BAB I IDENTITAS BUKU

BAB I

IDENTITAS BUKU 1.1 Identitas Buku Pertama

Judul : Kima Modern Edisi keempat Jilid 1 Pengarang : Oxtoby, David W

Penerbit : Erlangga Tempat terbit : Jakarta Tahun terbit : 2001 Ukuran : 21x28 cm Jumlah halaman : 572 halaman Hlm ISBN : 979-688-268-X (jil.2)

Judul buku : Dasar-dasar Proteksi Radiasi Pengarang : Drs. Mukhlis Akadi

Penerbit : PT. RINEKA CIPTA Tempat Terbit : Jakarta, Indonesia Tahun Terbit : 2000

Cetakan : Pertama

Ukuran : 22 x 15 cm

Jumlah Halaman : 335

hlm ISBN : 979-518-764-3

BAB II

RANGKUMAN ISI BUKU Kimia Nuklir

Pertama, hukum mengenai kekekalan materri dan kekekalan energy yang terpisah harus diperluas. Reaksi nuklir terjadi pada energy yang cukup tinggi yang menyebabkan terjadinya antarubahan (interkonversi) energy dan materi melalui hubungan Einstein E = m. c2 _{. Jumlah energy dan materi kekal selama reaksi} nuklir. Hubungan ini merupakan pennyebab dari tingginya jumlah energy yang dapat dilepaskan seelama reaksi nuklir.

Kedua, pendangan kita harus diubah dari sifat makroskopik atau curah materi (massa reaktan dan produk dalam stoikiometri, tekanan dan konsentrasi dalam campuran reaksi pada atau jauh dari kesetimbangan, dan perubahan energy dalam proses fisis dan kimia). Kedeskripsi mikroskopik tentang bagaimana membangun penyusun atom yang diperkenalkan (proton, neutron dan electron) hingga menghasilkan materi dengan sifat-sifatnya itu dan menentukan besarnya perubahan energy selama reaksi.

A. Hubungan Massa Energi Dalam Inti

Ukuran inti yang sangat kecil (yang menempati kurang dari sepertriliun daari ruang

dalam atom) dan kuatnya gaya diiantara proton dan neutron mengakibatkan inti sangat teerisolasi dari dunia sekelilingnya, yaitu electron dan inti lain. Hal ini sangat menyerderhanakan analisis kita mengenai kimia nuklir sehingga kita dapat menelaah 1 inti tanpa memperdulikan atomnya, intinya dan molekulnya.

Suatu nuklida dicirikan oleh jumlah proton, Z, dan jumlah neutron, N, yang dikandungnnya. Nomor atom Z menentukan muatan +Ze pada nuklir yang menjadi identitas unsure; jumlah Z+N=A adalah nomor massa dari nuklida yang bersangkutan dan merupakan bilangan bulat terdekat dengan Massa Atom Relatif

dari nuklida tersebut. Nuklida dilambangkan dengan dengan X adaalah lambing kimia unsure.

massa atom (disingkat u) adalah tepat 1/12 massa 1 atom 12_{C bobotnya tepat 12 g.} maka 1 atom bobotnya 12/N0 .

B. Energy pengikat dalam inti

Energy pengikat EB suatu inti adalah negative dari perubahan eenergi ∆E yang akan

terjadi jika inti dibentuk darienyusunnya, yaitu proton dan neutronnya. Untuk inti

, misalnya

2 + _{+ 2 →} 2+ _∆E=…?

Energy pengikat inti dihitung dengan rumus Einstein dan data akuurat dari spectrometer

massa. Dengan demikian energy pengikat inti EB dari inti Helium adalah negarif dari perubahan energy ∆E untuk membentuk atom Helium dari atom dan neutron Hidrogen.

2 + 2 →

Koreksi karena selisih dalam pengikatan electron (yang ada dalam atom Hidrogen dan dalam atom ang akan dibentuk) sangat kecil sehingga tidak perlu kiita perdulikan disini.

