Makalah Radioaktivitas Dan Reaksi Inti

i

MAKALAH FISIKA MODERN

“RADIOAKTIVITAS DAN REAKSI INTI”

Dosen Pengampu : Fathiah Alatas, S. Pd., M. Si.

Disusun Oleh :

Yuli Rahmah : 1113016300041

Ai Ummul Apiah : 1113016300054

Fisika 7 B

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2016

ii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullah Wabarakatuh

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah swt. yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada kami, sehingga dapat menyusun makalah ini dengan baik. Tidak lupa pula shalawat dan salam kami curahkan kepada Nabi Muhammad saw. karena berkat bimbingan beliau kami tetap di jalan-Nya.

Penyusun berharap, makalah yang kami susun dapat memberi manfaat dan dapat mengambil pelajaran dan bisa mengambil hikmah dari hal-hal yang telah kami susun ini.

Tidak lupa pula dalam kesempatan kali ini kami menyampaikan ucapan terima kasih kami kepada Ibu Fathiah Alatas, M. Pd. selaku dosen mata kuliah Fisika Modern kami, yang telah memberikan kami kesempatan untuk membahas materi tersebut. Tak lupa kami ucapkan terima kasih kepada teman-teman atas dukungan dan masukannya dalam penyusunan makalah ini.

Kami tahu makalah ini jauh dari sempurna, untuk itu kritik dan saran dari berbagai pihak sangat kami harapkan, agar ke depan kami bisa menyusun makalah dengan lebih baik. Harapan kami, semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kami dan para pembaca.

Wassalamu’alaikum Warahmatullah Wabarakatuh

Tangerang, 11 September 2016

iii

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi... iii

BAB I Pendahuluan ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 1 1.3. Tujuan ... 2 1.4. Metode Penulisan ... 2 BAB II Pembahasan ... 3 2.1. Penemuan Radioaktif ... 3 2.2. Peluruhan Radioaktif ... 4

a. Aktivitas Bahan Radioaktif dan Hukum Peluruhan ... 4

b. Waktu Paro ... 7 c. Latihan Soal ... 9 2.3. Peluruhan Inti ... 9 a. Peluruhan Alpha (𝛼) ... 12 b. Peluruhan Beta (𝛽) ... 14 c. Peluruhan Gamma (𝛾) ... 18 d. Sifat Radiasi 𝛼, 𝛽, 𝑑𝑎𝑛 𝛾 ... 19 e. Deret Radioaktif ... 19 2.4. Reaksi Inti ... 21 a. Reaksi Fisi ... 21 b. Reaksi Fusi ... 24

BAB III Penutup ... 26

3.1. Kesimpulan ... 26

3.2. Kritik dan Saran ... 27

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada saat ini dunia teknologi sudah berkembang dengan pesat, mulai dari bidang kedokteran, pertanian, perairan, dan pangan. Perkembangan tersebut juga diiringi dengan penggunaan bahan radioaktif yang sudah diteliti sehingga aman untuk dikonsumsi sesuai dengan takaran yang ada. Maka dari itu, kami mencoba untuk membahas mengenai radioaktivitas.

Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi menjadi inti yang stabil. Materi yang mengandung inti tak-stabil yang memancarkan radiasi, disebut zat radioaktif. Reaksi inti merupakan peristiwa perubahan suatu inti atom sehingga berubah menjadi inti atom lain dengan disertai munculnya energi yang sangat besar.

Ada banyak kesamaan antara struktur atom dan struktur inti atom yang memudahkan kita dalam mengkaji berbagai sifat inti atom. Perilaku inti atom tunduk pada hukum-hukum fisika kuantum. Mereka memiliki keadaan dasar dan eksitasi serta memancarkan foton (yang dikenal sebagai sinr gama) sewaktu melakukan transisi antara berbagai keadaan eksitasinya. Seperti halnya dengan keadaan atom, keadaan inti atom juga di lebel oleh momentum sudut totalnya.

1.2. Rumusan Masalah

Dalam penulisan makalah ini terdapat pembatasan masalah yang terseusun dalam rumusan masalah, sebagai berikut;

1) Bagaimana sejarah ditemukannya radioaktif? 2) Apa pengertian radioaktif dan radioaktivitas? 3) Apa yang dimaksud peluruhan inti?

4) Bagaimana penurunan persamaan aktivitas, hokum peluruhan radioaktif dan waktu paro?

2

6) Bagaimana sifat dari bahan-bahan radioaktif radioaktif ⍺, 𝛽, dan 𝛾? 7) Apa yang dimaksud deret radioaktif?

8) Apa yang dimaksud reaksi fisi dan reaksi fusi inti?

1.3. Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang ada, maka tujuan penulisan makalah ini adalah:

1. Mengetahui sejarah ditemukannya bahan radioaktif 2. Mengetahui pengertian radioaktif dan radioaktivitas 3. Mengetahui apa yang dimaksud dengan peluruhan inti

4. Mengetahui bagaimana penurunan persamaan aktivitas, hukum peluruhan radioaktif dan waktu paro

5. Mengetahui sejarah ditemukannya radioaktif ⍺, 𝛽, dan 𝛾

6. Mengetahui sifat dari bahan-bahan radioaktif radioaktif ⍺, 𝛽, dan 𝛾 7. Mengetahui apa yang dimaksud deret radioaktif

8. Mengetahui apa yang dimaksud reaksi fisi dan reaksi fusi inti

1.4. Metode Penulisan

Metode yang kami lakukan dalam penyusunan makalah ini yakni dengan metode studi pustaka, seperti mencari data dari beberapa buku referensi, jurnal penelitian dan data dari internet, yang berkaitan dengan materi yang akan dibahas.

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Penemuan Radioaktif

Penemuan sinar-x oleh rontgen pada tahun 1895 merangsang Henri

Becquerel untuk menyelidiki asal-usul sinar-x. dalam percobaan yang

dilakukan, sebenarnya Becquerel sedang mempelajari gejala flueresens dan

fosforesens. Gejala flouresens adalah gejala di mana suatu benda dapat

memancarkan cahaya yang berbeda ketika menerima cahaya dari luar atau menerima tembakan dari aliran partikel.1 _{Misalnya, dinding kaca dalam tabung}

sinar katoda yang memancarkan dari aliran cahaya hijau ketika dinding kaca dalam tabung sinar katode. Gejala fosforesens adalah gejala di mana suatu benda dapat memancarkan cahaya beberapa selang waktu kemudian setelah benda itu menerima cahaya dari luar2, misalnya pada jarum penunjuk arloji yang bersinar pada malam hari setelah menerima cahaya matahari pada siang hari.

