan. Deret ini dimulai dari unsur induk
yang meluruh terus-menerus membentuk atom baru sehingga akhirnya membentuk atom
yang tidak radioaktif.
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 paruh terpanjang yaitu berturut-turut 1,39 x 1010 dan 4,51 x 109 tahun.
14
Induk deret uranium bukan seperti yang diduga semula yaitu unsur aktinium, tetapi unsur
yang mempunyai waktu paruh 7,13 x 108 tahun yang kadang-kadang disebut aktinouranium.
Bilangan massa thorium adalah 232 merupakan kelipatan 4 yaitu 4 x 58. Oleh karena
pada pancaran alfa bilangan massa berkurang dengan 4 dan pada pancaran beta tidak terjadi
perubahan massa yang berarti, maka bilangan massa setiap anggota deret thorium dapat
dinyatakan dengan 4n dan n adalah angka 58 (thorium) sampai 52 (thorium D).
Dengan cara yang sama dapat ditunjukkan bahwa deret uranium dinyatakan dengan
4n + 2 dan deret aktinium dinyatakan dengan 4n + 3. Tidak ada anggota deret keradioaktifan
alam yang bilangan massanya dinyatakan dengan 4n + 1.
Deret keradioaktifan keempat adalah deret keradioaktifan buatan yang disebut deret
neptunium karena neptunium adalah anggota dengan waktu paruh terpanjang yaitu 2,20 x 106
tahun, dan bilangan massa dinyatakan dengan 4n + 1.
Hasil terakhir dari deret keradioaktifan alam adalah unsur Pb, sedangkan hasil terakhir
dari deret keradioaktifan buatan adalah unsur bismuth (Z=83).
Tabel Deret Keradioaktifan
Nama deret Jenis Inti terakhir (mantap) Anggota dengan
umur paling panjang
Thorium 4n 208Pb 232Th
Neptunium 4n + 1 209Bi 237Np
Uranium 4n + 2 206Pb 238U
Aktinium 4n + 3 207Pb 235U
Dengan demikian, reaksi inti menggabung nuklida ringan menjadi nuklida yang dekat
pada . Sebaliknya nuklida di atas dapat mencapai kestabilan dengan cara
tranformasi radioaktif spontan menghasilkan produk yang lebih ringan mendekati .
15
Tabel Massa Beberapa Inti dan Partikel
Lambang Z A Massa (sma) Lambang Z A Massa (sma)
e-
n
H atau
P
He
Li
Be
B
C
O
Cr
Fe
-1
0
1
1
1
2
2
3
3
4
5
5
6
6
8
24
26
0
1
1
2
3
3
4
6
7
9
10
11
12
13
16
52
56
0,000549
1,00867
1,00728
2,01345
3,01550
3,01493
4,00150
6,01347
7,01435
9,00999
10,0102
11,0066
11,9967
13,0001
15,9905
51,9273
55,9206
Co
Ni
Pb
Po
Rn
Ra
Th
Pa
U
Pu
27
28
82
82
82
84
84
86
88
90
90
91
92
92
92
92
94
59
58
206
207
208
210
218
222
226
230
234
234
233
234
235
238
239
58,9184
57,9199
205,9295
206,9309
207,9316
209,9368
217,9628
221,9703
225,9771
229,9837
233,9942
233,9931
232,9890
233,9904
234,9934
238,0003
239,0006
Energi pengikat inti suatu inti adalah energi yang diperlukan untuk memecah inti
menjadi proton dan neutron. Jadi, energi pengikat inti Helium -4, adalah perubah energi
untuk reaksi:
4He → 2 + 2
Defek massa ini adalah jumlah massa nukleon dikurangi dengan massa inti.
Dalam Helium -4,
Defek massa = 4,03190 sma – 4,00150 sma
= 0,03040 sma
16
Energi pengikat inti dan defek massa mencerminkan kestabilan suatu inti.