C. Proses Peluruhan Nuklir

Termodinamika memberikan criteria ∆G < 0 pada T dan P tetap. Perubahan energy ∆E

dalam proses peluruhan nuklir demikian besar ssehingga perubahan energgi bebas pada dasarnya sama dengan ∆E, maka criteria termodinamika untuk reaksi nuklir yang spontan dapat disederhanakan menjadi :

Kesetaraan kriteia in sesuai dengan massa energi Einstein transformasi sponttan dari 1 inti ke inti lain hanya daapat teerjadi jika massa gabungan daari produk < dibandingkan massa nuklida asalnya. Setiap partikel subatom dianggap memiliki 1 antipartikel yang massanya sama, tetapi muatannya berlawanan. Jadi, antipartikel suaatu electron adalah positron (e+_{) dan antipartikel suatu proton} adalah parttikel bermuatan negative yang disebut anti proton. Dalam hal electron dan positron, dipancarkan 2 sinar gamma yang arahnya berlawanan (sinar γ; foton berenergi tinggi) yang disebut radiasi anihiilasi (radiasi pemusnahan). Pasangan partikel- antipartikel penting lainnya ialah neutrino ( dilambangkan ν dan anti neutrino( ), keduanya adalah partikel tidak bermuatan dan hamper tidak memilikiʋ massa ( Keduanya hanya berbeda paritas, suatu simetri kuantum-mekanis jika dipantulkan). Neutrino berinteraksi sangat lemah dengan materi sehingga diperlukan detector canggih untuk merekam kejadian sangat langkayang mereka timbulkan dalam nuklida tertentu.

Peluruhan Beta

Jika nuklida tak stabil mengandung proton yang lebuih sedikit daripada yang dikandung oleh isotop dari nomor massa yang sama, keadaan ini dinamakan” kekurangan proton”. Inti seperti ini dapat meluruh dengan menngubah salah satu neutronya menjadi proton dan memancarkan elektros

berenergi tinggi -_{, yang juga dinamakn partikel beta, dan sebuah antineutrino} ( ). Superskrip 0 menyatakan nomor massa 0 sebab electron ttidak mengandungῦ proton atau neutron dan massanya sangat kecil dibandingkan inti. Subskrip -1 menyatakn muatan negative pada partikel. Nuklida yang dihasilkan mempunyai nomor massa A, tetapi bilangan atom Z nya menningkat sebesar satu satuan sebab sebuah neutron telah ditransformasikan menjadi proton. Contoh peluruhan beta dari inti yang tak stabil ialah

→ + - _{+ ῦ} 11

m[ ] > m[ + 1)] + m[ -_]

sebab antineutrino memiliki massa ( ) nol. Ketaksamaan ini disebabkan olehῦ massa nuklida induk dan nuklida turunan serta elektron yang dipancarkan. Ketaksamaan ini harus dinyatakan kembali dalam hal massa atom netral sebab spectrometer massa menghasilkan massa atom, bukannya inti. Untuk melakukannya, tambahkan massa elektron Z pada kedua sisi, menghasilkan

electron berjumlah Z+ 1 disebelah kanan (karena - _{yang dipancarkkan juga} haarus dihitung). Ketidaksetaraan ini menghasilkan

m[ ] > m[ + 1)]

(Atom induk) (Atom turunan)

Syarat untuk melepas energy sesuai rumus massa-energi Einstein : ∆E = c2_{m[A_{(Z + 1)] – m[}A_{Z]} 0˂}

Energi yang dibebaskan dinyatakan sebagai energi kinetic oleh partikel beta (elektron) dan antineutrino, sebab inti yyang dihasilkan cukup berat seingga energy yang terpental dapat dikatakan kecil dan dapat diabaikan. Energi kinetik elektron dapat berada dalam rentang kontinu dari 0 sampai -∆E, dengan antineutrina membawa energy sisanya.

Peluruhan Alfa

Tiga bentuk peluruhan yang dibahas sejauh ini semua mengarah pada perubahan nomor atom Z tetapi tidak mengubah nomor massa A. proses lain, yaitu

→ +

Kriteria peluruhan alfa sekali lagi adalah ∆w < 0 Cara Peluruhan Lain

Inti yang nilai N/Z nya terlalu besar bergerak kearah garis stabilitas dengan pancaran beta, sementara yang nilainya tterlalu menjalani pancaran posintron atau penangkapan electron. Jangkauan daerah nuklida stabil dibatasi oleh gaya Coulumb nuklir antara gaya tarik dan gaya tolak yang saling mempengaruhi antara sesama nuklir proton dalam inti.