Dalam penyelidikannya itu, secara kebetulan Becquerel menemukan bahwa senyawa uranium menunjukkan keaktifan radiasi tertentu dengan daya tembus yang sangat kuat, seperti sinar-X, meskipun senyawa uranium itu tidak disinari terlebih dahulu. Mula-mula Becquerel menduga bahan ini menyimpan energy matahari yang di peroleh sebelumnya. Kemudian Becquerel menguji dugaannya dengan menempatkan bijih uranium dalam kotak hitam yang tertutup rapat dan menyimpannya beberapa bulan. Ternyata, walau sudah tertutup rapat dan tidak ada sumber energy, bahan uranium tersebut tetap menunjukan keaktifan radiasi, yakni dapat menghitamkan pelat film. Ini bearti,

tanpa terkena sinar matahari pun, bahan uranium tetap menghasilkan sinar

tembus seperti halnya sinar-x. pemancaran sinar tembur (sinar radioaktif)

secara spontan oleh inti-inti stabil (misalnya inti uranium) dinamakan

1 _{Kanginan, Marthen. Fisika untuk SMA Kelas XII. (Jakarta: Erlangga, 2006) hlm. 362} 2 _Ibid.

4

radioaktifitas3_{. Nama ini diberikan oleh Marie Carie. Jadi, radioaktifitas alami} pertama kali ditemukan oleh Henri Becquerel. Becquerel tidak menyedari bahwa sinar ini berbahaya sehingga beruntunglah Becquerel karena terhindar dari bahaya sinar radioaktif ini. Sekarang, telah diketahui bahwa radiasi ini dapat menyebabkan ionisasi molekul dalam sel-sel hidup, yang selanjutnya dapat merusak sel. Beberapa waktu kemudian, pasangan suami-istri Marie

Curie dan pierre Curie berhasil menemukan dua unsur radioaktif baru:

polonium dan radium.

2.2. Peluruhan Radioaktif

Peluruhan radioaktif adalah proses statistik yang memenuhi teori kemungkinan. Tidak ada hubungan sebab akibat yang terkait dalam peluruhan inti, yang terdapat hanalah kemungkinan per satuan waktu4.

a. Aktivitas Bahan Radioaktif dan Hukum Peluruhan

Misalkan kita ambil suatu contoh bahan radioaktif yang mengandung sejumlah tertentu inti atom radioaktif. Inti-inti radioaktif ini tidak meluruh sekaligus pada suatu waktu. Sebagai gantinya inti-inti radioaktif ini meluruh satu per satu selama suatu selang waktu tertentu. Laju perubahan radioaktif dalam suatu bahan radioaktif disebut aktivitas5 (lambang A). aktivitas hanya ditetukan oleh banyaknya inti yang meluruh per sekon. Jika peluang tiap inti untuk meluruh disebut tetapan peluruhan (lambang 𝜆)6_{, maka aktivitas bahan bergantung pada banyak inti radioaktif}

dalam bahan (N) dan 𝜆. Secara matematis ditulis dengan persamaan (2.1) 𝐴 = 𝜆 𝑁

Tetapan peluruhan 𝜆 memiliki harga berbeda untuk inti yang berbeda tetapi konstan tehadap waktu. Karena peluruhan, maka banyaknya inti radioaktif

3 _Ibid.

4 _{Wiyatmo, Yusman. FIsika Nuklir : dalam Telaah Semiklasik dan Kuantum. (Yogyakarta: Pustaka}

Palajar, 2009), h. 60

5 _{Krane, Kenneth. Fisika Modern. (Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press),1992), hlm.} 359

5

N berkurang terhadap waktu. Karena N berkurang terhadap waktu dan 𝜆 tetap, maka aktivitas A haruslah berkurang terhdap waktu. Kita dapat definisikan aktivitas A sebagai laju peluruhan sejumalh inti radioaktif terhadap waktu. Makin banyak inti yang yang meluruh persatuan waktu, makin besar A. secara matematis, pernyataan ini dinyatakan oleh persamaan (2.2)

𝐴 = −𝑑𝑁 𝑑𝑡

Tanda negatif kita berikan karena N berkurang terhadap waktu. Sedang kita menginginkan A berhaga positif . Dari (2.1) dan (2.2) kita peroleh

−𝑑𝑁 𝑑𝑡 = 𝜆 𝑁 𝑑𝑁 𝑑𝑡 = − 𝜆 𝑁 Atau 𝑑𝑁 𝑑𝑡 = − 𝜆 𝑑𝑡

Persamaan diatas dapat kita integralkan secara langsung untuk menghasilkan ∫𝑑𝑁 𝑑𝑡 𝑁 𝑁0 = −𝜆 ∫ 𝑑𝑡 𝑡 0 [ln 𝑁]𝑁0 𝑁 _{= −𝜆 [𝑡]} 0 𝑡 ln 𝑁 − ln 𝑁0 = −𝜆 𝑡 ln 𝑁 𝑁₀ = −𝜆 𝑡 𝑁 𝑁₀ = 𝑒 −𝜆 𝑡

Hukum Peluruhan Radioaktif (2.3)

𝑁 = 𝑁₀ 𝑒−𝜆 𝑡 Dengan,

6

𝑁₀ = Banyaknya inti radioaktif pada saat t = 0, 𝑁 = banyak inti radioaktif setelah selang waktu t 𝑒 = bilangan natural = 2,718 …,

𝜆 = tetapan peluruhan (satuan s-1)

Persamaan (2.3) menyatakan bahawa banyaknya inti induk dalam

suatu contoh berkurang secara eksponensial terhadap waktu. Persamaan

(2.3) disebut hukum peluruhan radioaktif7_.

Kits secara nyata tidak dapat mengukur banyaknya inti radioaktif N, tetapi kita dapat menyatakan persamaan (2.3) kedalam bentuk persamaan aktivitas, yaitu dengan mengalikan kedua ruasnya dengan 𝜆 sehingga memberikan

𝜆 𝑁 = 𝜆 𝑁₀ 𝑒−𝜆 𝑡

Aktivitas radioaktif (2.4)

𝐴 = 𝐴₀ 𝑒−𝜆 𝑡

Dengan,

𝐴0 = Aktivitas awal pada t = 0 (satuan Becquerel atau Bq)

𝐴 = Aktivitas setelah selang waktu t (dalam Bq)  Satuan Aktivitas Radiasi

Dalam SI, satuan aktivitas radiasi dinyatakan dalam Becquerel (Bq), sesuai dengan anma penemu radioaktivitas, dengan

1 Bq = 1 peluruhan/sekon

Satuan yang paling sering digunakan oleh alat pengukur aktivitas radiasi adalah curie (Ci). Satu curie didefiniskan sebagai banyaknya peluruhan yang dilakukan oleh satu gram radium dalam waktu satu sekon8.

