PELURUHAN RADIOAKTIF NANIK DWI NURHAYATI,S.Si,M.Si nanikdn.staff.uns.ac.id 081556431053
Istilah dalam radioaktivitas Perubahan dari inti atom tak stabil menjadi inti atom yg stabil: disintegrasi/peluruhan inti Proses disintegrasi selalu disertai dengan pelepasan partikel kecil berkecepatan tinggi disebut radiasi partikel nuklir/radiasi nuklir. Sifat dapat memancarkan radiasi nuklir disebut radioaktivitas/keradioaktifan Radiasi nuklir juga disebut sinar radioaktif Nuklida (inti atom) yang yg memancarkan radiasi nuklir disebut radionuklida 2
Radioaktivitas alam Inti tdk stabil meluruh radiasi Ra Rn + He Th Pa + e N P + e 226 88
Tabel Peluruhan Radioaktif & Perubahan inti Jenis Radiasi Simbol No. Massa Muatan Alfa 4 2 Perub No massa Berkurang 4 Perub No. Atom Berkurang 2 Beta 0 1- Tetap Tambah 1 Gamma 0 0 Tetap Tetap Contoh : Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah yg terbentuk? 4 94 Pu 2 He 239 235 92 U
Skema luruh (Decay scheme) dari Ra- 226 5
Bagaimana mencapai kestabilan inti? 1.Peluruhan/pemancaran/melepaskan melepaskan partikel alfa, Pada Z > 83 226 222 Ra Rn 88 86 + ( 4 He 2 )+2 Radiasi nuklir selain dipancarkan alfa dan beta, juga hampir selalu dipancarkan gamma 6
2. Peluruhan/ melepaskan partikel beta ( - ) atau merubah netron menjadi proton dan beta ( - ) n p + + - 32 32 15 P 16 S + - 24 24 11 Na 12 Mg + - emiter beta 7
3. Peluruhan/melepaskan positron ( + ) atau P+ n + + 77 77 36 Kr 35 Br 23 23 12 Mg 11 Na emitor positron + + + + positron ini tidak stabil dan akan bereaksi dengan elektron menghasilkan 2 foton (2 ) + + e - 2 disebut anihilasi 4. Penangkapan elektron Terjadi pada kulit K, L, M dst P + + e - n 65 30 Zn + e - 65 29Cu Kelebihan proton dlm inti dpt menarik elektron orbital dikulit K. proton dlm inti ditransformasikan jd neutron. Kekosongan diisi oleh kulit L dst disertai pancaran energi dlm bentuk sinar X 8
5. Peluruhan sinar gamma Berasal dari pengaturan kembali struktur inti dg jalan transisi antara tingkat energi inti. 9
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 Lebih jauh. 10
SINAR Mempunyai daya tembus 100 kali sinar alfa Identik dengan elektron, dengan kecepatan hampir sama dengan c Lebih jauh... 11
SINAR Daya tembus sangat besar Tidak dibelokan oleh medan magnet Merupakan gelombang elektromagnetik seperti sinar X Lebih jauh... 12
PELURUHAN RADIOAKTIF Persamaan Peluruhan Radioaktif Secara matematis dinyatakan sebagai: N = No e - t dn/dt = - N N o = Jumlah atom pada t=o N = Jumlah atom pada t = tetapan peluruhan jika diintegrasikan diperoleh persamaan: 2,303log N/No = - t Nt = No e - t 13
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 Aktivitas radioaktif dinyatakan: A = N. Secara eksponensial dinyatakan At = Ao e - t 14
9 5 B t 1/ 2 = 8 x 10-19 detik 238 92 U t 1/ 2 = lama sekali Contoh : 1. Berapa fraksi atom radioaktif tersisa setelah 5 waktu paruh? Jawab: Setelah 1 waktu paruh, tersisa 1/2 bagian Setelah 2 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/2 = 1/4 bagian Setelah 3 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/4 = 1/8 bagian Setelah 4 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2) 3 = (1/2) 4 = 1/16 bagian Setelah 5 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2) 4 = (1/2) 5 = 1/32 bagian
2. Bila dimulai dgn 16 juta atom radioaktif, berapa yg tertinggal setelah 4 waktu paruh? Jawab: Tersisa = (1/2)4 = 1/16 x 16 juta = 1 juta atom Setelah n kali waktu paruh, tersisa (1/2) n bagian
Satuan Radioaktivitas Satuan aktivitas adalah Curie (Ci). 1Ci =sejumlah zat radioaktif yg dapat menghasilkan 3,7 x 10 10 pelrhn/dtk = 3,7 x 10 10 dps Satuan SI dari radioaktivitas adalah Becquerel yang didefinisikan sebagai satu disintegrasi per detik, 1 Bq = 1 dps 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. 17
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 18
19
20
21
22