1 PERTEMUAN III  RADIOAKTIFITAS DAN PELURUHAN RADIOAKTIF –Hukum Peluruhan –Aktivitas dan waktu paruh radioaktif –Skema luruh

2 RADIOAKTIVITAS

3 Istilah dalam radioaktivitas  Perubahan dari inti atom tak stabil menjadi inti atom yang stabil: disintegrasi/peluruhan  Proses disintegrasi selalu disertai dengan pelepasan partikel kecil berkecepatan tinggi disebut partikel nuklir atau radiasi nuklir.  Sifat dapat memancarkan radiasi nuklir disebut radioaktivitas/keradioaktifan  Radiasi nuklir juga disebut sinar radioaktif  Nuklida (inti atom) yang memiliki gejala radioaktivitas disebut radionuklida

4 RADIOAKTIVITAS   Penemuan sinar X oleh Roentgen dan minat Becquerel terhadap peristiwa fluoresensi merupakan titik tolak dari perkembangan radioaktivitas   Inti atom tersusun oleh nukleon yang terdiri dari netron yang netral dan proton yang bermuatan positif

5 NUKLIDA   Nuklida (Inti atom): inti atom ringan stabil bila n=Z Inti atom tak stabil terdiri dari:  n/Z >> maka terlalu banyak netron  n/Z << maka terlalu banyak proton  Z > 83   Peta nuklida: letak nuklidaberdasar jumlah proton dan netron X A Z X= simbol atom Z = nomor atom A = nomor massa N = A - Z

6 Peta Nuklida

7 Bagaimana mencapai kestabilan inti ?  Pada n/Z >> (kelebihan netron), melepaskan beta (  - ) atau merubah netron menjadi proton dan beta (  - )

8  Pada n/Z << (kelebihan proton),  melepaskan positron (  + ) atau merubah proton menjadi netron positron ini tidak stabil dan akan bereaksi dengan elektron menghasilkan 2 foton  + + e - 2   menangkap elektron pada kulit K P + + e - n

9  Pada Z > 83, melepaskan partikel alfa   Radiasi nuklir selain dipancarkan alfa dan beta, juga hampir selalu dipancarkan gamma

10 Hipotesis Rutherford   Unsur radioaktif mengalami transformasi spontan   Perubahan itu disertai dengan pemancaran radiasi.   Proses radiasi ialah proses di dalam atom.

11 Sifat-sifat Radiasi SINAR    Dapat dihentikan dengan mudah oleh hamburan logam Al   Merupakan partikel yang berkecepatan tinggi yaitu 1/10 kec. Cahaya   Bermuatan positif dan identik dengan helium

12 SINAR    Mempunyai daya tembus 100 kali sinar alfa   Identik dengan elektron, dengan kecepatan hampir sama dengan c

13 SINAR    Daya tembus sangat besar   Tidak dibelokan oleh medan magnet   Merupakan gelombang elektromagnetik seperti sinar X

14 SKEMA LURUH  Perjanjian:  Produk turunan dari peluruhan alfa, pemancaran proton, penangkapan elektron yaitu produk yang mempunyai no. atom kurang dari induk. Dan diperlihatkan di sebelah kiri induk.  Produk turunan dari peluruhan beta yaitu no. atom satu lebih besar dari induk diperlihatkan di sebelah kanan induk

15 Deret Radioaktif   Unsur radioaktif bisa berubah menjadi unsur radioaktif baru dan seterusnya sampai dihasilkan unsur yang stabil, dan membentuk suatu deret radioaktif.   Unsur-unsur dengan Z > 83 bersifat radioaktif yang digolongkan dalam 4 deret yaitu: Uranium : 4n + 2 Aktinium : 4n + 3 Torium : 4n Neptunium : 4n + 1