Deret keradioaktifan
(s = detik, m = menit, j = jam, h = hari, t = tahun)
23290Th
α 22888Ra
β 228
89Ac β 228
90Th α
22488Ra
α 22086Rn
1,39 x 1010 t 6,7 t 6,13 j 1,90 t 3,64 h
54,5 s α
21284Po
β α 3 x 10-7 s
21684Po
α 21282Pb
β 21283Bi 60,6 m 208
82Pb
0,158 s 10,6 j α β 3,1 m208
81Tl
Deret Thorium (4n)
23793Np
α 233
91Paβ 233
92U α 229
90Thα 225Ra
2,20 x 106 t 27,4 h 1,62 x 105 t 7340 t
14,8 h β
21384Po
α 4,2 x 10-6 s β
22589Ac
α 221
87Fr α 217
85At α 213
83Bi 47 m 20982Pb
β 209
83Bi
17
10,0 h 4,8 m 0,018 s α β 2,2 m 3,3 j209
81Tl
Deret Neptunium (4n + 1)
23892U
α 234
90Th βɤ
23491Pa
βɤ 234
92U α
23090Th
4,5 x 109 t 24,5 h 1,14 m 2,67 x 105 t
8,3 x 104 t αɤ
21081Tl
α β
22688Ra
αɤ 222
86Rn α 218
84Po α
21482Pb
βɤ 214
83Bi 19,7 m 21082Pb
1620 t 3,82 h 3,05 m 26,8 m βɤ α214
84Po
1,5 x 10-4 s βɤ
22 t
20682Pb
αɤ 210
84Poβ
21083Bi
138 h 4,85 h
Deret Uranium (4n + 2)
22387Fr
α β 21 m
23592U
α 231
90Thβ
23191Pa
α 227
89Ac 22,0 t 22388Ra
7,13 x 108 t 25,6 j 3,43 x 104 t β α
18,6 h227
90Th
11,1 h α
18
20782Pb
β 207
81Tlα 211
83Biβ 211
82Pbα
21584Po
α 219
86Rn
4,79 m 2,16 m 36,1 m 1,83 x 10-3 3,92
Deret Aktinium (4n + 3)
I. Peluruhan radioaktif
Neutron dan proton yang menyusun inti atom, terlihat seperti halnya partikel-partikel
lain, diatur oleh beberapa interaksi. Gaya nuklir kuat, yang tidak teramati pada skala
makroskopik, merupakan gaya terkuat pada skala subatomik. Hukum Coulomb atau gaya
elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada ukuran ini. Gaya nuklir lemah
sedikit berpengaruh pada interaksi ini. Gaya gravitasi tidak berpengaruh pada proses nuklir.
Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi dengan kompleksitas yang tinggi. Ada sifat
yang dimiliki susunan partikel di dalam inti atom, jika mereka sedikit saja bergeser dari
posisinya, mereka dapat jatuh ke susunan energi yang lebih rendah. Mungkin bisa sedikit
digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan yang terjadi antar
pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang berasal dari luar dapat
melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.
Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan energi aktivasi tertentu. Pada kasus
menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa dalam bentuk ditendang atau digeser
tangan. Pada kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah tersedia dari dalam. Partikel
mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara acak.
Gerakan teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil. Hasil perubahan
akan memengaruhi susunan inti atom; sehingga hal ini termasuk dalam reaksi nuklir,
berlawanan dengan reaksi kimia yang hanya melibatkan perubahan susunan elektron diluar
inti atom.
(Beberapa reaksi nuklir melibatkan sumber energi yang berasal dari luar, dalam bentuk
"tumbukkan" dengan partikel luar misalnya. Akan tetapi, reaksi semacam ini tidak
dipertimbangkan sebagai peluruhan. Reaksi seperti ini biasanya akan dimasukan dalam fisi
nuklir/fusi nuklir)
19
Simbol trefoil digunakan untuk menunjukkan sebuah material radioaktif
Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang
tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah
nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak
sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.
Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq).
Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka
dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel
material radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat
aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.
Mode Peluruhan
Sebuah inti radioaktif dapat melakukan sejumlah reaksi peluruhan yang berbeda. Reaksi-
reaksi tersebut disarikan dalam tabel berikut ini. Sebuah inti atom dengan muatan (nomor
atom) Z dan berat atom A ditampilkan dengan (A, Z).
