Bab Ii

BAB II PEMBAHASAN A. Penemuan Radioaktif Menurut Para Ahli Sejarah penemuan zat radioaktif diawali dengan ditemukannya sinar X oleh Wilhelm Conrad Roentgen pada tahun 1895. Setelah itu, para ilmuwan menyadari bahwa beberapa unsur dapat memancarkan sinar-sinar tertentu, meskipun pada waktu itu para ilmuwan belum memahami hakikat sebenarnya

dari

sinar-sinar

tersebut

serta

mengapa

unsur-unsur

memancarkannya.

Pada tahun 1896, Henri Becquerel, fisikawan Perancis berusaha mendapatkan sinar X dari suatu batuan yang mengandung garam uranium. Secara tidak sengaja, batuan tersebut dibungkus dengan kertas hitam dan diletakkan di atas plat film itu, ia sangat terkejut karena bagian film pada tempat garam uranium diletakkan menjadi gelap. Dari hasil penelitiannya, diketahui bahwa penyebab gelapnya bagian plat foto adalah radiasi berdaya tembus kuat, bahkan lebih kuat dari sinar X, yang dipancarkan secara spontan oleh garam uranium tanpa harus disinari terlebih dahulu.Radiasi spontan garam uranium terjadi karena mengandung unsur uranium yang bersifat radioaktif.Peristiwa radiasi spontan ini kemudian Disebut

keradioaktifan, sedangkan zat yang bersifat radioaktif disebut dengan zat radioaktif.

Pada tahun 1898, Marie Sklodowska Curie dan oleh suaminya, Pierre Curie menemukan unsur radiaktof lainnya dari mineral pitchblende yaitu polonium dan radium. Nama unsur polonium diambil dari nama negara asal Marie Sklodowska Curie, yaitu Polandia, sedangkan nama unsur radium diambil dari bahasa Yunani “radiare” yang artinya bersinar. Pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa sinar radioaktif dapat dibedakan menjadi dua jenis berdasarkan muatan mereka. Sinar radioaktif yang bermuatan positif diberi nama sinar alfa, dan tersusun dari inti-inti helium. Sinar radioaktif yang bermuatan negatif diberi nama sinar beta, dan tersusun dari elektron-elektron. Sementara itu, Paul Ulrich Villard menemukan jenis sinar radioaktif yang ketiga, yaitu sinar gama yang tidak bermuatan. Sinar gama adalah suatu bentuk radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar X. 

Pengertian peluruhan radioaktif Inti Radioaktif adalah unsur inti atom yg mempunyai sifat memancarkan salah satu partikel alfa, beta atau gamma.Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah menjadi inti stabil. Proses perubahan ini disebut

peluruhan dan inti atom yang takstabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif. Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain. 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. B. Perunut radioaktif Radioaktifitas suatu unsur timbul dari radioaktivitas satu atau lebih isotopnya. Banyak sekali unsur dalam alam tidak mempunyai isotope radioaktif, walaupun demikian, isotope seperti itu dapat disiapkan supaya menjadi raduoaktif secara artifisial (buatan) dan dapat berguna dlam penelitian biologi dan kedokteran sebagai “perunut”. Prosedurnya ialah dengan menggabungkan radionuclide dalam senyawa kimiawi dan mengikuti apa yang terjadi pada senyawa itu dalam organisme hidup dengan memantau radiasi dari nuclide itu. Unsur lain seperti kalium memiliki isotope mantap dan beberapa isotope radioaktif; beberapa unsur lain seperti uranium, hanya memiliki isotope radioaktif. 

Nuklida

1. Nuklida dan Nukleon Dalam suatu nuklida tersusun atas nukleon-nukleon, dimana nukleon

tersebut

merupakan

partikel-partikel

penyusun

inti

atom/nukleus, sedangkan nuklida itu sendiri adalah isotop atom. Nukleon mengandung dua jenis partikel dasar yaitu proton (bermuatan positif) dan neutron (tidak bermuatan). (Retug, 2005).

