Diklat Petugas Proteksi Radiasi

Presentasi berjudul: "Diklat Petugas Proteksi Radiasi"— Transcript presentasi:

1 Diklat Petugas Proteksi Radiasi
Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional Dasar Fisika Radiasi Diklat Petugas Proteksi Radiasi

2 Pokok Bahasan STRUKTUR ATOM DAN INTI ATOM PELURUHAN RADIOAKTIF
A. Struktur Atom B. Inti Atom PELURUHAN RADIOAKTIF A. Jenis Peluruhan B. Aktivitas Radiasi C. Waktu Paro D. Aktivitas Jenis E. Skema Peluruhan

3 Pokok Bahasan (lanjutan)
INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI A. Interaksi Partikel Alpha B. Interaksi Partikel Beta C. Interaksi Sinar Gamma dan Sinar-X D. Interaksi Radiasi Neutron SUMBER RADIASI A. Sumber Radiasi Alam B. Sumber Radiasi Buatan

4 Tujuan Instruksional Umum:
setelah mengikuti pelajaran ini, setiap peserta diharapkan dapat menguraikan proses terjadinya radiasi, proses peluruhan inti atom, interaksi radiasi dengan materi serta prinsip dari beberapa sumber radiasi buatan

5 Tujuan Instruksional Khusus:
1. menggambarkan struktur atom berdasarkan model atom Bohr; 2. menguraikan proses transisi elektron; 3. membedakan isotop, isobar, isoton, dan isomer; 4. menentukan kestabilan inti atom berdasarkan tabel nuklida; 5. menyebutkan tiga jenis peluruhan radioaktif dan sifat radiasi yang dipancarkannya; 6. menghitung aktivitas suatu bahan radioaktif menggunakan konsep waktu paro;

6 Tujuan Instruksional (lanjutan)
7. menguraikan proses interaksi radiasi alpha dan beta bila mengenai materi; 8. menguraikan proses interaksi radiasi gamma dan sinar-X bila mengenai materi; 9. menguraikan proses interaksi radiasi neutron bila mengenai materi; 10.membedakan sumber radiasi alam dan buatan.

7 Apakah Radiasi itu

8 Radiasi adalah: suatu emisi (pancaran) dan perambatan energi melalui materi atau ruang dalam bentuk gelombang elektromagnetik dan atau partikel

9 disebut proses peluruhan
Mengapa terjadi radiasi disebut proses peluruhan

10 Struktur Atom Bohr

11 Partikel Penyusun Atom
Elektron 9,1 10–31 kg  0 sma – 1,6 10–19 C  – 1 muatan elementer Proton 1,6 10–27 kg  1 sma 1,6 10–19 C  muatan elementer Neutron 1,6 10–27 kg  1 sma netral  0

12 Atom Stabil

13 Atom tidak Stabil

14 Transisi Elektron

15 Terdiri atas sejumlah proton dan sejumlah neutron
Inti Atom A Terdiri atas sejumlah proton dan sejumlah neutron X X : Lambang atom Z : Nomor atom (jumlah proton) A : Nomor massa (jumlah proton + jumlah neutron) Z

16 Contoh Simbol Nuklida Jenis Unsur : Helium Jumlah proton ( Z ) = 2
Jumlah neutron ( N ) = 2 Jenis Unsur : Cobalt Jumlah proton ( Z ) = 27 Jumlah neutron ( N ) = 32

17 berkaitan dengan penamaan nuklida
Beberapa istilah berkaitan dengan penamaan nuklida Isotop : nuklida-nuklida yang mempunyai jumlah proton (Z) sama tetapi jumlah neutron berbeda Isobar : nuklida-nuklida yang mempunyai massa (A) sama tetapi jumlah proton (Z) berbeda Isoton : nuklida-nuklida yang mempunyai jumlah neutron (N) sama tetapi jumlah proton berbeda Isomer : nuklida-nuklida yang mempunyai jumlah proton dan jumlah neutron sama tetapi tingkat energinya berbeda

18 ditentukan oleh komposisi jumlah proton dan jumlah neutron
Kestabilan Inti Atom ditentukan oleh komposisi jumlah proton dan jumlah neutron Secara umum: Inti ringan  N = Z Inti berat  N = 1½ . Z Secara tepat : Lihat tabel nuklida

19 Kurva Kestabilan

20 diarsir hitam berarti nuklida stabil
Sebagian dari Tabel Nuklida diarsir hitam berarti nuklida stabil

21 Peluruhan Radioaktif

22 memancarkan radiasi alpha (), beta () atau gamma ()
Peluruhan Zat Radioaktif nuklida tidak stabil (radionuklida) memancarkan radiasi alpha (), beta () atau gamma ()

23 Peluruhan Alpha

24 Peluruhan Alpha Perubahan nuklida tidak stabil menjadi lebih stabil dengan memancarkan partikel alpha yang identik dengan inti atom Helium   2He4 muatan : muatan elementer massa : 4 sma Contoh: 90Th230  88Ra 

25 Peluruhan Alpha

26 Peluruhan Beta

27 Peluruhan Beta +  +1e0 –  -1e0
Perubahan nuklida tidak stabil menjadi lebih stabil dengan memancarkan partikel beta. +  +1e0 –  -1e0 muatan : + atau – 1 muatan elementer massa : 0 Contoh: 4Be11  5B – 6C10  5B +

28 Peluruhan Beta

29 Peluruhan Gamma

30 Peluruhan Gamma Perubahan nuklida tidak stabil menjadi lebih stabil dengan memancarkan radiasi gamma yang merupakan gelombang elektromagnetik. Muatan  : 0 massa  : 0 Contoh: 56Ba137*  56Ba 

