D. RADIOAKTIFITAS. 1. Zat Radioaktif

Transkripsi

1 D. RADIOAKIFIAS. Za Radioakif Radio akifias adalah suau gejala yang menunjukan adanya akivias ini aom, yang disebabkan karena ini aom ak sabil. Gejala yang dapa diamai ini dinamakan sinar radio akif. Alamiah Za Radioakif Buaan Za radioakif alamiah Za radioakif yang secara alamiah elah erdapa di alam. Ciri-cirinya za ersebu memancarkan parikel α, β, dan γ. Za radioakif buaan Za radioakif yang dibua di laboraorium unuk keperluan peneliian (isoop). Ciri-cirinya za ersebu memancarkan parikel selain α, β, dan γ. Dalam ahun 896 seorang fisikawan Perancis Henry Becquerel (85-98) unuk perama kalinya menemukan radiasi dari senyawa-senyawa uranium. Radiasi ini ak ampak oleh maa, radiasi ini dikenal karena sifanya yaiu: a. Menghiamkan film b. Dapa mengadakan ionisasi c. Dapa memendarkan bahan-bahan erenu d. Merusak jaringan ubuh e. Daya embusnya besar Radiasi ini idak dapa dipengaruhi oleh perubahan keadaan lingkungan seperi : suhu, ekanan suau reaksi. Conoh : Uranium disebu bahan radio akif, dan radiasi yang dipancarkan disebu sinar radio akif. Gejala ini diperoleh Becquerel keika mengadakan peneliian erhadap sifa-sifa Fluoresensi, yakni perpendaran suau bahan selagi disinari cahaya. Fosforecensi yaiu berpendarnya suau bahan seelah disinari cahaya, jadi berpendar seelah ak disinari cahaya. Fluorecensi dan fosforecensi idak berenangan dengan hukum kekekalan energi, bahan-bahan berpendar selagi menerima energi aau seelah menerima energi Persenyawaan uranium idak demikian halnya, radiasi persenyawaan uranium anpa didahului oleh penyerapan energi, suau hal yang sanga berenangan dengan hukum kekekalan energi. Namun seelah eori relaivias Einsein lahir, gejala iu bukan sesuau yang musahil, sebab energi dapa erjadi dari perubahan massa. Penyelidikan erhadap bahan radioakivias dilanjukan oleh suami isri Pierre Curie (859-96), dan Marrie Currie ( ), yang menemukan bahan baru. Bila berkas sinar radioakif dilewakan melalui medan lisrik dan medan magne, ernyaa hanya 3 jenis sinar pancaran yang lazim disebu sinar α, sinar β dan sinar γ γ α β x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x a. Sinar α adalah berkas yang menyimpang ke keping negaif. Dari arah simpangannya, jelas bahwa sinar α adalah parikel yang bermuaan posiif. ernyaa sinar α adalah ion He maraba (valensi) dua. α 4 = He 4 Daya ionisasi sinar α sanga besar sedangkan daya embusnya sanga kecil. b. Sinar β adalah berkas yang menyimpang kearah keping posiif. Sinar β ini merupakan parikel yang bermuaan negaif. ernyaa massa dan muaan sinar β sama dengan massa dan muaan elekron. -β = - e Daya ionisasinya agak kecil sedangkan daya embusnya agak besar. c. Sinar γ adalah berkas yang idak mengalami simpangan di dalam medan lisrik maupun medan magne. ernyaa sinar γ adalah gelombang elekromagneik seperi sinar X. Daya ionisasi sinar γ paling kecil dan daya embusnya paling besar. Caaan : Meskipun massa dan muaan sinar β sama dengan massa dan muaan elekron, namun ada perbedaan mendasar anara sinar β dan elekron e. Perbedaan iu adalah : Sinar β adalah parikel yang keluar dari ini aom Elekron adalah parikel yang mengelilingi ini aom. Ineraksi Sinar Radio Akif Dengan Maeri a. Sinar α (alfa) Sinar alfa idak lain adalah ini aom helium ( He 4 ), bermuaan e dan bermassa 4 sma

2 Sinar α dapa menghiamkam film. Jejak parikel dalam bahan radioakif berupa sinar lurus. Radiasi sinar α mempunyai daya embus erlemah dibandingkan dengan sinar β dan sinar γ Radiasi sinar ini mempunyai jangkauan beberapa cm di udara dan di sekiar - mm logam ipis. Radiasi sinar ini mempunyai daya ionisasi paling kua Sinar α dibelokkan oleh medan magneik Berdasarkan percobaan dalam medan magne dan medan linrik dapa dienukan kecepaan dan muaan sinar α, yakni kecepaannya berharga anara,54 c dengan c = kecepaan cahaya dalam vakum. b. Sinar β (Bea) Sinar β idak lain ialah parikel elekron. Radiasi sinar β mempunyai daya embus lebih besar dari pada α eapi lebih kecil dari pada γ Sinar. β dibelokkan oleh medan lisrik dan medan magne. Kecepaan parikel β berharga anara,3 c dan,7 c. Jejak parikel β dalam bahan berbelokbelok. Jejak yang berbelok-belok disebabkan hamburan yang dialami oleh elekron didalam aom. c. Sinar γ (Gamma) Mempunyai daya embus paling besar. idak dibelokkan di dalam medan magneik Sinar γ memerlukan radiasi elekromagneik dengan panjang gelombang lebih pendek Foon γ idak banyak berineraksi dengan aom suau bahan. Dalam ineraksinya dengan bahan, foon γ mengalami perisiwa foolisrik dan produksi pasangan Pada ineraksi dengan bahan, seluruh energi foon diserap dalam bahan. Energi yang diserap oleh aom ini dibawa oleh sebuah elekron, unuk membenuk pasangan elekron. Perisiwa ini yang disebu sebagai produksi pasangan. Foon sinar γ juga dapa berineraksi dengan elekron orbial melalui hamburan compon. Uruan daya embus dari yang lemah ke kua adalah: sinar α, sinar β, sinar γ (gabeal). Sinar α dapa dihenikan oleh selembar keras Sinar β dapa dihenikan oleh papan kayu seebal,5 cm Sinar γ dapa dihenikan oleh beon. Sinar γ merupakan sinar yang sanga ampuh unuk membunuh kuman, dan bakeri, sera unuk serilisasi ala kedokeran. Karena sinar ini sanga