Mode peluruhan Partikel yang terlibat Inti anak
Peluruhan dengan emisi nukleon:
Peluruhan alfa Sebuah partikel alfa (A=4, Z=2) dipancarkan dari inti (A-4, Z-2)
Emisi proton Sebuah proton dilepaskan dari inti (A-1, Z-1)
Emisi neutron Sebuah neutron dilepaskan dari inti (A-1, Z)
Fisi spontan Sebuah inti terpecah menjadi dua atau lebih atom
dengan inti yang lebih kecil disertai dengan
pemancaran partikel lainnya
-
Peluruhan cluster Inti atom memancarkan inti lain yang lebih kecil (A-A1, Z-Z1)
20
tertentu (A1, Z1) yang lebih besar daripada partikel
alfa
+ (A1,Z1)
Berbagai peluruhan beta:
Peluruhan beta Sebuah inti memancarkan elektron dan sebuah
antineutrino
(A, Z+1)
Emisi positron Sebuah inti memancarkan positron dan sebuah
neutrino
(A, Z-1)
Tangkapan elektron Sebuah inti menangkap elektron yang mengorbit dan
memancarkan sebuah neutrino
(A, Z-1)
Peluruhan beta ganda Sebuah inti memancarkan dua elektron dan dua
antineutrinos
(A, Z+2)
Tangkapan elektron
ganda
Sebuah inti menyerap dua elektron yang mengorbit
dan memancarkan dua neutrino
(A, Z-2)
Tangkapan elektron
dengan emisi positron
Sebuah inti menangkap satu elektron yang
mengorbit memancarkan satu positron dan dua
neutrino
(A, Z-2)
Emisi positron ganda Sebuah inti memancarkan dua positrons dan dua
neutrino
(A, Z-2)
Transisi antar dua keadaan pada inti yang sama:
Peluruhan gamma Sebuah inti yang tereksitasi melepaskan sebuah
foton energi tinggi (sinar gamma)
(A, Z)
Konversi internal Inti yang tereksitasi mengirim energinya pada
sebuah elektron orbital dan melepaskannya
(A, Z)
Peluruhan radioaktif berakibat pada pengurangan massa, dimana menurut hukum
relativitas khusus massa yang hilang diubah menjadi energi (pelepasan energi) sesuai dengan
persamaan E = mc2. Energi ini dilepaskan dalam bentuk energi kinetik dari partikel yang
dipancarkan.
Rantai peluruhan dan mode peluruhan ganda
Banyak inti radioaktif yang mempunyai mode peluruhan berbeda. Sebagai contoh adalah
Bismuth-212, yang mempunyai tiga.
21
Inti anak yang dihasilkan dari proses peluruhan biasanya juga tidak stabil, kadang lebih
tidak stabil dari induknya. Bila kasus ini terjadi, inti anak tadi akan meluruh lagi. Proses
kejadian peluruhan berurutan yang menghasilkan hasil akhir inti stabil, disebut rantai
peluruhan.
Keberadaan dan penerapan
Menurut teori Big Bang, isotop radioaktif dari unsur teringan (H, He, dan Li) dihasilkan
tidak berapa lama seteleah alam semesta terbentuk. Tetapi, inti-inti ini sangat tidak stabil
sehingga tidak ada dari ketiganya yang masih ada saat ini. Karenanya sebagian besar inti
radioaktif yang ada saat ini relatif berumur muda, yang terbentuk di bintang (khususnya
supernova) dan selama interaksi antara isotop stabil dan partikel berenergi. Sebagai contoh,
karbon-14, inti radioaktif yang mempunyai umur-paruh hanya 5730 tahun, secara terus
menerus terbentuk di atmosfer atas bumi akibat interaksi antara sinar kosmik dan Nitrogen.
Peluruhan radioaktif telah digunakan dalam teknik perunut radioaktif, yang digunakan
untuk mengikuti perjalanan subtansi kimia di dalam sebuah sistem yang kompleks (seperti
organisme hidup misalnya). Sebuah sampel dibuat dengan atom tidak stsbil konsentrasi
tinggi. Keberadaan substansi di satu atau lebih bagian sistem diketahui dengan mendeteksi
lokasi terjadinya peluruhan.