Suatu inti atom yang mempunyai jumlah nukleon tertentu disebut nuklida, yaitu atom tanpa elektron pada kulit-kulitnya. Yang dimana setiap spesi nuklir yang ditandai dengan : bilangan massa (A), nomor atom (Z), dan bilangan neutron (N). A

Z

N

Suatu nuklida dapat dinyatakan dengan lambang unsur yang dilengkapi nomor massa (jumlah nukleon), sedangkan nomor atom boleh ditulis atau tidak karena dapat dilihat pada sistem periodik. Sebagai contoh nuklida sebagai berikut : 20Ca40, 80Hg200 .

Sebagian besar inti yang ditunjukkan pada Gambar 12.11 tidak stabil, yang berarti bahwa mereka mengubah diri mereka menjadi inti yang lebih stabil dengan mengubah Z dan N melalui peluruhan alfa (emisi 4He) atau peluruhan beta (mengubah neutron menjadi proton atau proton menjadi neutron). Nukleus tidak stabil dalam keadaan tereksitasi, yang dapat beralih ke keadaan dasar melalui peluruhan gamma (emisi foton). Tiga proses peluruhan (peluruhan alfa, beta, dan gamma) adalah contoh dari subjek umum peluruhan radioaktif. Dalam sisa bagian ini, kami menetapkan beberapa sifat dasar peluruhan radioaktif, dan pada bagian berikut ini kami memperlakukan peluruhan alfa, beta, dan gamma secara terpisah.

Tingkat di mana peluruhan inti radioaktif yang tidak stabil dalam sampel material disebut aktivitas sampel. Semakin besar aktivitas, semakin banyak peluruhan nuklir yang terjadi (Aktivitas tidak ada hubungannya dengan jenis peluruhan sehingga radiasi yang dipancarkan oleh sampel, atau dengan energi dari radiasi yang dipancarkan. Aktivitas ini ditentukan hanya dengan jumlah peluruhan per kedua.)

Isotop Isotop adalah kelompok nuklida dengan Z (nomor atom) sama tetapi memiliki N (jumlah neutron) yang berbeda .Semua atom dari unsur yang sama memuat proton dengan jumlah sama didalam inti masing-masing atom. Jumlah neutron di dalam setiap atom sebuah unsur dapat berbeda. Atom sebuah unsur dengan jumlah neutron berbeda disebut isotop. Sifat radioaktivitas ditetapkan oleh Ernest Rutherford yang menunjukkan bahwa radiasi dihasilkan saat atom-atom tidak stabil luruh. Ia menggunakan radiasi untuk menyelidiki atom dan ia menyimpulkan bahwa setiap atom mengandung inti bermuatan positif tempat sebagian besar massanya berada. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa inti itu sendiri tersusun atas neutron dan proton. Pada dasawarsa sekarang, para ilmuwan telah mengetahui bahwa proton dan neutron tersusun atas partikel-partikel yang lebih kecil disebut kuark.. banyak pertanyaan tentang dunia subatom yang belum terjawab dan semakin banyak pertanyaan muncul ketika semakin banyak penemuan dibuat.

Gambar : Sinar radioaktif diuraikan oleh medan magnet

Gambar: Perbedaan daya tembus parikel alfa (α), beta (β), dan gamma (𝜸)

Radioaktivitas terjadi karena ketidakstabilan inti yang memiliki terlalu banyak proton atau neutron. Inti seperti ini menjadi stabil atau sedikit tidak stabil dengan memancarkan satu dari tiga jenis radiasi : 1.