kua dan dapa menembus keras, dan plasik, maka serilisasi dapa dilakukan seelah ala kedokeran iu dibungkus. Inensias sinar-sinar seelah menembus suau bahan akan berkurang. Pelemahan inensias iu dinyaakan dengan rumus: I I e µ x = o keerangan: I = Inensias (J/s m ) I o = Inensias mula-mula (j/s m ) e = bilangan naural =,788 µ = Koefisien pelemahan bahan keping (m - ) x = ebal keping (m) Apabila inensias sinar seelah melewai bahan = ½ dari inensias selum melewai bahan (I = ½ I ). Maka dari persamaan : I = I e -µ x ½ I = I e -µx ½ = e -µx ln ½ = -µx ln - ln = -µx -ln = -µx ln x = µ,693 x = µ x disebu Half Value Layer (HVL) aau lapisan harga paruh, yaiu: lapisan aau ebal bahan yang membua inensias menjadi separuh dari inensias semula. E. SRUKUR INI Ini aom erdiri dari: proon dan neuron. Jumlah proon dan neuron dalam ini (disebu nukleon) dinyaakan sebagai nomor aom (A). Jumlah proon dalam ini dinyaakan sebagai nomor aom (Z) dan jumlah neuron dalam ini adalah A-Z. Nuklida adalah suau campuran nukleon erenu yang membenuk jenis ini aom erenu. Nuklida dibedakan sesuai nama unsur kimianya, sehingga suau nuklida dapa diuliskan sebagai X A Z

3 A = nomor massa nuklida, sama dengan jumlah proon dan neuron. Z = nomor aom, sama dengan jumlah proon. x = lambang unsur. Caaan : ISOOP adalah unsur yang memiliki nomor aom (Z) sama, eapi memiliki nomor massa (A) berbeda. Berari nuklida iu memiliki sifa kimia yang sama, sedangkan sifa fisika berbeda. ISOBAR : nuklida -nuklida yang memiliki nomor massa (A) sama, akan eapi nomor aom (Z) berbeda. ISOON : nuklida yang memiliki jumlah neuron sama.. Sabilias Ini Nuklida bersifa sabil jika : a. Jumlah proon (Z) kurang dari b. Harga N (jumlah neuron) / Z (jumlah N proon) sama dengan sau = Z c. Jumlah proon sama dengan jumlah neuron d. Jumlah proon (Z) lebih dari dan harga N / Z berkisar -,6. Nuklida-nuklida dengan N/Z diluar pia kesabilan merupakan nuklida idak sabil disebu sebagai nuklida radio akif. Gambar grafik N-Z Di dalam ini yang idak sabil, erdapa keidakseimbangan jumlah proon dan neron. Disau sisi jumlah proon lebih banyak aau di lain sisi erkadang jumlah neuron lebih banyak. erdapa proses pening agar erjadi kesabilan di dalam ini yaiu : a. Proses neuron menjadi proon p n β (memancarkan posion) aau p e n (menangkap elekron). enaga Ika Ini (Energi Binding) elah dikeahui bahwa ini erdiri dari proon dan neuron. Proon di dalam ini olak menolak. Adanya kesauan di dalam ini disebabkan oleh adanya gaya yang memperahankan proon iu dalam ini, gaya ini disebu gaya ini (nucleus force). Penilaian yang cerma menunjukkan bahwa massa ini yang lebih kecil, lebih sabil dari jumlah massa proon dan neuron yang menyusunnya. Energi ika ini di dapa dari adanya perbedaan massa penyusun ini dengan massa ininya sendiri dan perbedaan ini disebu dengan Deffec massa ( m). m = ( Z mp ( A Z) mn ) min i m = sma (sau massa aom) Mev sma = 93 c Maka energi ika ini (Ei) adalah: Ei = m.c Sebagai conoh : Massa deron ( H ) lebih kecil dari massa proon dan neuron yang menjadi komponen-komponen deuron. Deron erdiri aas sau proon dan sau neuron massa proon =,785 sma massa neuron =,8665 sma jumlah =,649 sma massa deuron =,43 sma - m =,387 sma Ei = m c Ei =, MeV Dari hasil diaas menunjukkan, keika proon bergabung dengan neuron dibebaskan energi sebesar, MeV p n H, MeV Unuk membelah deron kembali menjadi proon dan neuron diperlukan energi, MeV, karenanya enaga sebesar, MeV disebu enaga ika (energi binding) deuron. n p β (memancarkan sinar β) b. Proses proon menjadi neuron

4 Karena deron erdiri aas nukleon, maka, enaga ika iap nukleon adalah Mev =, MeV. enaga ika nukleon paling besar pada unsur yang nomor aomnya 5. Makin besar enaga ika, makin besar pula energi yang diperlukan unuk memecah unsur ini. Hal ini berari makin sabil keadaan unsur iu. Karena enaga ika iap nukleon paling besar pada aom yang nomor aomnya 5 dapa diarik kesimpulan : a. Keika ini-ini ringan bergabung menjadi ini-ini yang lebih bera akan diserai dengan pembebasan energi. b. Bila ini-ini bera erbelah menjadi ini-ini yang sedang akan dibebaskan energi. 3. Peluruhan (Disinegrasi). Ini aom unsur radioakif dalam keadaan idak sabil. Sinar α, β keluar dari ini aom secara sponan, akibanya ini aom mengalami perubahan yang imbul karena radiasi parikel secara sponan. a. Keluarnya sinar α dari ini aom berakiba berkurangnya nomor aom sebanyak dua dan berkurangnya nomor massa sebanyak empa. b. Radiasi sinar β berakiba naiknya nomor aom dengan sau c. Radiasi sinar γ hanya merupakan proses penyeraan anpa merubah nomor aom dan nomor massa Conoh: Uranium yang nomor massannya 38 dan nomor aomnya 9, karena memancarkan sinar α berubah menjadi orium 34 yang nomor aomnya 9. Unsur ini masih bersifa radioakif dengan memancarkan sinar β berubah menjadi prolakinium, akhirnya seelah melampaui serenean disinegrasi menjadi Pb yang sabil Kegiaan unsur radioakif berganung pada banyaknya parikel-parikel yang dipancarkan dalam iap deik. Makin banyak parikelparikel yang dipancarkan iap deik makin besar keakifannya dan makin cepa berkurangnya unsur radioakif yang bersangkuan. Kekuaan radioakif diukur dengan sauan Curie. curie = 3,7. Bq (bequerell) Bq = pancaran