Dengan dasar bahwa proses peluruhan radioaktif adalah proses acak (bukan proses chaos),
proses peluruhan telah digunakan dalam perangkat keras pembangkit bilangan-acak yang
merupakan perangkat dalam meperkirakan umur absolutmaterial geologis dan bahan organik.
Laju peluruhan radioaktif
Laju peluruhan atau aktivitas dari material radioaktif ditentukan oleh:
Konstanta:
Waktu paruh - simbol t1 / 2 - waktu yang diperlukan sebuah material radioaktif
untuk meluruh menjadi setengah bagian dari sebelumnya.
22
Rerata waktu hidup - simbol τ - rerata waktu hidup (umur hidup) sebuah
material radioaktif.
Konstanta peluruhan - simbol λ - konstanta peluruhan berbanding terbalik
dengan waktu hidup (umur hidup)
Variabel:
Aktivitas total - simbol A - jumlah peluruhan tiap detik.
Aktivitas khusus - simbol SA - jumlah peluruhan tiap detik per jumlah
substansi. "Jumlah substansi" dapat berupa satuan massa atau volume.
Persamaan:
dimana adalah jumlah awal material aktif.
Pengukuran aktivitas
Satuan aktivitas adalah: becquerel (simbol Bq) = jumah disintegrasi (pelepasan)per detik ;
curie (Ci) = disintegrasi per detik; dan disintegrasi per menit (dpm).
Waktu peluruhan
Sebagaimana yang disampaikan di atas, peluruhan dari inti tidak stabil merupakan proses
acak dan tidak mungkin untuk memperkirakan kapan sebuah atom tertentu akan meluruh,
melainkan ia dapat meluruh sewaktu waktu. Karenanya, untuk sebuah sampel radioisotop
tertentu, jumlah kejadian peluruhan –dN yang akan terjadi pada selang (interval) waktu dt
23
adalah sebanding dengan jumlah atom yang ada sekarang. Jika N adalah jumlah atom, maka
kemungkinan (probabilitas) peluruhan (– dN/N) sebanding dengan dt:
Masing-masing inti radioaktif meluruh dengan laju yang berbeda, masing-masing
mempunyai konstanta peluruhan sendiri (λ). Tanda negatif pada persamaan menunjukkan
bahwa jumlah N berkurang seiring dengan peluruhan. Penyelesaian dari persamaan
diferensial orde 1 ini adalah fungsi berikut:
Fungsi di atas menggambarkan peluruhan exponensial, yang merupakan penyelesaian
pendekatan atas dasar dua alasan. Pertama, fungsi exponensial merupakan fungsi berlanjut,
tetapi kuantitas fisik N hanya dapat bernilai bilangan bulat positif. Alasan kedua, karena
persamaan ini penggambaran dari sebuah proses acak, hanya benar secara statistik. Akan
tetapi juga, dalam banyak kasus, nilai N sangat besar sehingga fungsi ini merupakan
pendekatan yang baik.
Selain konstanta peluruhan, peluruhan radioaktif sebuah material biasanya juga dicirikan
oleh rerata waktu hidup. Masing-masing atom "hidup" untuk batas waktu tertentu sebelum ia
meluruh, dan rerata waktu hidup adalah rerata aritmatika dari keseluruhan waktu hidup atom-
atom material tersebut. Rerata waktu hidup disimbolkan dengan τ, dan mempunyai hubungan
dengan konstanta peluruhan sebagai berikut:
Parameter yang lebih biasa digunakan adalah waktu paruh. Waktu paruh adalah waktu
yang diperlukan sebuah inti radioatif untuk meluruh menjadi separuh bagian dari
sebelumnya. Rumus:
24
Nt = massa setelah peluruhan
N0 = massa mula-mula
T = waktu peluruhan
t( 1)/2 = waktu paruh
Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan adalah sebagai berikut:
T½ = ln 2/λ = 0,693/λ N = Noe-lt = No(½)-t/T
Jadi setelah waktu simpan t = T½ massa unsur mula-mula tinggal separuhnya, N = ½ No
atau setelah waktu simpan nT½ zat radioaktif tinggal (½)n.
Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan menunjukkan bahwa material dengan
tingkat radioaktif yang tinggi akan cepat habis, sedang materi dengan tingkat radiasi rendah
akan lama habisnya. Waktu paruh inti radioaktif sangat bervariasi, dari mulai 1024 tahun
untuk inti hampir stabil, sampai 10-6 detik untuk yang sangat tidak stabil.