16   Sebagai contoh inti induk uranium ( mengalami peluruhan berantai hingga mencapai inti stabil.   Selisih nomor massa inti induk A = 238 dan nomor massa inti stabil A’ = 206 adalah 32, dan selisih nomor atomnya 10.   Ini menunjukkan pola radiasi sinar radioaktif yang dihasilkan adalah 4n + 2, dengan adalah bilangan bulat.   Dengan demikian akan diperoleh empat deret peluruhan yang paling mungkin mengikuti aturan 4n, 4n+1, 4n+2, 4n+3 (4 buah deret radioaktif)   Adanya deret radioaktif di alam memungkinkan lingkungan hidup kita secara konstan dilengkapi unsur-unsur radioaktif yang seharusnya sudah musnah, seperti yang memiliki waktu paruh 1600 tahun.   Jika dibandinghkan dengan umur bumi 5,0 x 10 9 tahun seharusnya sudah musnah.   Tetapi karena adanya deret Uranium dengan waktu paruh 4,47 x 10 9 tahun yang hampir sama dengan umur bumi, dalam beberapa langkah peluruhan menghasilkan unsur maka sampai saat ini masih ditemui di alam.

17

18

19

20

21 Radioaktivitas buatan   Tahun 1934 Irine Curie dan suaminya F. Joliot mengumumkan bahwa boron dan aluminium dapat dibuat radioaktif dengan jalan menembakinya dengan partikel alfa yang berasal dari polonium. Hasil penembakan ini memancarkan positron.   Partikel penembak yang lain adalah proton, netron, detron dan tritron

22 Hukum pergeseran radioaktif Dikemukakan oleh Fajans dan Soddy pada tahun 1913 yang berbunyi:   Unsur yang memancarkan partikel alfa diperoleh nuklida yang baru yang muatannya berkurang 2 dan massanya berkurang 4, sehingga terbentuk unsur baru yang terletak dua tempat sebelah kiri.   Unsur yang memancarkan partikel beta, akan diperoleh nuklida baru yang massanya tak berubah dan muatannya bertambah satu.

23   Penurunan persamaan oleh E.von Schweidler PELURUHAN RADIOAKTIF p ~  t p = probabilitas meluruh  t = selang waktu p =  t =tetapan perbandingan/ tetapan peluruhan 1- p =1-  t (1-  t) 2 Selama 2 selang waktu Selama n selang waktu (1-  t) n Karena n  t= jumlah selang waktu seluruhnya (1-  t) n = (1- n  t/n) n = (1- t/n) n lim (1+x/n) n = e x n→~n→~ Kemungkinan 1 atom tdk meluruh selama t lim (1- t /n) n = e - t n→~n→~

24   Bila jumlah atom-ato semula(t=0) adalah No, mahka jumlah atom radioaktif yang masih ada setelah waktu t adalah: N = No e - t dN/dt = - No e - t = - N   jika diintegrasikan diperoleh persamaan: ln N = - t + a jika t = 0 maka ln No = +a ln N = - t + ln No lnN/No = - t atau 2,303log N/No = - t dengan No = jumlah atom mula-mula N = jumlah atom setelah waktu t

25 Waktu Paruh  Yaitu waktu yang diperlukan bagi unsur radioaktif untuk meluruh hingga tinggal setengahnya dari semula. Waktu paruh merupakan sifat khas yang dimiliki unsur radioaktif, dirumuskan = 0,693/t 1/2  Untuk maksud praktis bukan N yang diukur melainkan aktivitas A yang dinyatakan: A = c N utk c =1, maka A = N A = c N utk c =1, maka A = N  C adalah faktor deteksi yang tergantung pada alat deteksi.  Secara eksponensial dinyatakan A = Ao e - t A = Ao e - t

26 Skema Peluruhan

27 Satuan Radioaktivitas   Satuan aktivitas adalah Curie (Ci).   1 Ci = sejumlah zat radioaktif yang dapat menghasilkan 3, pelrhn/dtk   Satuan SI dari radioaktivitas adalah Becquerel yang didefinisikan sebagai satu disintegrasi per detik.   Satuan rad adalah suatu pengukuran energi radiasi yang diserap (biasanya disebut dosis). Satu rad: penyerapan 100 erg oleh tiap gram zat yang disinari. Dalam sistem SI Gray atau Gy = 1 joule kg -1, Jadi 1 Gy = 100 rad.