parikel iap deik 4. Sauan Seengah Umur (waku paruh/ half life ime) Karena adanya peluruhan, jumlah unsur radioakif demikian pula keakifannya akan berkurang dan pada akhirnya habis, yakni seelah seluruhnya menjadi aom sabil (idak akif lagi) Selang waku agar unsur radioakif iu sabil (idak akif lagi) disebu umur unsur radioakif (). Selang waku agar unsur radioakif iu inggal separuhnya disebu seengah umur (). Waku seengah umur dapa dirumuskan sebagai: Skema Peluruhan : A A B A B Za Radioakif B B B Sabil A Dari skema diaas, ampak pada mulanya suau unsur za radioakif A mengalami peluruhan selama seengah umur menjadi B. Demikian seerusnya sehingga menjadi unsur yang sabil B. Hubungan jumlah unsur radioakif dengan selang waku dapa dirumuskan sebagai: N dengan m = m A = A ln,693 = = λ λ = N e e e λ λ λ = N = m = A Keerangan : = waku seengah umur λ = eapan peluruhan (eapan radiasi/ erganung dari jenis za radioakif) A = λ N R A m N = mol. N A N =. N M A

5 N = jumlah unsur radioakif seelah selang waku N = jumlah unsur radioakif mula-mula m = massa unsur radioakif seelah selang waku m = massa unsur radioakif mula-mula A = Akifias unsur radioakif seelah selang waku A = Akifias unsur radioakif mula-mula Grafik hubungan A- : A A A 5. ransmuasi elah dikeahui bahwa adanya perbedaan anara aom yang sau dengan aom yang lain semaa-maa karena hanya perbedaan jumlah proon dan neuron yang erdapa dalam ini aom. Oleh sebab iu jika jumlah proon dan neuron yang menyusun ini dapa kia rubah akan berubalah pula aom iu menjadi aom yang lain. Merubah aom secara buaan lazim disebu ransmuasi Gagasan merubah ini aom secara buaan dirinis oleh Ruherford. Pada ahun 959 Ruherford menempakan prepara radio akif yang memancarkan sinar α didalam abung yang berisi gas nierogen. Seelah selang waku erenu, dalam abung iu erjadi oksigen dan proon. Ruherford berpendapa ada parikelparikel α yang membenur ini aom nirogen sebagai akiba benuran yang ama dahsya, ini nirogen erbelah menjadi proon dan oksigen. α 4 7N 4 P 8O 7 Perisiwa iu dapa dipandang sebagai reaksi ini anara parikel α dengan ini nirogen. Reaksi ini lazim diuliskan sebagai beriku : α 4 7 N P Dalam reaksi berlaku kekalan massa dan kekekalan muaan. Jumlah nomor massa dan nomor aom sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Pada ahun 937 Chadwick menembaki logam berilium dengan parikel-parikel α dari unsur radioakif. Hasilnya diperoleh karbon dan parikel neral yang kira-kira sama dengan proon. Parikel ini disebu neuron. α 4 4 Be 9 6 o n a. ransmuasi oleh parikel-parikel yang dipercepa ransmuasi dengan sinar α yang berasal dari unsur radioakif idak membawa hasil yang memuaskan. Dari sekian banyak parikelparikel α hanya beberapa yang dapa mengadakan ransmuasi. Hal ini disebabkan karena parikel α yang mendekai ini aom mengalami gaya olak, sehingga hanya parikel α yang kecepaannya besar yang dapa sampai pada ini. ransmuasi akan lebih berhasil bila digunakan parikelparikel berkecepaan cukup inggi. Unuk iu dicipakan ala yang dapa mempercepa parikel bermuaan yang disebu Cycloron. Pada ahun 93 Cockrof dan Walon melaporkan hasil reaksi ini dengan proon. H 3 Li 7 He 4 He 4 Pada reaksi ini ersebu jumlah energi sebelum reaksi adalah: energi massa proon =,785 sma energi massa liium = 7,65 sma energi kineik proon 5 kev =,6 sma jumlah = 8,399 sma Jumlah energi sesudah reaksi : Energi massa helium = x 4,6 sma = 8,5 sma. Ada selisih sebesar (8,399-8,5) sma =,879 sma =7,4939 MeV Keika diukur energi kineik kedua aom He diperoleh sebesar 7, MeV. Suau persesuaian yang cukup baik. b. ransmuasi dengan deuron yang dipercepa 3A 7 H Mg 5 He 4 c. ransmuasi dengan neuron Neuron merupakan parikel neral, sanga baik unuk mengadakan ransmuasi, sebab hanya mengalami gaya olak yang kecil keika menghampiri ini. 7N 4 n 5 B He 4

6 Neuron yang dipakai unuk ransmuasi diproduksi dalam reakor aom. Dengan neuron ersebu dapa diperoleh berbagai macam radio isoop. Na 3 n Na 4 Narium yang diperoleh adalah isoop radioakif. Dengan memancarkan sinar β, isoop narium berubah menjadi magnesium yang sabil. β Na 4 Mg 4 6. Dosis Penyerapan Jika sinar radioakif mengenai suau maeri, maka sinar radioakif iu akan diserap oleh maeri ersebu. Besar energi pengion yang diserap oleh maeri yang dilalui sinar radioakif erganung pada sifa maeri dan berkas sinar radioakif. Dosis penyerapan adalah banyaknya energi radiasi pengion yang diserap oleh sau sauan massa maeri yang dilalui sinar radioakif. Sauan dosis penyerapan adalah Gray (Gy) aau rad. Gy = joule/ kg Gy = rad Persamaan dosis penyerapan : E = energi yang diberikan oleh radiasi pengion, sauannya joule. M = massa maeri yang menyerap energi, sauannya kg D = dosis penyerapan, sauannya Gy aau rad. 7. Parikel Elemener Meson adalah parikel yang massanya dianara massa proon dan elekron dapa bermuaan posiif, negaif dan neral. Meson ada dua macam yaiu meson µ dan meson π Neurino adalah parikel yang idak bermuaan dan massanya kurang dari massa elekron, pasangannya adalah anineurino. Hyperon, massanya dianara proon dan deuron. 