31 Jumlah peluruhan per satuan waktu
Aktivitas Radiasi Jumlah peluruhan per satuan waktu menunjukkan jumlah radionuklida yang tidak stabil berubah menjadi nuklida stabil dalam satu detik Satuan: Currie (Ci) satuan lama Bequerrel (Bq) satuan baru (SI) 1 Ci = 3, Bq atau 1 Ci = 3, Bq = Bq 1 Bq = 1 peluruhan per detik

32 Aktivitas Radiasi Merupakan fungsi waktu, semakin lama aktivitas radiasi akan semakin berkurang

33 Waktu Paro Waktu yang dibutuhkan suatu radionuklida untuk meluruh separo dari aktivitas awalnya

34 Penggunaan T½

35 Contoh Persoalan Aktivitas Radiasi
Suatu radionuklida mempunyai konstanta peluruhan (  ) 0,3465 per tahun. Bila aktivitasnya pada 1 Juni 1995 adalah 200 Bq, berapakah aktivitasnya pada 1 Juni 1999 ? Waktu paruh radionuklida ( T½) = 0,693/0,3465 = 2 tahun Selang waktu peluruhan = 4 tahun atau dua kali waktu paruh (n = 2). Dengan menggunakan tabel ataupun rumus maka aktivitasnya adalah = ¼ x 200 Bq = 50 Bq.

36 Skema Peluruhan

37 Interaksi Radiasi dengan Materi

38 Tiga Jenis Radiasi  Radiasi Partikel Bermuatan:
alpha; beta; proton; elektron.  Radiasi Partikel tidak Bermuatan: neutron.  Radiasi Gelombang Elektromagnetik: sinar-X dan sinar Gamma.

39 Partikel Bermuatan Alpha Elektron 1. Ionisasi Ionisasi 2. Eksitasi Eksitasi 3. Reaksi Inti Brehmsstrahlung

40 Ionisasi

41 Eksitasi

42 Reaksi Inti 4Be9 + α  6C12 + n

43 Brehmsstrahlung F = 3,5 x Z . Emax

44 Partikel tidak Bermuatan
Tumbukan Elastik Tumbukan tidak Elastik Reaksi Inti Reaksi Fisi

45 Tumbukan Elastis

46 Tumbukan Tak Elastis

47 Reaksi Inti

48 Reaksi Fisi U235 + nt  Y1 + Y2 + (2-3)n + Q 92U235 + nt  54Xe Sr n1 + Q

49 Gelombang Elektromagnetik
Efek Foto Listrik Efek Compton Produksi Pasangan

50 Efek Foto Listrik

51 Efek Compton

52 Produksi Pasangan

53 Karakteristik Beberapa Jenis Radiasi

54 Penyerapan Radiasi Gamma / Sinar X

55 Sumber Radiasi Alam: Buatan: Ø Radiasi Kosmik Ø Radiasi Terestrial
Ø Radiasi Internal Sumber Radiasi Buatan: Ø Zat Radioaktif Ø Pswt Pembangkit Radiasi Ø Reaktor

56 Sumber Radiasi Alam: Buatan: 1. Rad Kosmik: - β, γ 2. Rad Terestrial:
- α, β, γ 3. Rad Internal: Buatan: 1. Zat Radiaktif: - α, β, γ, n 2. Pesawat Pembangkit Rad: - β, sinar-X, n, p 3. Reaktor Nuklir: - n, α, β, γ

57 RANGKUMAN Transisi elektron dari lintasan lebih luar ke lintasan lebih dalam memancarkan radiasi sinar-X karakteristik. Transisi elektron dari lintasan yang lebih dalam ke lintasan yang lebih luar, membutuhkan energi eksternal. Isotop adalah inti-inti atom bernomor atom sama tetapi nomor massa berbeda.

58 Peluruhan radioaktif:
• perubahan inti atom tidak stabil menjadi stabil. • Inti atom yang tidak stabil disebut radionuklida atau radioisotop. Tiga jenis peluruhan spontan: • peluruhan alpha, • peluruhan beta, • peluruhan gamma.

59 Radionuklida meluruh mengikuti persamaan:
A = A0 e-λt Waktu paro: waktu yang diperlukan sehingga jumlah inti atom yang tidak stabil (atau aktivitas) berkurang menjadi separuhnya. Jenis radiasi; α : radiasi pengion kuat, β : radiasi pengion sedang, Gamma dan sinar-X : radiasi pengion lemah.

60 Ionisasi: proses terlepasnya elektron dari atom sehingga terbentuk pasangan ion.
Radiasi pengion: radiasi yang dapat menyebabkan proses ionisasi, baik secara langsung (radiasi α dan β) maupun secara tidak langsung (radiasi gamma dan neutron). Efek fotolistrik: peristiwa terlepasnya elektron dari orbitnya ketika atom menyerap seluruh energi foton yang mengenainya.

61 Efek Compton: peristiwa terlepasnya elektron dari orbitnya ketika atom menyerap sebagian energi foton yang mengenainya dan menghamburkan sebagian energi lainnya. Produksi pasangan: terbentuknya pasangan elektron dan positron ketika energi foton diserap seluruhnya oleh pengaruh medan inti atom.

62 I = I0 e-μx I = B.I0 e-μx Atenuasi foton:
Interaksi neutron: proses tumbukan elastik, tak elastik, reaksi inti (penangkapan neutron), dan reaksi fisi.

63 Semoga Sukses