7 _{Ibid., hlm. 361} 8 _{Ibid., hlm. 360}

7

Ternyata diperoleh 3,7 × 1010 _{peluruhan dalam satu sekon, sehingga}

didapat hubungan :

1 curie = 3,7 × 1010 peluruhan

s = 3,7 × 10

10 _Bq

b. Waktu Paro

Jika masa hidup suatu isotop radioaktif diambil sebagai waktu yang diperlukan agar seluruh inti yang ada meluruh atau waktu yang diperlukan agar aktivitas sama dengan nol, maka jelaslah dari persaman (2.4) bahwa masa hidup isotop radioaktif apa saja adalah tak berhingga.

Grafik Peluruhan Radioaktif dan aktu Paro

Karena masa hidup suatu isotop radioaktif adalah tak terhingga, maka tidaklah terlalu berguna untuk membicarakan tentang masa hidup (waktu hidup) suatu isotop radioaktif. Sebagai gantinya kita mendefinisikan waktu paro (𝑇1

2

⁄ ). Waktu paro dari suatu isotop radioaktif adalah selang

waktu yang dibutuhkan agar aktivitas radiasi berkurang setengah dari aktivitas semula9. Waktu paro juga dapat didefinisikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan agar setengah dari inti radioaktif yang ada meluruh. Jadi, jika jumlah inti mula-mula N0 , maka setelah selang wantu 𝑡 = 𝑇1

2

⁄ , jumlah

inti tinggal 𝑁 =1

2 𝑁0. Dengan mensubstitusikan ke persamaan (2.4)

diperoleh

8 𝐴₀ 2 = 𝐴0𝑒 −𝜆𝑇1 2 ⁄ 1 2= 𝑒 −𝜆𝑇1 2 ⁄ 2−1 = 𝑒−𝜆𝑇1⁄2 ln 2−1 = ln 𝑒−𝜆𝑇1⁄2 − ln 2 = −𝜆 𝑇1 2 ⁄ ln 2 = 𝜆 𝑇1 2 ⁄ 𝑇1 2 ⁄ = ln 2 𝜆 Waktu Paro (2.5) 𝑇1 2 ⁄ = 0,693 𝜆

Kita bisa memperoleh hubungan N dan N0 dengan fakta bahawa setiap𝑇1 2 ⁄ ,

banyak inti yang tinggal adalah ½ dari banyak inti sebelumnya Setelah 𝑡 = 1 × 𝑇1

2

⁄ , banyak inti atom 𝑁 = 1 2𝑁0 = ( 1 2) 1 𝑁0 Setelah 𝑡 = 2 × 𝑇1 2

⁄ , banyak inti atom 𝑁 = 1 4𝑁0 = ( 1 2) 2 𝑁₀

Secara umum, banyak (inti) atom yang tinggal (belum meluruh) setelah selang waktu 𝑡 = 𝜂 × 𝑇1

2 ⁄

Jumlah atom sebelum meluruh persamaan (2.6) 𝑁 = (1 2) 𝜂 𝑁₀ Dengan 𝜂 = 𝑡 𝑇1 2 ⁄ dengan,

t = Lama penyimpanan atau umur radioaktif, 𝑁₀ = Banyaknya atom radioaktivitas mula-mula,

9

c. Latihan Soal

1. Usia-paruh 198Au adalah 2,70 hari. (a) berapakah tetapan luruh 198Au? (b) berapakah probabilitas sebarang inti 198Au untuk meluruh dalam satu detik? (c) andaikan kita mempunyai cuplikan 198Au sebanyak 1,00μg. Berapakah aktivitasnya? (d) berapa jumlah peluruhan per detik yang terjadi apabila usia cuplikan ini satu minggu?

Pemecahan : (a)

𝜆 =

0,693 𝑡_{1 2}⁄

=

0,693 2,70 ℎ𝑎𝑟𝑖

∙

1 ℎ𝑎𝑟𝑖 24 𝑗𝑎𝑚

∙

1 ℎ𝑎𝑟𝑖 3600 𝑠 𝜆 = 2,97 × 10−6𝑠−1

(b) Probabilitas peluruhan per detik adalah tetapan luruh. Jadi, probabilitas peluruhan sebarang 198Au dalam satu detik adalah 2,97 × 10−6𝑠−1

(c) Jumlah atom dalam cuplikan adalah 𝑁 = 1,00 × 10−6𝑔 ∙1 𝑚𝑜𝑙 198 𝑔∙ 6,02×1023𝑎𝑡𝑜𝑚 𝑚𝑜𝑙 𝑁 = 3,04 × 1015 _{𝑎𝑡𝑜𝑚} 𝐴 = 𝜆 𝑁 = (2,97 × 10−6𝑠−1 )(3,04 × 1015 𝑎𝑡𝑜𝑚 ) 𝐴 = 9,03 × 109 _{𝑝𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑝𝑒𝑟 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘} 𝐴 = 1,50 × 0,244 𝐶𝑖

(d) Aktivitas meluruh menurut persamaan (2.4): 𝐴 = 𝐴₀ 𝑒−𝜆 𝑡 𝐴 = (9,03 × 109 𝑝𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛 𝑠 )𝑒 −(_{2,70 ℎ𝑎𝑟𝑖}0,693 )(7 ℎ𝑎𝑟𝑖) 𝐴 = 1,50 × 109 _{𝑝𝑒𝑙𝑢𝑟𝑢ℎ𝑎𝑛/𝑠} 2.3. Peluruhan Inti

Radioaktivitas atau peluruhan radioaktif adalah peristiwa pemancaran energi dalam bentuk sinar-sinar radioaktif dari inti tidak stabil untuk membentuk inti stabil10. Peristiwa ini sering berlangsung secara spontan dan

10

biasanya disertai dengan pemancaran partikel 𝛼, partikel 𝛽, dan sinar 𝛾. Pada umumnya, inti yang mengalami peluruhan adalah inti dengan nomor atom besar karena memiliki energi ikat per nucleon yang relatif kecil.

 Penemuan Jenis-Jenis Radioaktif

Pada tahun 1899, Ernest Rutherford melakukan percobaan dalam rangka studinya mengenai radioaktif. Rutherford dan rekan sekerjanya berhasil membedakan tiga jenis radiasi yang dipancarkan oleh radionuklida, yakni zarah alfa, beta dan gamma yang akhirnya dikenal sebagai inti, electron dan foton11. Energy gamma lebih besar daripada energy zarah beta dan alfa. Radiasi yang energinya terkecil adalah zarah alfa. Sebagai ilustrasi pada gambar 1 berikut disajikan gerakan zarah alfa, beta dan gamma dalam pengaruh medan magnet homogen.