8. Reaksi Ini D = Za radioakif alam mempunyai ini yang berubah dengan sendirinya seelah memancarkan sinar radioakif, eapi ini aom yang idak bersifa radioakif dapa diubah sehingga menjadi za radioakif (radioakif buaan), yaiu dengan jalan menembaki ini iu E M dengan parikel-parikel (inga perisiwa ransmuasi) yang mempunyai kecepaan inggi. Penembakan ini dengan kecepaan inggi ini disebu reaksi ini. conoh : He 4 7 N 4 8 O 7 H a. Reaksi Beranai Reaksi yang berulang hanya berakhir akiba za yang bereaksi iu habis aau berubah menjadi za yang lain. conoh : Reaksi beranai Enrico Fermi (937) 9U 35 n 9 U Xe 4 38 Sr 94 n n (ak sabil) Hasil reaksi ini masih mengandung buah neuron ( n ) sehingga neuron ini akan menembak uranium lain sehingga erjadi reaksi seperi semula. (n) Xe Sr (n) U Sr (n) (n) U (n) U (n) U (n) (n) U (n) U Xe Xe Sr (n) U Reaksi seperi ini akan dibebaskan enaga dalam benuk panas. b. Reaksi Fisi Dan Fusi Reaksi Fisi adalah reaksi pembelahan sebuah aom menjadi dua bagian aom lain yang diserai dengan pelepasan enaga. conoh : n 9 U Ba Kr 89 3 n enaga (bahan baku : unsur bera (misal : uranium ) Reaksi Fusi adalah reaksi penggabungan buah unsur ringan diserai pengeluaran enaga. conoh : H H He 4 enaga Caaan : enaga reaksi fusi > enaga reaksi fisi Reaksi fisi lebih mudah erjadi daripada reaksi fusi (reaksi fusi membuuhkan emperaur yang inggi). 9. Ala-Ala Deeksi Ala-ala pendeeksi parikel dianaranya adalah :

7 a. Pencacah Geiger (penghiung Geiger Muller) b. Kamar kabu Wilson (Geiger Chamber) c. Imulsi Film d. Deekor Sinilasi Manusia mengenal radiasi radioakif perama kali melalui pela foo, kemudian berkembang menjadi ala deeksi emulsi foografi. Perkembangan ala deeksi ersebu kemudian disusul dengan penemuan deekor Geiger Muller yang memanfaakan ionisasi menjadi pulsa lisrik. Kemudian ala ini berkembang menjadi abung ionisasi dan abung deekor proporsional. Dengan diemukannya bahan-bahan sinilasi, yaiu bahan yang jika diembus radiasi akan memancarkan cahaya, imbul adanya deekor sinilasi. Pada dasarnya sisem peralaan deeksi radiasi dapa digolongkan menjadi dua bagian uama : a. Bagian perama adalah ransduser yang disebu deekor, yaiu berupa ala yang mengubah radiasi radioakif menjadi sinyal elekris. b. Bagian kedua berupa ala elekronik yang mampu memperkua dan memproses sinyal lisrik menjadi besaran yang diamai. Deekor abung ionisasi, abung proporsional dan abung Geiger Muller merupakan ala yang sejenis. Semuanya memiliki benuk dasar yang sama sera mempergunakan ruang eruup yang berisi gas aau campuran gas, dilengkapi dengan anoda dan kaoda dengan benuk sedemikian rupa sehingga, medan lisrik memungkinkan erjadi ionisasi secara effisien. Jadi semua memanfaakan ionisasi menjadi pulsa lisrik. Deekor sinilasi menggunakan dasar penyeleksian yang sanga berbeda dengan jenis abung Geiger Muller. Deekor sinilasi memanfaakan cahaya yang imbul pada ineraksi radiasi, sehingga memerlukan bahan yang mengeluarkan cahaya jika kena radiasi, seperi pada layar CRO aau layar elevisi. bahan yang demikian iu disebu sinilaor. Sinilaor mempunyai sifa bahwa inensias cahaya yang imbul sebanding dengan energi radiasi yang mengenainya, sehingga sanga mengunungkan jika digunakan unuk mengukur energi radiasi. a. abung Deekor Geiger Muller (GM) Deekor GM bekerja pada egangan yang sanga inggi, yaiu ( 4) vol. Deekor ini menghasilkan sebuah pulsa lisrik dari seiap parikel unggal yang daang padanya., dan idak erganung pada energi radiasi. Biasanya deekor ini digunakan unuk mendeeksi sinar gamma (yang mudah menembus dinding abung), namun sinar beapapun dapa dideeksi, yaiu melalui jendela ujung yang biasanya erbua dari mika yang sanga ipis agar dinar bea dapa menembusnya. Sinar gamma yang menembus dinding (kaoda) menyebabkan aom gas erionisasi, sehingga ada elekron yang keluar dari ikaan aomnya, kemudian menumbuk anoda sehingga erjadi pulsa lisrik yang kemudian diperkue dan dicaa pada ala pencaa (scaler). Dengan demikian unuk sinar bea, akan menjadi ionisasi. Ion negaif menuju anoda sebagai pulsa lisrik dan seerusnya. b. Kamar Kabu Wilson Uap (alkohol) jenuh diembunkan pada ionion udara yang diimbulkan oleh radiasi. Akibanya, erliha garis puih dari eesaneesan za cair yang sanga kecil, yang merupakan jejak linasan dalam kamar ersebu, asal dierangi dengan epa. Perlu dicaa, bahwa yang kia liha hanyalah jejak linasan, bukan radiasi yang menimbulkan ionisasi. erdapa iga jenis kamar kabu yaiu : a. Expansion cloud chamber (kamar kabu pemuaian) b. Diffusion cloud chamber (kamar kabu diffusi) c. Bubble chamber (kamar gelembung) Pada bubble chamber radiasi yang mengionkan akan mennggalkan jejak berupa gelembung-gelembung didalam hidrogen cair. Pada sisem ini perkiraan massa dan kelanjuannya dapa diperoleh, berdasarkan hukum kekekalan energi dan momenum. c. Emulsi Film Garis-garis sinar dari keiga jenis radiasi, dapa juga dipelajari pada film foografi. Emulsi film foo, dapa mengurangi jangkauan parikel alpha sekiar, mm dan bahkan garis linasan parikel bea, hanya sekiar mm. Karena iu, harus menggunakan mikroskop unuk mengamainya. Emulsi nuklir yang khusus, digunakan unuk maksud ini. Emulsi ersebu lebih ebal dari biasanya dan mempunyai kepekaan buir-buir perak bromida yang lebih inggi. Meoda ini mempunyai keunungan karena secara oomais diperoleh rekaman yang permanen dari gejala yang dipelajari.