Sinar radioaktif yang melewati suatu materi akan mengalami pelemahan intensitas dengan
rumus:
I = Ioe - µx
Io = intensitas mula-mula (joule/s.m2)
µ = koefisien serap materi (m-1 atau cm-1)
x = tebal materi/bahan (m atau cm )
Bila I = ½ Io maka x = 0,693/µ disebut HVL (lapisan harga paruh) yaitu tebal keping yang
menghasilkan setengah intensitas mula.
Contoh:
Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paro 4 jam. Jika semula tersimpan 16 gram unsur
radioaktif, maka berapa massa zat yang tersisa setelah meluruh 1 hari ?
Jawab :
25
Jenis detektor radioaktif:
1. Pencacah Geiger(G1M)
untuk menentukan/mencacah banyaknya radiasi sinar radioaktif
2. Kamar Kabut Wilson
untuk mengamati jejak partikel radioaktif
3. Emulsi Film
untuk mengamati jejak, jenis dan mengetahui intensitas partikel radioaktif
4. Pencacah Sintilad
untuk mencacah dan mengetahui intensitas partikel radioaktif.
J. Bahaya Radioaktif
26
Zat radioaktif adalah setiap zat yang memancarkan radiasi pengion dengan aktivitas jenis
lebih besar daripada 70 kBq/kg atau 2 nCi/g (tujuh puluh kilobecquerel per kilogram atau dua
nanocurie per gram). Angka 70 kBq/kg (2 nCi/g) tersebut merupakan patokan dasar untuk
suatu zat dapat disebut zat radioaktif pada umum-nya yang ditetapkan berdasarkan ketentuan
dari Badan Tenaga Atom Internasional (International Atomic Energy Agency). Namun,
masih terdapat beberapa zat yang walaupun mempunyai aktivitas jenis lebih rendah daripada
batas itu dapat dianggap sebagai zat radioaktif karena tidak mungkin ditentukan batas yang
sama bagi semua zat mengingat sifat masing-masing zat tersebut berbeda.
Pengertian atau arti definisi pencemaran zat radioaktif adalah suatu pencemaran
lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor
atom serta bom atom. Limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang
telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang
tidak dapat digunakan lagi. 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 penyebab kanker 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.
27
Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti
berikut di bawah ini : Pusing-pusing, Nafsu makan berkurang atau hilang, Terjadi diare,
Badan panas atau demam, Berat badan turun, Kanker darah atau leukimia, Meningkatnya
denyut jantung atau nadi.
Limbah radioaktif
Limbah radioaktif adalah bahan yang terkontaminasi dengan radio isotop yang berasal dari
penggunaan medis atau riset radio nukleida. Limbah ini dapat berasal dari antara lain :
tindakan kedokteran nuklir, radio-imunoassay dan bakteriologis; dapat berbentuk padat, cair
atau gas. Selain sampah klinis, dari kegiatan penunjang rumah sakit juga menghasilkan
sampah non klinis atau dapat disebut juga sampah non medis. Sampah non medis ini bisa
berasal dari kantor/administrasi kertas, unit pelayanan (berupa karton, kaleng, botol), sampah
dari ruang pasien, sisa makanan buangan; sampah dapur (sisa pembungkus, sisa
makanan/bahanmakanan, sayur dan lain-lain). Limbah cair yang dihasilkan rumah sakit
mempunyai karakteristik tertentu baik fisik, kimia dan biologi. Limbah rumah sakit bisa
mengandung bermacam-macam mikroorganisme, tergantung pada jenis rumah sakit, tingkat
pengolahan yang dilakukan sebelum dibuang dan jenis sarana yang ada (laboratorium, klinik
dll). Tentu saja dari jenis-jenis mikroorganisme tersebut ada yang bersifat patogen. Limbah
rumah sakit seperti halnya limbah lain akanmengandung bahan-bahan organik dan anorganik,
yang tingkat kandungannya dapat ditentukan dengan uji air kotor pada umumnya seperti
BOD, COD, TTS, pH, mikrobiologik, dan lain-lain.