Gambar 1.Jenis-jenis Radiasi yang dipancarkan Radionuklida

Pada gambar 1 tersebut tampak bahwa sinar alfa dan beta dibelokkan dalam pengaruh medan magnet. Hal ini disebabkan sinar alfa dan beta adalah zarah bermuatan positif dan negative. Sedangkan sinar gamma tidak dibelokkan dalam medan magnet, karena sinar gamma merupakan radiasi elektromegnetik yang tidak bermuatan. Selanjutnya pada gambar 2 berikut

11

ini disajikan ilustrai tentang kemampuan daya tembus sinar alfa, beta dan gamma.

 Bagaimana dengan daya tembus sinar-sinar radioaktif?

Percobaan Becquerel telah memperlihatkan bahwa radiasi dapat menembus film, tetapi tidak dapat menembus kunci. Kita sekarang akan melihat bagaimana radiasi dapat dihentikan oleh bahan-bahan tertentu. Sewaktu radiasi menembus bahan, radiasi ini kehilangan energy karena bertumbukan dengan atom-atom penyusun bahan. Pada kejadian ini ditkatakan bahwa radiasi diserap oleh bahan. Untuk mempelajari sifat penyerapan oleh bahan ini, biasanya dilakukan percobaan seperti gambar 10.9 bahan yang menyerap sinar radioaktif disisipkan di antara tabung G-M (Geiger-G-Muller) dan sumber radioaktif. Oleh karena bahaya radiasi, orang yang melakukan oercobaan ini perlu memakai sarung tangan untuk menghindari kontak langsung dengan sumber radiasi.

Sewaktu selembar kertas tipis disisipkan di antara sumber dan tabung, pembacaan angka pada alat hitung berkurang bila dibandingkan sebelumnya. Fakta ini menunjukkkan bahwa sebagian radiasi telah diserap oleh kertas. Radiasi yang diserap oleh kertas tipis adalah radiasi sinar α.

Sewaktu selembar aluminium setebal 3mm disiipkan di antara sumber dan tabung pembacaan angka pada alat hitung berkurang makin banyak. Fakta ini menunjukka bahwa sebagaian radiasi telah diserap oleh aluminium. Tambahan radiasi yang diserap oleh lembaran aluminium adalah sinar β.

Sewaktu selembar timbal setebal 3cm disisipkan di antara sumber dan tabung, pembacaan angka pada alat hitung berkurang makin banyak. Fakta ini menunjukkan bahwa jenis radiasi ketiga telah banyak diserap. Radiasi yang diserap oleh selembar timbal adalah radiasi γ.

12

Hasil percobaan ini dilukiskan pada gambar 2 dari hasil ini didapat bahwa: urutan daya tembus sinar radioaktif yang terkecil ke yang terbesar adalah α, β, lalu γ. Secara singkat, urutan daya tembusan adalah:

Gambar 2 : Ilustrasi kemampuan daya tembus sinar alfa, beta dan gamma

Jenis radiasi yang dipancarkan radioaktif adalah: a. Peluruhan Alpha (𝛼)

Suatu inti radioaktif tertentu (dengan Z > 82) secara spontan meluruh menjadi inti turunan dengan memancarkan inti helium ₂4𝐻𝑒 atau partikel 𝛼12_{. Berdasarkan kekekalan muatan dan nucleon, peluruhan 𝛼 memenuhi}

reaksi yang dinyatakan oleh: 𝐼 𝑍 𝐴 _{→ 𝑇} 𝑍−2 𝐴−4 _{+ 𝛼} 2 4

Dengan T adalah inti turunan dan I adalah inti induk. Contohnya adalah 𝐵𝑖 83 212 _{→ 𝑇1} 81 208 _{+ 𝛼} 2 4

Persamaan reaksi peluruhan tersebut adalah untuk inti yang dapat dinyatakan dalam atom dengan menambah sejumlah electron yang sesuai:

𝐼 𝑍 𝐴 _{(inti) + 𝑍𝑒 → 𝑇} 𝑍−2 𝐴−4 _{(inti) + (𝑍 − 2)𝑒 + 𝛼} 2 4 + 2 𝑒 𝐼 𝑍 𝐴 _{(Atom) → 𝑇} 𝑍−2 𝐴−4 _{(Atom) + 𝛼} 2 4 (Atom)

13

Jika inti induk mula-mula dalam keadaan rehat (tak bergerak), hukum kekekalan energi memberikan:

(𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙)𝑠𝑒𝑏𝑒𝑙𝑢𝑚= (𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙)𝑠𝑒𝑠𝑢𝑑𝑎ℎ

(𝐸𝑟𝑒ℎ𝑎𝑡+ 𝐸𝑘𝑖𝑛𝑒𝑡𝑖𝑘)𝑠𝑒𝑏𝑒𝑙𝑢𝑚= (𝐸𝑟𝑒ℎ𝑎𝑡+ 𝐸𝑘𝑖𝑛𝑒𝑡𝑖𝑘)𝑠𝑒𝑠𝑢𝑑𝑎ℎ

𝑚𝐼𝑐2+ 0 = 𝑚𝑇𝑐2+ 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝑇+ 𝑚𝐻𝑒𝑐2+ 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝛼

(𝑚𝐼− 𝑚𝑇− 𝑚𝐻𝑒)𝑐2 = 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝑇+ 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝛼

Dengan,

𝑚_𝐼 = Massa atomic induk 𝑚𝑇 = Massa atomic turunan

𝑚𝐻𝑒 = Massa atom 2 4𝐻𝑒

𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝑇} = Energi kinetic turunan 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝛼} = energy kinetic 𝛼

Energy kinetic tidak pernah negatif, maka (𝑚𝐼− 𝑚𝑇− 𝑚𝐻𝑒) > 0

sehingga menjadi persamaan (3.1):

𝑚𝐼 > (𝑚𝑇+ 𝑚𝐻𝑒)

Keadaan dalam persamaan (3.1) merupakan syarat agar terjadi peluruhan 𝛼. Energy yang dilepaskan pada peluruhan, yaitu energy kinetic inti turunan dan energy kinetic hasil peluruhan (𝐸𝑘𝑖𝑛 𝑇 + 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝛼 ) disebut eneri

disintegrasi dengan symbol Q dalam persaman (3.2). 𝑄 = 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝑇}+ 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝛼} = (𝑚_𝐼− 𝑚_𝑇− 𝑚_𝐻𝑒)𝑐2

Hukum kekekalan momentum dalam peluruhan ini memberikan : 𝑚𝑇𝑉𝑇= 𝑚𝛼𝑉𝛼

Jika persamaan diatas dikuadratkan dan dikalikan dengan faktor 1/2 maka akan kita peroleh:

1 2(𝑚𝑇𝑉𝑇) 2 ₌ 1 2(𝑚𝛼𝑉𝛼) 2 𝑚_𝑇(1 2𝑚𝑇𝑉𝑇 2_{) = 𝑚} 𝛼( 1 2𝑚𝛼𝑉𝛼 2₎ 𝑚𝑇𝐸𝑘𝑖𝑛 𝑇 = 𝑚𝛼𝐸𝑘𝑖𝑛 𝛼

14

𝑚_𝑇≈ 𝐴 − 4 dan 𝑚_𝛼 = 4 dalam satuan massa atom u, maka (𝐴 − 4)𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝑇} = 4 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝛼}

𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝑇} = 𝐴

𝐴 − 4𝐸𝑘𝑖𝑛 𝛼 Masukkan ke persamaan (3.2) maka kita peroleh:

𝑄 = 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝛼}+ 𝐴 𝐴 − 4𝐸𝑘𝑖𝑛 𝛼 𝑄 = 1 + 𝐴 𝐴 − 4𝐸𝑘𝑖𝑛 𝛼 𝑄 = 𝐴 𝐴 − 4𝐸𝑘𝑖𝑛 𝛼 Atau persamaan (3.3) 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝛼} =𝐴 − 4 𝐴 𝑄

Inti atom yang meluruh dengan memancarkan 𝛼 adalah inti-inti dengan nomor atom Z yang besar dan demikian pula, nomor massa A sehingga: 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝛼} ≈ 𝑄 (untuk A >> 4)

Dengan demikian, energy peluruhan hamper seluruhnya diberikan kepada partikel 𝛼 sebagai energy kinetic, sedangkan energy kinetic turunan (energy pentalan) dapat dianggap sama dengan nol.

b. Peluruhan Beta (𝛽)

Peluruhan beta dapat didefinisikan sebagai proses peluruhan radioaktif dengan muatan inti berubah tanpa terjadi perubahan cacah nucleon13. Contoh sederhana digambarkan pada peluruhan 12₅𝐵 menjadi 12₆𝐶 dan 12₇𝑁 _{menjadi 𝐶}

6 12 _.

Ketiga inti memiliki cacah nucleon yang sama, tetapi cacah proton dan neutronnya berbeda. 12₆𝐶 adalah inti stabil dengan cacah proton dan neutron

15

yang sama, masing-masing 6. Boron terlalubanyak neutronnya, sedangkan nitrogen terlalu banyak protonnya. Inti boron yang tak stabil meluruh dengan mengubah satu neutronnya menjadi proton untuk menjadi inti karbon. Agar muatan listriknya kekal, suatu muatan negative dibentuk (electron). Jika electron harus berada di dalam inti dengan ukuran diameter berorde besar 10-14 m maka menurut asas ketidakpastian Heisenberg, electron harus memiliki momentum dengan lebar jangkauan ∆= ~ ℎ

∆𝑥=

20 𝑀𝑒𝑉/𝑐. Eksperimen membuktikan bahwa energy partikel 𝛽 dalam peluruhan umumnya kurang dari 1 MeV sehingga electron dengan energi 20 MeV tidak dapat berada di dalam inti dan diemisikan sebagai radiasi yang disebut sinar beta14_.

𝐵

5

12 _{→ 𝐶} 6

12 _{+ 𝛽}−_{+ υ̅}

υ̅ disebut anti neutrino, yaitu partikel netral yang tak bermassa seperti foton. Artinya, kelajuannya sama dengan c dan seluruh energinya bersifat kinetis. Analogi dengan 12₅ 𝐵_{, 𝑁}

7

12 _{terlalu banyak cacah proton}

dibandingkan dengan cacah neutronnya untuk stabil. Oleh karena itu, 127𝑁 meluruh degan mengubah sebuah proton menjadi neutron serta melepaskan sebuah muatan positif yang disebut positron15.

𝑁

7

12 _{→ 𝐶} 6

12 _{+ 𝛽}+_{+ 𝜐}

𝜐 disebut neutrino, yaitu partikel sejenis antineutrino dengan spin berlawanan tehadap spin neutrino.

Selain peluruhan beta negative dan beta positif, ada satu lagi tipe peluruhan yang termasuk dalam peluruhan beta, yaitu tangkapan electron. Dalam tangkapan electron, sebuah electron orbit ditangkap oleh proton dalam inti untuk berubah menjadi neutron. Di sini cacah nukleonnya tetap, tetapi sebuah protonnya berubah menjadi neutron seperti pada peluruhan

14 _Ibid. 15 _Ibid.

16

beta positif. Electron dari kulit K memiliki kemungkinan terbesar untuk ditangkap oleh proton. Contoh tangkapan electron adalah pada ₄7𝐵_:

𝐵

4

7 _{+ 𝑒}

−1 → 𝐿𝑖37 + 𝜐

Kita tidak dapat mengamati langsung proses tangkapan electron, tetapi dapat melihatnya dari radiasi sinar-X karakteristik yang dipancarkan karena electron kulit K yang telah ditangkap meninggalkan tempat kosong di kulit. Electron-elektron di kulit yang lebih luar akan mengisinya dengan melepas energy berupa sinar-X karakteristik inti turunan.

Berikut adalah penjelasan ketiga tipe peluruhan beta secara rinci. a) Peluruhan Beta Negative (𝛽−₎

Peluruhan inti induk I menjadi turunan T dapat dituliskan sebagai berikut:

𝐼

𝑍

𝐴 _{→ 𝑇}

𝑍+1𝐴 +−1 0𝑒+ υ̅ (inti)

Kekekalan energi menghasilkan persamaan :

(m_I− Zme)c2= [mT− (Z + 1)me]c2+ mec2+ Ekin T+ Ekin e + Ekin υ̅

𝑚𝐼− 𝑍𝑚𝑒= 𝑚𝑇− 𝑍𝑚𝑒− 𝑚𝑒+ 𝑚𝑒+ 𝑄/𝑐2

Dengan,

𝑄 = 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝑇 + 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝑒 + 𝐸𝑘𝑖𝑛 𝜐̅

Kita peroleh persamaan (3.4) :

𝑚_𝐼 = 𝑚_𝑇+ 𝑄/𝑐2

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa peluruhan 𝛽−hanya mungkin jika 𝑚_𝐼 > 𝑚_𝑇. Dari persamaan ini pula, nilai Q suatu peluruhan dapat dihitung langsung, yaitu persamaan (3.5) :

𝑄 = (𝑚_𝐼− 𝑚_𝑇)𝑐2

Misalnya pada peluruhan 12₅𝐵 menjadi 12₆𝐶, energy peluruhannya adalah:

𝑄 = (𝑚𝐵− 𝑚𝐶)𝑐2

17 𝑚𝐶 = Massa atom 126𝐶 = 12,000000 u 𝑚𝐵− 𝑚𝐶 = 0,014354 𝑢 𝑄 = 0,014354 𝑢 × 𝑐2 𝑄 = 0,014354 ×931,5 𝑐2 𝑀𝑒𝑉 × 𝑐 2 𝑄 = 13,37 𝑀𝑒𝑉

b) Peluruhan Beta Positif (𝛽+)

Persamaan reaksi peluruhan : 𝐼

𝑍

𝐴 _{→ 𝑇}

𝑍+1𝐴 ++1 𝛽+ 𝜐

Seperti pada proses peluruhan beta negative, kekekalan energy memberikan:

𝑚𝐼− 𝑍𝑚𝑒 = [𝑚𝑇 − (𝑍 − 1)𝑚𝑒] + 𝑚𝑒+ 𝑄/𝑐2

Atau

𝑚𝐼 = 𝑚𝑇+ 2𝑚𝑒+ 𝑄/𝑐2

Peluruhan beta positif hanya mungkin jika massa induk lebih besar paling tidak 2 𝑚_𝑒terhadap massa turunan.

c) Tangkapan Elektron

Persamaan reaksi peluruhannya secara umum adalah

𝑚_𝑒+ (𝑚_𝐼− 𝑍𝑚_𝑒) = [𝑚_𝑇− (𝑍 − 1)𝑚_𝑒] + 𝑄/𝑐2

Atau

𝑚_𝐼 = 𝑚_𝑇+ 𝑄/𝑐2

Seperti peluruhan 𝛼, peluruhan 𝛽 dapat pula diikuti oleh radiasi gamma (𝛾).

Neutrino dan antineutrino pada mulanya merupakan partikel yang didalilkan oleh pauli (1931) sebelum akhirnya terbukti dari pengamatan bahwa keduanya bertanggungjawab atas terjadinya kekekalan energy dan spin. Misalnya, pada proses peluruhan 𝛽 dari

18

neutron menjadi proton dan electron, kalau tak ada antineutrino maka hokum kekekalan momentum sudut akan melanggar. Namun, dengan kehadiran antineutrino hal ini terhindar. Akibatnya, distribusi energy sinar beta mempunyai spectrum yang kontinu. Hal ini dapat dipahami karena energy peluruhan Q tidak hanya diberikan pada beta, tetapi juga kepada neutrino/antineutrino. Persamaannya (3.6) :

𝑄 = 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝑒}+ 𝐸_{𝑘𝑖𝑛 𝜐}

Energy maksimum sinar beta sama dengan energy disintegrasinya. 𝐸_{𝛽 𝑚𝑎𝑘𝑠}= 𝑄

c. Peluruhan Gamma (𝛾)

Suatu inti dapat berda pada tingkat tereksitasinya misalnya sebagai akibat pelulruhan 𝛼, peluruhan 𝛽 atau tumbukan dengan neutron, dan sebagainya. saat menuju tingkat dasarnya, inti tersebut melepas energy dalam bentuk radiasi gamma16.

Energi sinar gamma (γ) akan berkurang atau terserap oleh suatu material yang dilewatinya. Karena ada penyerapan energi oleh bahan maka intensitas dari sinar gamma akan berkurang setelah melewati material tersebut.

𝐼 = 𝐼₀. 𝑒 − 𝜇𝑥

Dengan :

I = Intensitas sinar gamma yang berhasil melewati material Io = Intensitas mula-mula

X = Tebal material

Μ = Koefisien atenuasi linier atau koefisien pembanding yang besarnya tergantung sifat material penyerap dan energi sinar gamma. Jika tebal material penyerap L, maka:

𝐿 =𝑙𝑛(𝐼0/𝐼) 𝜇

19

Jika intensitas I yaitu intensitas sinar gamma yang berhasil melewati material tinggal separoh dari intensitas awal, maka tebal material tersebut dinamakan Lapisan Harga Paroh (Half Value Layer = hvl).

𝐿 = 0,693 𝜇

d. Sifat Radiasi 𝛼, 𝛽, 𝑑𝑎𝑛 𝛾17

Radiasi Hakikat Kelajuan

Daya Ion-isasi Daya Tembus Oleh Medan Magnet

𝛼 Inti Helium 107 m/s Kuat

Dihentikan oleh selembar kertas Sedikit dibelokkan 𝛽 Elektron Mendekati 3 × 104 m/s Sedang Dihentikan oleh lempeng aluminium Dibelokkan dengan kuat 𝛾 Gelombang Elektromag netik 3 × 108 m/s Lemah Dihentikan oleh selembar timbal Tidak dibelokkan e. Deret Radioaktif

Sering kali suatu peluruhan isotope radioaktif menghasilkan isotope lain yang juga radioaktif. Inti anak yang radioaktif ini selanjutnya meluruh menghasilkan isotope ketiga yang juga radioaktif. Proses peluruhan radioaktif ini terus berlangsung sampai diperoleh isotope yang stabil. Proses peluruhan berturut-turut seperti ini dikataan peluruhan radioaktif berantai, yang umumnya mengikuti tahapan-tahapan tertentu yang mengikuti suatu

deret radioaktif18.

Dalam proses peluruhan radioaktif, nomor massa A inti induk akan berubah dengan 4 satuan (peluruhan α) atau A tidak berubah (peluruhan β). Karena itu harga nomor massa A dari isotope-isotop anggota suatu peluruhan berantai berbeda dengan kelipatan 4. Dengan demikian kita

17 _{Supiyanto. Op. Cit., hlm. 295} 18 _{Kanginan. Op. Cit., hlm. 375}

20

harapkan ada empat deret radioaktif yang mungkin dengan nomor massa A dapat kita nyatakan dengan rumus 4n, 4n+1, 4n+2, dan 4n+3, dengan n adalah bilangan bulat.

Masing-masing deret radioaktif diberi nama sesuai dengan inti induksinya. Deret radioaktif 4n+2 diberi nama deret uranium karena inti induknya adalah 238₉₂𝑈 , yang mengalami peluruhan berantai sampai tercapai inti akhir stabil 206₈₂𝑃𝑏. Deret radioaktif 4n+3 diberinama deret actinium karena inti induk stabilnya 23892𝑈 , yang mengalami peluruhan berantai sampai

tercapai inti akhir stabil 20782𝑃𝑏. Deret radioaktif 4n di berinama deret thorium

karena inti induknya adalah 23290𝑇ℎ, yang mengalami peluruhan berantai

sampai tercapai inti akhir stabil 20882𝑃𝑏. Deret radioaktif 4n+1 diberi nama

deret neptunium karena inti induknya adalah 23793𝑁𝑝, yang mengalami

peluruhan berantau sampai tercapai inti induknya stabil 20983𝐵𝑖. Keempat deret

radioaktif ini dirangkum dalam tabel.