8 d. abung Sinilasi Seiap parikel radiasi didalam sinilaor menghasilkan sau puksa cahaya. Radiasi yang daang pada sinilaor akan menimbulkan foon, akiba dari eksiasi aom gas. Foon ini kemudian dieruskan ke bagian-bagian phoomuliplier yang di dalamnya erdapa dynode-dynode yang beruruan yang diberi egangan sau lebih inggi. Foon ersebu menumbuk dynoda sehingga menghasilkan foo elekron. Foo elekron ersebu kemudian menumbuk dynoda berikunya dan akhirnya erjadi elekron sekunder, sehingga didapakan elekron berlipa ganda. Elekron ini dipergunakan unuk pengukuran energi radiasi (spekromeeri energi) ukuran pulsa-pulsa lisrik yang erjadi sebanding dengan energi radiasi dan jumlah pulsa sebanding dengan jumlah parikel radiasi. F. EKNOLOGI NUKLIR Pada ahun 939 diemukan reaksi pembelahan ini (reaksi fisi). iga ahun kemudian (pada ahun 94) Enrico Fermi berhasil membua reaksi fisi beranai yang dapa dikendalikan. Berdasarkan hasil ersebu ercipalah reakor nuklir, yaiu suau ala unuk menimbulkan reaksi beranai yang erkendali. Neuron-neuron yang erjadi pada reaksi fisi dikendalikan jumlahnya, sehingga energi yang imbul juga dapa dikendalikan. Energi yang diimbulkan pada reakor nuklir iu dapa dimanfaakan unuk meningkakan kesejaheraan uma manusia. Perbedaan anara reakor aom dengan bom aom adalah dalam hal laju pembebasan energinya. Pada sebuah bom aom, fakor muliplikasi neuronnya lebih besar dari ; sehingga reaksi beranai yang erjadi dengan sanga cepa dan imbul ledakan. Pada reakor aom fakor muliplikasi neuronnya dijaga sanga deka dengan, sehingga reakor eap epa sediki diaas baas kriis nya dan energi yang dibebaskan diperlamba. Reaksi beranainya eap dan erkonrol, sehingga secara raa-raa, hanya sau neuron dari seiap fisi yang menghasilkan fisi selanjunya. Banyak persoalan yang imbul berkaian reakor aom. Dimulai dari masalah keselamaan hingga pengooran lingkungan. Fakor-fakor ersebu adalah : a) Masalah keselamaan adanya salah fungsi. Dalam hal ini bagian-bagian fisi yang berkadar radioakif inggi akan erlepas ke amosfer. Efeknya erhadap kehidupan manusia, dapa sanga serius sekali dan ini berganung kepada banyaknya radioakif yang erlepas iu.(conoh kecelakaan reakor di hree mile island (979) dan Chernobil (988)). b) Masalah serius lainnya adalah sisa bahan bakarnya yang mengandung pecahanpecahan fisi dengan kadar radioakivias inggi yang dibuang sebagai sampah kebocoran (sampah radioakif), mungkin saja erjadi dan elah pernah erjadi. Sesungguhnya, cara pembuangan radioakif yang memuaskan belum diemukan. Bumi kia yang erbaas ukurannya, ak akan mampu menyimpan semua sampah radioakif dengan aman. c) Persoalan lain dari pusa pembangki daya berenaga nuklir, adalah karena ia memerlukan air pendingin yang akan dibuang pada suhu yang jauh lebih inggi dari suhu normal, biasanya, dibuang ke lau, sungai aau ke udara. Polusi ermal, dapa memusnahkan ekologi air di sekiarnya, aau mempengaruhi cuaca, apabila menggunakan menara pendingin di udara erbuka. Energi nuklir menjanjikan keunungan bila dibandingkan energi dari bahan bakar fosil yang konvensional (biasanya, menimbulkan sediki polusi udara) dan dalam menghadapi krisis persediaan bahan bakar fosil, energi nuklir merupakan sumber energi alernaif. Namun demikian, persediaan uranium yang dapa mengalami proses fisi, juga erbaas. Suau breeder reacor (reakor yang dapa memperkaya bahan bakar nuklir) menolong mengaasinya. Suau breeder reacor adalah suau reakor yang memanfaakan sebagian neuron hasil 35 U 9 unuk diserap 38 U 9 dan diperoleh 39 PU 94 melalui sederean reaksi. a. Fungsi Reakor Nuklir Berdasarkan fungsinya, reakor nuklir dibedakan sebagai beriku : a. Reakor peneliian, yaiu reakor yang dipergunakan unuk peneliian di bidang fisika, kimia, biologi, peranian, indusri, kedokeran, dan di bidang eknologi lainnya. b. Reakor daya, yaiu reakor yang dapa menghasilkan enaga lisrik (PLN). c. Reakor produksi isioop, yaiu reakor yang dipergunakan unuk memproduksi radioiso op, yang akan dipergunakan dalam bidang kedokeran, peranian, indusri dan sebagainya. Indonesia kini elah memiliki iga reakor nuklir unuk peneliian dan unuk memproduksi radioisioop. iga reakor iu adalah : a. Reakor riga Mark II di Bandung dengan daya mega wa (riga singkaan dari