K. Penggunaan Radioisotop
Radioisotop digunakan sebagai perunut dan sumber radiasi
Dewasa ini, penggunaan radioisotop untuk maksud-maksud damai (untuk kesejahteraan
umat manusia) berkembang dengan pesat. 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. Selain untuk PLTN, radioisotop juga telah digunakan
dalam berbagai bidang misalnya industri, teknik, pertanian, kedokteran, ilmu pengetahuan,
hidrologi, dan lain-lain.
28
Pada bab ini kita akan membahas dua penggunaan radioistop, yaitu sebagai perunut
(tracer) dan sumber radiasi. Pengunaan radioisotop sebagai perunut didasarkan pada ikataan
bahwa isotop radioaktif mempunyai sifat kirnia yang sama dengan isotop stabil. Jadi suatu
isotop radioaktif melangsungkan reaksi kimia, yang sama seperti isotop stabilnya. Sedangkan
penggunaan radioisotop sebagai sumber radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi
yang dihasilkan zat radioaktif dapat mempengaruhi materi maupun mahluk. Radiasi dapat
digunakan untuk memberi efek fisis: efek kimia, maupun efek biologi. Oleh karena itu,
sebelum membahas pengunaan radioisotop kita akan mengupas terlebih dahulu tentang
satuan radiasi dan pengaruh radiasi terhadap materi dan mahluk hidup.
Satuan Radiasi
Berbagai satuan digunakan untuk menyatakan intensitas atau jumlah radiasi bergantung
pada jenis yang diukur.
1. Curie(Ci) dan Becquerrel (Bq)
Curie dan Bequerrel adalah satuan yang dinyatakan untuk menyatakan keaktifan yakni
jumlah disintegrasi (peluruhan) dalam satuan waktu. Dalam sistem satuan SI, keaktifan
dinyatakan dalam Bq. Satu Bq sama dengan satu disintegrasi per sekon.
1Bq = 1 dps
dps = disintegrasi per sekon
Satuan lain yang juga biasa digunakan ialah Curie. Satu Ci ialah keaktifan yang setara dari
1 gram garam radium, yaitu 3,7.1010 dps.
1 Ci = 3,7.1010 dps = 3,7.1010 Bq
1. Gray (gy) dan Rad (Rd)
Gray dan Rad adalah satuan yang digunakan untuk menyatakan keaktifan yakni jumlah
(dosis) radiasi yang diserap oleh suatu materi. Rad adalah singkatan dari 11 radiation
absorbed dose. Dalam sistem satuan SI, dosis dinyatakan dengan Gray (Gy). Satu Gray
adalah absorbsi 1 joule per kilogram materi.
29
Gy = 1 J/kg
Satu rad adalah absorbsi 10-3 joule energi/gram jaringan.
1 Rd = 10-3 J/g
Hubungan grey dengan fad
1 Gy = 100 rd
3. Rem
Daya perusak dari sinar-sinar radioaktif tidak saja bergantung pada dosis tetapi juga pada
jenis radiasi itu sendiri. Neutron, sebagai contoh, lebih berbahaya daripada sinar beta dengan
dosis dan intensitas yang sama. Rem adalah satuan dosis setelah memperhitungkan pengaruh
radiasi pada mahluk hidup (rem adalah singkatan dari radiation equiwlen for man)
Pengaruh Radiasi pada Materi
Radiasi menyebabkan penumpukan energi pada materi yang dilalui. Dampak yang
ditimbulkan radiasi dapat berupa ionisasi, eksitasi, atau pemutusan ikatan kimia.
Ionisasi: dalam hal ini partikel radiasi menabrak elektron orbital dari atom atau molekul
zat yang dilalui sehinga terbentuk ion positip dan elektron terion.
Eksitasi: dalam hal ini radiasi tidak menyebabkan elektron terlepas dari atom atau molekul
zat tetapi hanya berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Pemutusan Ikatan Kimia:
radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif rnempunyai energi yang dapat mernutuskan ikatan-
ikatan kimia.
Pengaruh Radiasi pada mahluk hidup
30
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.