Para ahli percaya bahwa hampir semua nuklida yang terdapat di bumi dibentuk bersamaan dengan terbentuknya Bumi, kira-kira 5 miliar tahun yang lalu (5,0 x 109 _{tahun). Deret neptunium yang diawali dengan inti induk}

𝑁𝑝

93

237 _{memiliki waktu paro 2,14 x 10}6 _{tahun (jauh lebih kecil dari umur}

Bumi), sehingga saat ini unsur 237Np sudah tidak terdapat di Bumi. Karena itu ketiga deret ini masih hadir saat ini di Bumi. Demikian pula banyak nuklida-nuklida yang memiliki waktu paro singkat dengan cepat meluruh sampai habis sehingga pada hari ini tidak lagi kita jumpai di alam.

Karena deret radioaktif di alam memungkinkan lingkungan hidup kita secara konstan dilengkapi dengan unsur-unsur radioaktif yang seharusnya sudah musnah sejak lama. Sebagai contoh, suplai radium 22688𝑅𝑎 dengan

waktu paro hanya 1600 tahun (jauh lebih kecil dari umur Bumi 5,0 x 109 tahun) seharusnya sudah musnah karena peluruhan radioaktif pada saat yang lalu. Tetapi karena adaya deret radioaktif uranium yang diawali dengan inti induk 23892𝑈 (waktu paro 4,47 x 109 tahun atau mendekati umur bumi) yang

21

dalam beberapa langkah meluruh menghasilkan 226Ra, maka pada saat ini kita masih menjumpai unsur 226Ra di alam.

Tabel Deret Radioaktif19

Deret Inti Induk

(tahun) Waktu paro deret Rumus akhir Inti Stabil Uranium 238₉₂𝑈 4,47 × 109 4n+2 206₈₂𝑃𝑏 Aktinium 235₉₂𝑈 7,04 × 108 4n+3 207₈₂𝑃𝑏 Thorium 232₉₀𝑇ℎ 1,41 × 1010 4n 208₈₂𝑃𝑏 Neptunium 237₉₃𝑁𝑝 2,14 × 106 4n+1 209₈₃𝐵𝑖 2.4. Reaksi Inti a. Reaksi Fisi

Inti berat yang ditumbuk oleh sebuah partikel dapat membelah menjadi dua inti baru yang lebih ringan. Dalam reaksi inti ini, massa total produk lebih kecil daripada massa total reaktan. Reaksi ini disebut

reaksi pembelahan inti atau reaksi fisi20. Ini disebabkan energ ikat per nucleon untuk inti berat lebih kecil dari energy ikat per nucleon inti ringan hasil belahannya. Sebagai contoh, inti dengan A = 230 mempunyai energy ikat per nucleon sekitar 7,6 MeV, sedangkan inti engan A = 15 energi ikat per nukleonnya adalah 8,5 MeV

Pembelahan inti dapat diimbas dengan menembakkan neutron pada inti tersebut. Sebagai contoh adalah reaksi tangkapan neutron lambat oleh inti 235U untuk membentuk inti gabungan 236U yang tereksitasi dan segera meluruh melalui pembelahan. Pembelahan demikian umumnya menghasilkan inti-inti dengan nomor atom massa sekitar 95 dan 140. Karena inti-inti memiliki kelebihan neutron maka proses pembelahan disertai pula pelepasan beberapa neutron yang disebut neutron spontan (prompt neutron). Kadang-kadang inti hasil

19 _Ibid.

22

belah menghasilkan pula neutron dalam proses peluruhannya. Neutron dalam hal ini dinamakan neutron kasep (delayed neutron)21.

Contoh reaksi pembelahan tersebut sebagai berikut:

Suatu hal yang sangat penting dalam reaksi pembelahan terimbas neutron adalah pembelahan sendiri menghasilkan neutron yang dapat mengimbas reaksi pembelahan berikutnya. Dengan demikian, proses pembelahan dapat mempertahankan terjadinya pembelahan sendiri dan terjadilah reaksi berantai yang dapat tumbuh semakin banyak. Inilah dasar kerja reactor nuklir fisi.

Pada reaksi dengan penembakan neutron termal pada inti uranium (inti fisi) akan menghasilkan inti baru dan disertai lepasnya dua neutron. Neutron yang dihasilkan dalam pembelahan merupakan neutron cepat sehingga perlu diperlambat agar dapat bereaksi dengan inti 235U yang dijumpainya. Untuk keperluan itu dipasang bahan pemerlambat neutron dalam reactor yang disebut moderator22_{. Agar} proses perlambatan neutron efektif, kita pilih bahan moderator yang mengandung inti bermassa seimbang dengan massa neutron. Bahan-bahan moderator yang sering digunakan adalah air (H2O), air berat

(D2O), grafit (C), dan berilium (Be).

seperti gambar dibawah ini.

21 _{Kusminarto. Op. Cit., hlm194} 22 _Ibid.

23

Gambar 3. Reaksi berantai Uranium 235

Pada gambar 3 menjelaskan bahwa sebuah neutron yang bergerak lambat memicu fisi atau pembelahan sebuah inti uranium-235 dan beberapa neutron dipancarkan. Dalam uranium yang telah diperkaya agar mengandung uranium-235 dengan perbandingan yang tinggi, neutron-neutron ini segera menghantam inti-inti uranium-235 lainnya dan mengulangi proses tersebut. Terjadilah proses fisi secara terus menerus, dengan melepaskan energi dalam jumlah yang besar.

Cacah neutron hasil pembelahan yang tersedia untuk menjaga berlangsungnya reaksi berantai, harus lebih besar atau sama dengan cacah neutron yang menyebabkan pembelahan sebelumnya. Cacah neutron dapat dikendalikan dengan menyisipkan penyerap neutron seperti cadmium (Cd) yang memiliki tampang serapan neutron lambat sangat besar. Bahan penyerap neutron umumnya berbentuk batang, sehingga dinamakan batang pengendali23.

Penyisipan batang pengendali menurunkan reaktivitas reactor. Tiga keadaan reactor dapat dicapai dengan pengaturan batang pengendali, yaitu pertama, keadaam subkritis jika rata-rata suatu reaksi pembelahan menghasilkan cacah reaksi pembelahan berikutnya

24

yang lebih sedikit, dalam hal ini reaksi berantai akhirnya akan berhenti. Kedua, keadaan superkritis jika reaksi pembelahan berikutnya lebih banyak dari sebelumnya , sedangkan keadaan ketiga adalah keadaan kritis jika cacahan reaksi pembelahan berikutnya tepat sama dengan cacahan reaksi pembelahan sebelumnya.