9 raining Research and Isoop Producion by General Aomic). Reakor ini berfungsi unuk peneliian dan unuk memproduksi radioisoop. b. Reakor Karini di Yogyakara. Reakor dengan daya operasi maksimal 5 kilowa, juga merupakan reakor peneliian dan produksi radioisoop. c. Reakor serba guna di Serpong, dengan nama MPR 3 (Muli Purpose Reacor) dengan daya operasi 3 megawa. Reakor ini berfungsi unuk laihan, peneliian dan memproduksi radioisoop. b. Jenis Reakor Nuklir Menuru jenis pendingin yang dipergunakan, reakor dibedakan sebagai beriku: a. Reakor pendingin air ringan (H O). Ada dua macam, yaiu reakor air ekan (PWR = Pressurized Waer Reacor) dan reakor air didih (BWR = Boiling Waer Reacor). b. Reakor pendingin air bera (D O). c. Reakor pendingin gas d. Reakor pendingin logam cair (Sodium). Reakor aom yang dibicarakan diaas disebu hermal Reacor (reakor panas) sebab proses fisinya disebabkan oleh neuron lamba dengan energi panas; yaiu energi yang sama dengan energi kineik raa-raa dari aom-aom yang melingkunginya. c. Bagian-bagian Reakor Aom a. Bahan Bakar. Bahan bakar sebagai sumber energi erdapa di dalam eras reakor, yaiu berupa Uranium- 35. Uranium dibungkus dalam klongsong agar hasil radioakif dari reaksi fisi eap erselubung (idak erpancar keluar). b. Moderaor. Moderaor berfungsi unuk menurunkan energi neuron dari energi inggi ke energi hermal (rendah) melalui umbukan. Pada reaksi fisi, neuron yang dihasilkan memiliki energi inggi, sedangkan unuk menghasilkan reaksi fisi diperlukan neuron yang memiliki energi hermal (rendah) yaiu kurang lebih,5 ev. Dengan demikian, syara yang harus dipenuhi sebagai bahan moderaor adalah seiap neuron yang menumbuknya akan kehilangan energi sebesar mungkin. Biasanya bahan moderaor yang dipilih adalah unsur-unsur yang nomor massanya kecil, misalnya H O (air ringan), D O (air bera) dan grafi, sekaligus sebagai pendingin primer. c. Baang Kendali (pengonrol). Baang kendali erbua dari bahan yang mempunyai kemampuan menyerap neuron sanga besar. Ala ini berfungsi unuk mengendalikan jumlah populasi neuron yang erdapa di dalam eras reakor, yang berari pula mengendalikan reaksi fisi dan energi yang erjadi. Bahan baang kendali yang biasa dipergunakan adalah kadmium, boron, dan hafnium. d. Perisai Radiasi (Shielding) / Dinding Pelindung Perisai radiasi berfungsi unuk menahan radiasi yang dihasilkan proses pembelahan ini. Hal ini berujuan supaya para pekerja dapa bekerja dengan aman di sekiar reakor. e. Pendingin Sekunder aau Pemindahan Panas. Ala ini berfungsi unuk memindahkan panas dari pendingin primer. Panas dapa dipindahkan dengan mengalirkan air ke empa pemindah panas, kemudian keluar reakor unuk didinginkan. G. RADIOISOOP Radioisoop yang dipergunakan di berbagai bidang seperi peranian, kedokeran dan indusri, idak erdapa di alam. Oleh karena iu harus dibua dari nuklida sabil dalam reakor. Unsur radioakif buaan yang perama, dihasilkan oleh Irene Jolio Currie (anak perempuan penemu radium Marie Currie) dan suaminya. Mereka menembaki alumunium dengan parikel-parikel dan sebagai hasil dari reaksi ini yang erjadi, diperoleh isoop fosfor yang idak sabil : 7 Al 3 4 He 3 P 5 n aau 7 Al 3 ( α, n ) 3 P 5 Semenjak iu, radioisoop buaan (= isoop sesuau unsur yang bersifa radioakif) dari seiap unsur, elah dihasilkan dan pada masa sekarang, elah dikenal sekiar 5 unsur. Radioisoop dibua dengan cara menembaki suau unsur yang sabil dengan neuron di dalam reakor aom, aau dengan parikel-parikel bermuaan di dalam suau acceleraor parikel. Conoh radioisoop yang elah dibua BAAN, yaiu Na 4, P 3, Cr 5, I 3. Kegunaan Radioisoop. a) Bidang kedokeran Dengan menggunakan deekor, radioisoop di dalam ubuh manusia dapa di deeksi :

10 Adapun fungsi radioisoop adalah unuk :. Mengeahui keefekifan kerja janung dengan menggunakan Sodium 4.. Menenukan lokasi umor oak, mendekai umor kelenjar gondok, dipergunakan Yodium Penanganan penderia Leukimia, dengan Phosporus Penyembuhan kanker dan umor dengan cara penyinaran, seperi sinar x dan unuk seril ala-ala kedokeran. b) Bidang Indusri Dengan menggunakan sinar gamma, dapa dikeahui suau pipa logam dalam keadaan bocor aau idak. Sinar gamma dapa dipancarkan dari radioisoop Cobal 6 dan Iridium 9 yang dilewakan pada bagian logam yang diperiksa. Sinar gamma dapa dideeksi dengan menggunakan deekor. Dengan deekor ini dapa dikeahui keadaan logam bocor aau idak. c) Bidang