Bila inti sangat kekurangan proton atau sangat kekurangan neutron, kelebiihan partikel mungkin mendidih, artinya partikel tersebut akan langsung ditolak dari inti. Cara peluruhan seperti ini masing- masing disebut pancaran neutron dan pancaran proton dan menggerser nuklita kebawah atau kekiri. Akhirnya, inti takstabil tertentu menjalani fisi spontan, yaitu membellah menjadi 2 inti dengan ukuran kira- kira sama.

KENETIKA PELURUHAN RADIOAKKTIF

Peluruhan inti takstabil apapun merupakan kejadian acak dan tidak bergantung pada jumlah iti disekelilingnya yang sudah meluruh. Bila jumlahnya banyak, kita yakin bahwa dalam waktu tertentu ada sebaggian dari inti awal akan menjalani transformasi menjadi inti unsure lain. Dengan kaata lain, laju peluruhan sekempulan inti berbanding lurus terhadap jumlah ini yang ada, hal ini menunjukkan bahwa pluruhan nuklir mengikuti persamaan laju orde pertama. Misalnya hkum laju integrasi mempunyai bentuk.

N= Nie-kt

Dengan Ni adalah jumlah inti yang semula ada pada t=0. Tetapan peluruhan k berhubungan dengan waktu paruh t1/2

Ada satu perbedaan praktis yang penting antara kenetika kimia dan kinetika nuklir. Dalam kinetika kimia, konsetrasi reaktan atau produk di pantau berdasarkan waktu, dan laju reaksi kemudian dicarik dari laju perubahan konsentrasinya. Dalam kinetika nuklir, laju terjadinya peluruhan, -dN/dt, diukur langsung dengan pencacah Geiger atau detector radiasi lainnya.

Radioaktivitas

2.1 rangkuman isi buku ke dua (dasar-dasar proteksi radiasi)

Perenalan manusian dengan gejala radioaktivitas dimulai ketika fisikawan perancis Antooine Hendry Becquerel pada tahun 1896 menemukan unsure uranium (U) yang menunjukkan gejala aneh dan belum pernah diketahui sebelumnya.Gejala radioaktivitas tersebut ditemukan secara tidak sengaja oleh Becquerel.Pada saat itu beliau sedang mempelajari sifat – sifat fosporesensi dan Flouresensi bahan- bahan.Flouresensi adalah sifat dari bahan yang berpendar ketika disinari,sedang posporisensi adalah sifat dari bahan yang dapat berpendar terus meskipun tidak disinari.Namun, diluar dugaan beliau mendapatkan, bahwa unsure – unsure uranium menunjukkan gejalan radiasi tertentu dengan daya tembus yang sangat kuat sama seperti daya tembus sinar X,yang ditemukan satu tahun sebelumnya (1895) oleh Wilhelm c Roentgen.

A.KESTABILAN INTI ATOM

Inti atom yang stabil tidak menunjukkan gejala radioaaktivitas,sebaliknya init atom yang tidak stabil dapat menunjukkan gejala radioaktivitas.Kestabilan inti atom ditandai dengan jumlah proton (p) dan neutron (n) yang ada dalam inti atom tersebut untuk atom – atom ringan ,kija nilai perbandingan antara jumlah n dan p sama dengan satu (n/p=1),maka inti atom tersebut bersifat stabil sedang jika n/p tidak sama dengan satu(n/p>1 atau n/p<1),maka ada kemungkinannya init atom tersebut tidak stabil.