Pada setiap reaksi pembelahan sebelumnya dilepaskan pula sejumlah energi berupa energy kinetik inti dan neutron hasil reaksi. Karena interaksinya dengan bahan moderator dan lainnya diubah menjadi energy termal maka reactor manjadi panas. Oleh karena itu, reactor harus dilengkapi sistem pendingin. Pada reactor daya, energy panasnya dimanfaatkan untuk menguapkan air dan selanjutnya akan menggerakkan turbin yang digandeng dengan dinamo pembangkit listrik.

b. Reaksi Fusi

Dua inti ringan dapat bergabung membentuk sebuah inti yang lebih berat. Energi inti berat lebih besar daripada jumlah energi ikat kedua inti ringan pembentuknya. Karena itu dalam reaksi penggabungan dua inti ini, massa inti baru lebih kecil daripada jumlah massa kedua inti ringan pembentuknya sehingga menyisakan defek massa. Defek massa ini muncul sebagai energy fusi. Reaksi seperti disebut reaksi penggabungan inti atau reaksi fusi24.

a. Syarat Terjadinya Reaksi Fusi Contoh : 𝐻 1 2 _{+ 𝐻 →} 1 2 _𝐻 1 3 _{+ 𝐻} 1 1

Jika dua inti 2H (deuterium) didekatkan, maka gaya tolak coulomb antara proton-proton dalam inti deuterium menghalangi penggabungan inti. Untuk dapat mengatasi gaya tolak coulomb, maka inti deuterium harus digerakkan dengan kelajuan sangat tinggi. Kelajuan sangat tinggi memerlukan energy kinetic yang

25

sangat tinggi, dan energi sangat tinggi berarti suhu yang sangat tinggi (sesuai dengan persamaan energy kinetic partikel (𝐸_𝐾 =

3 2𝑘𝑇).

Untuk menggabungkan dua inti 2H (deuterium) diperlukan suhu dalam orde 109K (miliaran kelvin). Tentu saja sangat sukar untuk membayangkan keadaan dengan suhu setinggi ini dapat diciptakan. Akan tetapi, keadaan suhu tinggi ini sungguh-sungguh terjadi pada bagian dalam matahari dan bintang-bintang yang menghasilkan energinya melalui reaksi-reaksi fusi. Dengan demikian reaksi fusi telah mendukung seluruh kehidupan di Bumi. Karena reaksi fusi membutuhkan suhu yang sangat tinggi supaya dapat berlangsung, reaksi fusi sering disebut reaksi termonuklir25.

26

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Berdasarkan penjelasan pada bab sebelumnya maka dapat disimpulkan: 1. Penemuan sinar-x oleh rontgen pada tahun 1895 merangsang Henri

Becquerel untuk menyelidiki asal-usul sinar-x. Dalam penyelidikannya

itu, secara kebetulan Becquerel menemukan bahwa senyawa uranium menunjukkan keaktifan radiasi tertentu dengan daya tembus yang sangat kuat, seperti sinar-X, meskipun senyawa uranium itu tidak disinari terlebih dahulu.

2. Peluruhan radioaktif atau radioaktivitas adalah pemancaran sinar tembur (sinar radioaktif) secara spontan oleh inti-inti stabil (misalnya inti uranium).

3. Persamaan aktivitas, hukum peluruhan radioaktif dan waktu paro:  Aktivitas radioaktif (2.4)

𝐴 = 𝐴₀ 𝑒−𝜆 𝑡

 Hukum Peluruhan Radioaktif (2.3) 𝑁 = 𝑁₀ 𝑒−𝜆 𝑡  Waktu Paro (2.5) 𝑇1 2 ⁄ = 0,693 𝜆

4. Pada tahun 1899, Ernest Rutherford melakukan percobaan dalam rangka studinya mengenai radioaktif. Rutherford dan rekan sekerjanya berhasil membedakan tiga jenis radiasi yang dipancarkan oleh radionuklida, yakni zarah alfa, beta dan gamma yang akhirnya dikenal sebagai inti, electron dan foton

5. Sifat dari bahan-bahan radioaktif radioaktif ⍺, 𝛽, dan 𝛾

Radiasi Hakikat Kelajuan

Daya Ion-isasi Daya Tembus Oleh Medan Magnet

27 𝛼 Inti Helium 107 m/s Kuat

Dihentikan oleh selembar kertas Sedikit dibelokkan 𝛽 Elektron Mendekati 3 × 104 m/s Sedang Dihentikan oleh lempeng aluminium Dibelokkan dengan kuat 𝛾 Gelombang Elektromag netik 3 × 108 m/s Lemah Dihentikan oleh selembar timbal Tidak dibelokkan

6. Deret Radioaktif merupakan proses peluruhan radioaktif berantai, yang umumnya mengikuti tahapan-tahapan tertentu yang mengikuti suatu deret radioaktif

7. Reaksi fisi dan reaksi fusi

 Reaksi fisi (reaksi pembelahan) yaitu reaksi yang terjadi pada inti berat dan akan meluruh atau pecah menjadi inti-inti ringan secara berantai.

 Reaksi fusi (penggabungan atau peleburan) yaitu reaksi antara inti-inti ringan disertai dengan pelepasan energi, misalnya penggabungan proton menjadi deutron.

3.2. Kritik dan Saran

Dalam penyusunan makalah ini penyusun menyadari terdapat beberapa kekurangan sehingga mengurangi kesempurnaannya. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan kekurangan tersebut untuk penyusun makalah berikutnya.

Harapan kami semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua khusunya bagi para pembaca

iv

DAFTAR PUSTAKA

Beiser, Arthur. 2000. Fisika Modern. Jakarta: Erlangga

Geutreau, Ronald & Savin W.1995. Teori dan Soal-Soal Fisika Modern. Jakarta: Erlangga

Kanginan, Marthen. 2006. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga

Krane, Kenneth. 1992. Fisika Modern. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press)

Kusminarto. 2011. Esensi Fisika Modern. Yogyakarta: ANDI Supiyanto. 2007. Fisika 3 untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Phibeta

Wiyatmo, Yusman. 2009. Fisika Nuklir : dalam Telaah Semiklasik dan Kuantum. Yogyakarta: Pustaka Palajar

Ahmad,hiakia.2001.Kimia Unsur dan Radiokimia.Bandung. PT. Citra Aditya Bakti Ratna Dewi Syarifah. Nucler Physics diakses pada jumat 9 September 2016 di.

http://fisikanuklir.unnes.ac.id/index.php?tj=menu/output_menu&id_radio_ materi=13