Radioaktif Sebagai Perunut
Sebagai perunut, radoisotop ditambahkan ke dalam suatu sistem untuk mempelajari sistem
itu, baik sistern fisika, kimia maupun sistem biologi. Oleh karena radioisotop mempunyai
sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya, maka radioisotop dapat digunakan untuk
menandai suatu senyawa sehingga perpindahan perubahan senyawa itu dapat dipantau.
A. Bidang kedokteran
Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa)
berbagai jenis penyakit al:teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(1-131),
natrium-24 (Na-24), ksenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalam
pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti
jantung, hati dan paru-paru Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat
pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk
mendeteksi kerusakan jantung.
31
1-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh
karena itu, 1-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati
dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke
dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah
ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tsb.
Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumor
dan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang,
radioisotop yang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis
yang lebih kuat misalnya, 1-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.
B. Bidang lndustri
Untuk mempelajari pengaruh oli dan afditif pada mesin selama mesin bekerja digunakan
suatu isotop sebagai perunut, Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain dari mesin
ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama.
C. Bidang Hidrologi
1.Mempelajari kecepatan aliran sungai.
2.Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.
D. Bidang Biologis
1. Mempelajari kesetimbangan dinamis.
2. Mempelajari reaksi pengesteran.
3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.
Radioisotop sebagai sumber radiasi
A. Bidang Kedokteran
1) Sterilisasi radiasi.
32
Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat
digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai
beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan
bahan kimia), yaitu:
a) Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme.
b) Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia.
c) Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar
bakteri lagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu
disterilkan dulu baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada
kemungkinan terkena bibit penyakit.
2) Terapi tumor atau kanker.
Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel
normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata
lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan
dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut.
B. Bidang pertanian
1) Pemberantasan homo dengan teknik jantan mandul
Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium
dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu
diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah
yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan
jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan
demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.
2) Pemuliaan tanaman
Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan
menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis
33
yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah
yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman
berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
3) Penyimpanan makanan
Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama
akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi
sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan
bertunas, dengan dernikian dapat disimpan lebih lama.
C. Bidang Industri
1) Pemeriksaan tanpa merusak.
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau
sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Tehnik ini berdasarkan sifat bahwa
semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin
berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada
bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih
hitam.
2) Mengontrol ketebalan bahan
Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat
dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang
diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan
dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang
diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat
sehingga ketebalan dapat dipertahankan.
3) Pengawetan bahan
34
Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-
barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat menningkatkan mutu tekstil karena
inengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya.
Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat
disimpan lebih lama.
D. Sebagai Pembangkit Energi Listrik
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal di
mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.
PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika
daya keluarannya konstan (meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah
dayanya ketika malam hari). Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40
MWe hingga 1000 MWe. Unit baru yang sedang dibangun pada tahun 2005 mempunyai daya
600-1200 MWe. Hingga saat ini, terdapat 442 PLTN berlisensi di dunia [1] dengan 441
diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut menyuplai
17% daya listrik dunia.
Berikut adalah gambar bagan reaktor nuklir :
35
Ada 2 tipe reaktor, yakni tipe Boiling Water Reactor (BWR) dan Pressurized Water
Reactor (PWR). Keduanya baik BWR maupun PWR merupakan rancangan reaktor jenis air
ringan (H2O) sebagai pendingin dan moderator. Bedanya, pada reaktor tipe BWR, uap yang
digunakan untuk memutar turbin dihasilkan langsung oleh teras reaktor sedangkan pada
PWR. Reaktor tipe PWR dianggap lebih aman karena radiasi yang dihasilkannya lebih sedikit
dibanding tipe BWR. Dewasa ini, 70% reaktor nuklir dunia menggunakan tipe PWR.
DAFTAR PUSTAKA
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_xi/sinar-sinar-radioaktif/
http://renideswantikimia.wordpress.com/kimia-kelas-xii-3/semester-i/3-kimia-unsur/5-unsur-radioaktif/
http://ingebinzoez.wordpress.com/radioaktif/
http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Asep%20Novandi_060893/index_files/Page612.htm
http://bebas.ui.ac.id/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Fisika/0351%20Fis-3-7d.htm
http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif
36
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_xi/sinar-sinar-radioaktif/
http://forumkimia.multiply.com/journal/item/11
37
top related