Jenis radiasi yang dipancarkan oleh inti atom radioaktif juga dipengaruhi oleh nilai n/p dalam intinya.jika nilai n/p >1 , berarti jumlah neutron lebih banyak dibandingakan jumlah proton.Untuk mencapai keadaan inti yang stabil,dalam inti atom akan terjadi perubahan n menjadi p disertai pemancaaran electron atau radiasi beta negative sering kali orang juga mengatakan bahwa atom dengan nilai n/p lebih dari satu merupakan aton yang kelebihan electron,sehingga dalam peluruhannya atom jenis ini akan memancarkan electron.Neutron merupakan partikel yang tidak bermuatan listrik dan bermassan 1 sma,sehingga diberi notasi 0n1 _{proton merupakan bermuatan listrik +1e (e: muatan elementer) dan bermassa} 1 sma,sehingga diberi notasi +1p1_{.Elekton atau radiasi beta negative merupakan} partikel bermuatan listrik -1e yang tidak bermasa, sehingga diberi notasi -1e0 _atau -1ẞ0_{.Proses perubahan n menjadi p dapat digambarkan sebagai berikut :}

0n1 _+1p1 _{+ -1 ẞ}0

Jika nilai n/p <1 , berarti jumlah n lebih kecil dibandingkan jumpah p.untuk mencapai keadaan intinyang stabil,daalm inti tom akan terjadi perubahan p menjadi n disertai pemancaran positron atau radiasi ẞ+_{.Proses perubahan p} menjadi n daapn digambarkan sebagai berikut :

Inti- inti berat dengan nomor atom tinggi, dimana nilai n/p lebih besar 1,6 (n/p>1,6),maka dalam peluruhan inti-inti jenis ini akan selalu disertai pemncaran radiasi alfa.Radiasi alfa atau inti atom He;ium (He) merupapakan partikel

bermuaatn listrik positif 2e dan bermassa 4 sma,sehingga partikel ini diberi notasi 2He4 _{atau +2α}4_{.Inti radioaktif yang memancarkan partikel alfa nomor atom (Z)} berkurang dua dan nomor massanya (A) berkurang empat.Proses pemancaran partikel alfa dapat digambarkan sebagai berikut :

ZxA _Z-2YA-4 _{+ +2α}4

B.ISOTOP

Isotop adalah unsure – unsure dengan nomor atom sama (jumlah proton daalm inti sama).tetapi nomor massanya berbeda.Perbedaan nomor massa ini tidak lain karena perbedaan jumlanh neutron daalm inti atom.Misal aton Uranium dapat membentuk tiga macam isotop yaitu : 92U233_{, 92U}325_{, dan 92U}238_.Dalam masing-masing inti isotop tersebut dapat 141,143 dan 146 buah neutron, sedang jumlah proton dalam inti ketiga isotop tersebut sama,yaitu 92.Sebagian bear unsure-unsur kimia yang ada dialam ini dapat membentuk beberapa isotop.Nam un, isotop ini tidak dapat dibedakan secara kimia Karea mereka mempunyai struktur elektronik yang sama sehingga mengalami reaksi kimia yang sama pula.

Perlu diketahui bahwa tidak semua isotop mempunyai kelimpahan yang sam dialam.Dalam kasus isotop oksigen 99,975% atom yang terbentuk secara alamiah adalah 16_O,sementara 17_{O dan} 18_{O hanya terbentuk dialam dengan} kelimpahan 0,037% dan 0,204%.Untuk unsure yang lain,distribusi isotopnya mungkin sangat berbeda.atom klor (Cl) misalnya,membentuk dua jenis idotop secara alamiah, yaitu35_{Cl dan} 37_{Cl dengan kelimpahan masing-masing 75,4% dan} 24,6%.

satu dengan yangb lainnya meski masing – masing mempunyai 50 proton dan 50 elektronm,namun masing-masing intinya mengandung jumlah neutron yang berbeda,bervariasi dari 62-74.

Sebagai informasi tambahan untuk mengenal lebih banyak mengenai isotop ini,perlu juga dikemukakan sebaran isotop dialam berdasarkan jumlah proton dan

neutron dalam inti atomnya,yaitu:

1. Unsur unsure yang nomor atomnya ganjil (jumlah proton ganjil) niasanya hanya mempunyai satu isotop stbil,sedang unsure dengan nomor atom genap (jumlah proton genap) biasanya mempun yai lebih dari satu isotop stabil 6C12 2. Unsur yang jumlah proton dan neutronnya dengan jumlah genap banyak

terdapat dialam dan umumnya terdapat di kulit atau kerak bumi.