Hidrologi Salah sau kegunaan radioisoop di bidang hidrologi adalah unuk mengukur kecepaan aliran aau debi aliran. Dalam hal ini sebagai perunu, diukur dari perubahan inensias pancaran di dalam aliran unuk jangka waku yang sama. d) Bidang peranian Dengan radiasi sinar gamma dari Co-6 akan didapakan muasi sel umbuhan hingga dapa menimbulkan generasi yang lebih baik dan mendapakan bibi yang lebih unggul daripada induknya. e) Bidang indusri Dalam bidang indusri di dapa conoh seperi pada kaos lampu peromaks yang menggunakan laruan radioisoop horium dalam baas yang diperkenankan, agar nyalanya lebih erang. Conoh Soal dan Pembahasan :. Jumlah proon dan neuron yang ada dalam 39 ini 93 Np adalah. A. 39 dan 33 D. 93 dan 33 B. 46 dan 39 E. 93 dan 46 C. 93 dan 39 Jawaban : E Inga A Z X dengan A menunjukkan massa aom dan Z menunjukkan jumlah aom dan jumlah elekon. Adapun jumlah neuron = A Z. Jadi unuk Np Z = 93; A = 39; sehingga Σ N = A - Z = 46.. Ini aom embaga dilambangkan dengan 63 9 Cu. Ionnya, Cu, memiliki. () proon 3 buah () neuron 36 buah (3) nomor massa 6 (4) elekron 7 buah Pernyaaan diaas yang sesuai adalah : A., dan 3 D. 4 B. dan 3 E. semua benar C. dan 4 Jawaban : D Cu arinya ion Cu yang kehilangan 63 elekron, sehingga 9Cu Z = 9, A = 63, dan N = A - Z = 63-9 = 34 Σ elekron = Σ proon - = 7 Hanya pernyaaan (4) benar. 3. Jika massa ini A Z X, massa proon, massa neuron, dan kelajuan cahaya di ruang hampa beruru-uru adalah m kg, p kg, n kg dan c m/s, maka energi ika ini ersebu adalah J. A. (Zp An Zn m)c B. (-Zp - An Zn m)c C. (Zp An - Zn - m)c D. (Zp - An - Zn m)c E. (Zp - An Zn - m)c Jawaban : C Energi ika ini E adalah perkalian selisih massa oal nukleon-nukleonnya dengan ini ( m) erhadap kecepaan cahaya kuadra (c ): E = mc E = (massa nukleon - massa ini) c E = (Zp (A - Z)n - m) c E = (Zp An - Zn - m) c 9 4. Massa ini 4 Be 9, sma, massa proon,78 sma dan massa neuron,86 sma. Bila sma seara dengan 93,5 MeV, maka besar energi ika aom Be adalah. A. 5,39 MeV D. 9, MeV B. 57,8 MeV E. 9,74 MeV C. 6, MeV

11 Jawaban : B 9 4 Be Z = 4; A = 9 m = [Zm p (A - Z)m n ] - m ini = [4 x,78 5 x,86-9,] sma =,6 sma E = m (93,5) MeV = 57,8 MeV. 5. Uruan daya ionisasi sinar-sinar radioakif dari mulai yang paling kua adalah.. A. alfa, bea, dan gamma B. gamma, bea, dan alfa C. bea, alfa, dan gamma D. alfa, gamma, dan bea E. gamma, alfa, dan bea Jawaban : A Uruan daya ionisasi dari yang paling kua: α, β, γ 6. Suau za radioakif meluruh dengan waku paro hari. Agar za radioakif hanya inggal 8 saja dari jumlah asalnya, maka diperlukan waku peluruhan. A. 7,5 hari D. 6 hari B. 3 hari E. 6 hari C. 4 hari Jawaban : D N = N = 3 8 N = N 3 = = 6 hari 7. Suau ini za radioakif memancarkan parikel alfa, berari ininya kehilangan.. A. dua proon dan empa elekron B. dua proon dan empa neuron C. dua elekron dan empa neuron D. dua proon dan dua neuron E. dua proon dan dua elekron Jawaban : D A X A 4 4 p Z Z α Ini baru Y memiliki A - 4 (berkurang 4) dan Z - (berkurang ). Dengan kaa lain, neuronnya berkurang dan proonnya berkurang. 8. Perhaian reaksi ini beriku ini: N He H X B H C Y Li Z 4Be 6 n maka X, Y, dan Z adalah A. 8 9 O H H B. 7 9 O H n C. 7 8 O n H D. 7 9 O n H E. 7 8 O H e Jawaban : C Perhaikan reaksi ini beriku: () N He H O B H 6C Li H 4Be () n (3) n Dengan demikian diperoleh: X = Y = n, dan Z = H. 7 8 O, 9. Sebuah ini memancarkan parikel bea. Dalam ini ini erjadi.. A. perubahan proon menjadi neuron B. perubahan neuron menjadi proon C. perubahan nomor massa D. pengurangan energi ika E. pengurangan gaya olak Coulomb Jawaban : B Inga reaksi perubahan neuon menjadi proon yang erjadi di dalam ini : n p β (memancarkan sinar β). Ala deeksi radiasi yang dapa dipakai unuk meliha jejak-jejak parikel-parikel bermuaan secara langsung adalah. A. pencacah percikan B. pencacah Geiger-Muller C. emulsi film D. deekor sinilasi E. elekroskop pulsa Jawaban : C Pencacah percikan : radiasi erdeeksi melalui percikan bunga api. Pencacah Geiger-Muller: radiasi mengionisasi gas, erdeeksi melalui arus lisrik Emulsi fim: dapa meliha jejak parikel-parikel bermuaan secara langsung. Deekor sinilasi: radiasi menimbulkan eksiasi logam yang kemudian memancarkan cahaya. Cahaya ini diubah menjadi sinyal lisrik Elekroskop pulsa: radiasi erdeeksi dengan erbuka aau idaknya muaan daun pada elekroskop.