Radiasi alfa (α) terdiri atas partikel-pertikel, masing-masing tersusun atas dua proton dan neutron. Partikel α dipancarkan oleh inti tidak stabil yang sangat besar. Suatu inti yang tidak stabil dapat meluruh menjadi inti yang lebih ringan dengan memancarkan partikel alfa (inti atom helium). Pada peluruhan alfa terjadi pembebasan energi. Energi

yang dibebaskan akan menjadi energi kinetik partikel alfa dan inti anak. Inti anak memiliki energi ikat per nukleon yang lebih tinggi dibandingkan induknya. Ernest Rutherford menemukan bahwa partikel α adalah atom-atom helium tanpa elektron dan partikel α atau β keluar dari atom, jenis atom berubah. Perubahan demikian dapat menyebabkan radiasi γ. Peluruhan alfa menyebabkan nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang empat, dan karena itu sebuah inti baru akan terbentuk. Adapun pada peluruhan beta akan menambah atau mengurangi nomor atom sebesar satu (nomor massa tetap sama). Transformasi: 𝐴 𝑌𝑋

4 → 𝐴−4 𝑍−2𝑌 + 2𝐻𝑒

Contoh : 238 92𝑈

4 → 234 90𝑇ℎ + 2𝐻𝑒

226 88𝑅𝑎

4 → 222 86𝑇ℎ + 2𝐻𝑒

Ciri-ciri radiasi alfa -

Dengan mudah dihentikan oleh kertas karton atau logam tipis.

-

Memiliki kisaran diudara tidak lebih dari beberapa sentimeter,

-

Mengionisasi molekul udara jauh lebih kuat dari kedua jenis radiasi

radioaktiflainnya.

2.

Radiasi beta (β) terdiri atas elektron, masing-masing dipancarkan saat sebuah inti dengan terlalu banyak neutron luruh. Neutron dalam inti seperti itu secara tiba-tiba dan tidak terduga berubah menjadi proton; dalam proses, elektron terbentuk dan dengan segera dipancarkan dari inti.. Peluruhan sinar beta bertujuan agar perbandingan antara proton dan neutron di dalam inti atom menjadi seimbang sehingga inti atom tetap stabil. Transformasi

𝐴 𝑍𝑋

→ 𝑍+1𝐴𝑌 + 𝑒 −

Contoh : 14 6𝐶

→ 147𝐶 + 𝑒 −

Ciri-ciri radiasi beta -Dihentikan oleh logam 5-10 mm -

Memiliki kisaran diudara sekitat 1 meter

-

Mengionisasi molekul udara tidak sekuat radiasi α

-

3.

Radiasi gamma (𝜸) terdiri atas foton bertenaga tinggi. Foton adalah paket gelombang elektromagnet. Foton gama dipancarkan dari inti dengan kelebihan tenaga setelah memancarkan partikel α dan β. Suatu inti atom yang berada dalam keadaan tereksitasi dapat kembali ke keadaan dasar (ground state) yang lebih stabil dengan memancarkan sinar gamma. Peluruhan gamma hanya mengurangi energi saja, tetapi tidak mengubah susunan inti. Transformasi

𝐴 𝑍𝑋

∗ → 𝐴𝑍𝑋 + γ

Contoh: 87 38𝑆𝑟

∗ → 87 38𝑆𝑟 + γ

Ciri-ciri Radiasi gamma: -

Dihentikan hanya oleh timah setebal beberapa sentimeter,

-

Memiliki kisaran tidak terbatas diudara

-

Mengionisasi molekul udara dengan sangat lemah.

C. Satuan Aktivitas Nuklida Radioaktif 

Beccuerel Aktivitas sebuah sampel nuclide radioaktif ialah laju peluruhan inti atom pembentuknya jika N menyatakan banyaknya inti dalam sampel pada suatu saat, aktivitasnya R sebagai berikut: R=-

𝑑𝑁 𝑑𝑡

Tanda minus dipakai supaya R menjadi kuantitas positif karena dN/dt, tentu saja secara intrinsic berharga negative. Satuan SI dari aktivitas diberi nama menurut nama Henri Becquerel yang mendapatkan radioaktivitas dalam tahun 1896 1 Becquerel =1Bq =1 kejadian/s Aktivitas yang didapatkan dalam praktek biasaya sanagt tinggi sehingga satuan (MBq = 106 Bq) dan (1GBq =109 Bq) sering lebih memadai  D.

Curie