3.Unsur dengan jumlah proton ganjil dan jumlah neutron genap atau sebaliknya terdapat dialam daalm jumlah cukup.

4. Unsur unsure dengan jumlah proton maupun neutron ganjil ditemukan dialam dalam jumlah yang sangat jarang.

Selain istilah isotop,kita juga sering menjumpai istilah isoton dan isobar.Isoton adalah unsure unsure yang jumlah neutronnya sama tetapi nomor atomnya berbeda.Yang sedang disebut isobar adalah unsure-unsur yang dengan nomor massa yang sama tetapi nomor atomnya berbeda.

C.PELURUHAN

radioaktif mempunyai konstanta peluruhan (λ) sendiri-sendiri.Konstanta peluruhan didefenisikan sebagai fraksi zat radioaktif yang menyeluruh(∆N/N) tiap satuan waktu (∆t) yang dirumuskan sebagai :

=λ

Terlihat bahwa pengurangan jumlah zat radioaktif berlangsung secara eksponensia.

D.AKTIVITAS ZAT RADIOAKTIF

Seperti halnya bvesaran fisika lainnya zat radio aktif ujuga mempunyai satuan.Aktifitas zat radioaktif menyatakan jumlah zat radioaktif yang melakukan peluruhan atau disintegrasi setiap satuan waktu (satuan waktu yang lazim digunakan adalah detik).Untuk menyatakan aktifitas zat radioaktif digunakan satuan bequerel,yang disingkat Bq.Zat radio aktif dikatakan beraktivitas satu Bq apanila zat itu melakukan satu kali peluruhan setiap detik nyaJadi:

1 Bq = 1 desintegrasi per sekon ( disingkat dps)

Satuan Bq merupakan satuan yang sangat kecil.Untuk tujuan tertentu sering kali digunakan faktor perkalian sebagai berikut :

1 Kilo Becquerel (kBq) = 103 _Bq 1 Mega Becquerel (MQq) = 106 _Bq 1 Giga Becquerel (GBq)=109 _Bq 1 Tera Becquerel (TBq)=1012 _Bq

BAB III ANALISIS

Menurut kami,rumusan masalah itu sudah terjawab pada kedua buku yang sudah saya kritisi adapun jawaban rumusan masalah saya mengenai peluruhan radioaktif yaitu:

Pada buku pertama menjelaskan bahwa energi pengikat dalam inti disertai dengan soal soal yang mendukung. Pada bagian proses peluruhan nuklir menjelaskan tentang peluruhan beta. Inti seperti ini dapat meluruh dengan mengubah salah satu neutronnya menjai proton dan memancarkan electron berenergi tinggi dan sebuah antineutrino. Energi yang dibebaskan dinyatakan sebagai energy kinetik oleh partikel beta dan antineutrino, sebab inti yang dihasilkan cukup berat sehingga energy untuk terpental dapat dikatakan kecil dan dapat diabaikan pada bagian peluruhan alfa melibatkan emisi partikel alfa dan menurunnya nomor massa A sebanyak 4. Peluruhan alfa sepert ini terutama terjadi pada unsure di daerah tidak stabil sesudah bismut dalam tabeel periodik. Pada bagian Kinetika Peluruhan Radioaktif membahas bahwa peluruhan inti tak stabil apapun merupakan kejadian acak dan tidak bergantung pada jumlah inti di ssekelilingnya yang sudah meluruh. Bila jumlahnya banyak, kita yakin bahwa selama waktu tertentu ada sebagian dari inti awal akan menjalani transformaasi menjaadi inti unsur lain. Dengan kata lain, laju peluruhan sekumpulan inti berbanding lurus terhadap jumlah inti yang ada, hal ini menunjukkan bahwa peluruhan nuklir mengikuti persamaan laju orde pertama.

Menurut kami, buku pertama jauh lebbih bagus dibandingkan buku kedua Karena buku pertama menjelaskan lebih rinci materi-materi terkait. Selain itu, buku peertama melampirkan soal-soal terkait serta penyelesaiannya.

BAB IV KESIMPULAN

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

Oxtoby,David W,2001, Prinsip- prinsip Kimia Modernedisi ke IV jilid 1, Jakarta: Erlangga.