12 ======OO====== Soal-soal :. Dua buah nuklida dilambangkan sebagai 6 7 beriku 8 X dan 8 Y. Pernyaaan yang idak benar adalah. A. iap nuklida memiliki 8 proon B. nuklida X memiliki 8 neuron C. nuklida Y memiliki 9 neuron D. kedua nuklida merupakan isoop E. kedua nuklida memiliki sifa kimia yang berbeda 4. Massa ini He dan H masing-masing 4,63 sma dan,4 sma. Jika sma = 93 MeV, maka energi minimum yang diperlukan unuk memecah parikel alfa menjadi deueron adalah A. 4 MeV D. 34 MeV B. 4 MeV E. 44 MeV C. 4 MeV 3. Massa neuron, proon dan parikel alfa masing-masing,8 sma,,7 sma dan 4, sma. Jika sma = 93 MeV, maka enaga ika parikel alfa adalah. A.,93 MeV D. 7,93 MeV B. 4,6 MeV E. 3,965 MeV C. 6,68 MeV 4. Unsur radioakif adalah.. A. berasal dari unsur buaan B. memancarkan gelombang radio C. unsur yang ininya idak sabil D. unsur yang memancarkan sinar-x E. unsur yang mempunyai nomor aom besar 5. Uruan daya embus sinar-sinar radioakif di mulai dari yang paling kua adalah.. A. alfa, bea, dan gamma B. gamma, alfa, dan bea C. bea, alfa, dan gamma D. alfa, gamma, dan bea E. gamma, bea, dan alfa 6. Bila waku paro suau unsur radioakif besarnya deik, maka seelah 4 deik unsur radioakif inggal A. bagian D. bagian 6 B. bagian E. eap( bagian) 4 C. 8 bagian 7. Dari penimbangan orium 34 diperoleh massanya,8 mg. Jika 48 hari kemudian penimbangan menunjukkan massa orium adalah 3, mg, maka waku paronya adalah A. 6 hari D. 48 hari B. hari E. 96 hari C. 4 hari 8. Suau unsur radioakif waku paruhnya deik. Bila massa bahan radioakif iu mula-mula gram, maka seelah 5 meni massanya inggal A. 3 gram D. 6 gram. B. 4 gram E. 8 gram C. 5 gram 9. Jika suau unsur radioakif mempunyai waku paro deik, maka bagian unsur ersebu yang inggal sesudah 4 deik adalah A. gram D. 6 gram. B. gram E. gram 4 64 C. 8 gram. Di bawah ini merupakan hukum-hukum kekekalan dalam reaksi ini, kecuali A. hukum kekekalan momenum B. hukum kekekalan energi C. hukum kekekalan neuron D. hukum kekekalan nomor aom E. hukum kekekalan nomor massa. Dalam suau peluruhan (disinegrasi) ini : Li H 4Be X, maka X adalah A. elekron D. sinar gamma B. proon E. posiron C. neuron 4. Suau ini nirogen 7 N yang bereaksi dengan parikel alfa menghasilkan dan A. proon D. posiron B. neuron E. deueron C. elekron O Dalam reaksi ini D D He X 4,7 MeV. X adalah A. parikel bea D. neuron

13 B. proon E. foon C. parikel alfa 4. Pada proses fusi, sebuah proon dengan massa m p dan sebuah neuron dengan massa m n bergabung menjadi sebuah ini deuerium yang sabil. Massa ini deuerium iu A. selalu lebih kecil daripada (m p m n ) B. selalu sama dengan (m p m n ) C. selalu lebih besar dari pada (m p m n ) D. kadang-kadang lebih kecil dan kadangkadang sama dengan (m p m n ) E. kadang-kadang lebih besar dan kadangkadang sama dengan (m p m n ) 5. Suau peluruhan ini menghasilkan parikelparikel dengan massa m dan m yang bergerak saling menjauhi sau sama lain. Jika E adalah energi kineik oal kedua massa, maka energi kineik parikel (anggaplah bahwa ini induknya sasioner sebelum meluruh) bernilai.. m m A. E D. E m ( m m ) B. E m m C. m E m ( ) E. E ( ) m m m Po β. Jika mulamula erdapa 7 g hari dihasilkan Po Bi, maka seelah 5 sebanyak. A. 9 g D. 48 g B. 4 g E. 63 g C. 3 g 9. Dikeahui massa proon =,78 sma, 7 massa neuron =,86 sma, massa Li = 7,6 sma, massa 7 4 Be = 7,69 sma, dan sma = 93 MeV. Energi yang diperlukan agar erjadi reaksi ini Li H 4Be n adalah. A.,6 MeV D. 4,8 MeV. B.,4 MeV E. 6,4 MeV C. 3, MeV. Suau proses fisi U mengikui persamaan: 35 n 9U Ba Kr 3 n Jika pada proses fisi ini dibebaskan energi MeV, massa neuron =,9 sma, massa ini 35 9 U = 35,4 sma dan sma = 93 MeV, maka massa ini (Ba Kr) adalah. (dalam sma) A. 3,8 D. 34,3 B. 3,8 E. 34,89 C. 33, Sejumlah N ini radioakif b a X yang waku paronya meluruh selama dengan memancarkan parikel alfa menjadi ini d c Y, maka () c = a - () d = b - 4 (3) banyaknya ini d c Y adalah,75 N (4) banyaknya ini b a X yang ersisa adalah,5 N Pernyaaan diaas yang sesuai adalah : A., dan 3 D. 4 B. dan 3 E. semua benar C. dan 4 7. Perisiwa dalam ini yang menyebabkan za radioakif memancarkan posiron adalah A. perubahan proon menjadi neuron B. perubahan neuron menjadi proon C. pancaran sinar-x D. penangkapan elekron E. perubahan nomor massa 8. Bi menuru yang waku paronya 5 hari meluruh Bi