BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN A.
A. LaLatatar Br Belelakakanangg
Radioktivitas mula-mula ditemukan oleh Becquerel pada tahun 1896. Pada tahun 1898 Radioktivitas mula-mula ditemukan oleh Becquerel pada tahun 1896. Pada tahun 1898 Pi
Piererre re CuCuririe e dadan n MaMaririe e CuCuririe e tetelalah h memenenemumukakan n babahha a PoPololoninium um dadan n RaRadidium um !u!u"a"a memancarkan radiasi-radiasi #an" radioakti$.
memancarkan radiasi-radiasi #an" radioakti$. Rad
Radiasiasi-rai-radiadiasi si radradioaioaktikti$ $ #an#an" " dipdipancancarkarkan an oleoleh h elemelemen-een-elemlemen en itu itu menmen"an"andundun"" partikel-partikel seba"ai berikut%
partikel-partikel seba"ai berikut% 1.
1. &inar-sinar&inar-sinar atau partikel-partikelatau partikel-partikel 2.
2. &inar-sinar &inar-sinar atau partikel-partikel atau partikel-partikel 3.
3. &inar-sinar&inar-sinar atau partikel-partikel atau partikel-partikel
Radio
Radioaktiviaktivitas tas adalah kemampuadalah kemampuan an inti atom inti atom #an" tak-stabil untuk #an" tak-stabil untuk memanmemancarkan radiasicarkan radiasi men!adi inti #an" stabil. Materi #an" men"andun" inti tak-stabil #an" memancarkan radiasi' men!adi inti #an" stabil. Materi #an" men"andun" inti tak-stabil #an" memancarkan radiasi' di
disebsebut ut (at (at radradioioakaktiti$. $. BeBesasarnrn#a #a raradidioaoaktktivivitaitas s susuatatu u ununsusur r raradidioaoaktkti$ i$ )r)radadioionunuklklidida*a* ditentukan oleh konstanta peluruhan' #an" men#atakan la!u peluruhan tiap detik' dan aktu ditentukan oleh konstanta peluruhan' #an" men#atakan la!u peluruhan tiap detik' dan aktu
paro
paro t t 11++
. ,edua besaran tersebut bersi$at khas untuk setiap radionuklida. alah perubahan . ,edua besaran tersebut bersi$at khas untuk setiap radionuklida. alah perubahan inti atom #an" tak-stabil men!adi inti atom #an" lain' atau berubahn#a suatu unsur radioakti$ inti atom #an" tak-stabil men!adi inti atom #an" lain' atau berubahn#a suatu unsur radioakti$ men!a
men!adi di unsur #an" lain. unsur #an" lain. &ebua&ebuah h inti radioaktiinti radioakti$ $ dapat melakukdapat melakukan an se!umlse!umlah ah reaksi peluruhreaksi peluruhanan #an" berbeda' seperti peluruhan l$a' Beta dan
#an" berbeda' seperti peluruhan l$a' Beta dan /amma./amma. B.
B. RuRumumusasan Mn Masasalalahah
Rumusan #an" akan kami bahas dalam makalah ini #aitu% Rumusan #an" akan kami bahas dalam makalah ini #aitu%
1.
1. pa pa penpen"er"ertian tian dardari rai radiodioaktaktiviivitas0tas0 +.
+. pa ppa pen"eren"ertian intian inti atoti atom stabm stabil dail dan inti n inti atom tatom tidak idak stabil0stabil0 .
. ppa pena pen"e"ertrtian pian pelelururuhuhanan00 2.
2. ppakakah !ah !enenis-is-!e!eninis nuks nuklilida 0da 0 3.
3. pa pa sa!a sa!a $ak$aktortor-$ak-$aktor tor keskestabtabilanilan00 6.
6. Ba"Ba"aimaimana mana men!en!elaelaskan pskan pita kita kestestabiabilanlan00 4.
4. Ba"aiBa"aimana menmana menentukentukan dua an dua unsur unsur #an" s#an" stabil dtabil dan #anan #an" tida" tidak stabik stabil0l0 8.
8. Ba"aiBa"aimana menmana menuliskauliskan persaman persamaan rekasi bean rekasi berantai berrantai berdasarkdasarkan "ra$ik dan "ra$ik deret radieret radioakti$ oakti$ alamiah0
alamiah0 9.
9. pakapakah itu 5h itu 5ukum ukum PelurPeluruhan Ruhan Radioaadioakti$ dakti$ dan ba"an ba"aimana pimana persamaaersamaann#a0nn#a0 1.
1. pakah pakah itu ,esetimbanitu ,esetimban"an Rad"an Radioakti$0ioakti$0 C.
C. TTuuuauann
dapun tu!uan dari makalah ini #aitu% dapun tu!uan dari makalah ini #aitu%
1.
1. MenMen"et"etahuahui pen"i pen"ertiertian dari radan dari radioaioaktiktivitvitas.as. +.
+. Men"eMen"etahui ptahui pen"erten"ertian intian inti atom sti atom stabil dabil dan intan inti aton ti aton tidak stidak stabil.abil. .
2.
2. MenMen"et"etahuahui tentani tentan" nukli" nuklida dan !enida dan !enis-!es-!enisnisn#an#a.. 3.
3. MenMen"et"etahuahui $akti $aktoror-$ak-$aktor ktor kestaestabilbilan.an. 6.
6. MenMen"et"etahuahui teni tentantan" pi" pita kta kestaestabilbilan.an. 4.
4. 7apat m7apat menentenentukan dukan dua unsua unsur #anur #an" stab" stabil dan #il dan #an" tian" tidak stadak stabil.bil. 8.
8. 7a7apapat t memenunuliliskskan an pepersrsamamaan aan rerekakasi si beberarantntai ai beberdrdasaasarkrkan an "r"ra$a$ik ik dedereret t radradioioakaktiti$ $ alamiah.
alamiah. 9.
9. Men"eMen"etahui 5tahui 5ukum ukum PeluruPeluruhan Rahan Radioakdioakti$ dan bti$ dan ba"aimaa"aimana persna persamaannamaann#a.#a. 1.
BAB II PEMBAHA!AN A. !earah Ra"#$akt#%#tas
Reaksi nuklir ada #an" ter!adi secara spontan ataupun buatan. Reaksi nuklir spontan ter!adi pada inti-inti atom #an" tidak stabil. at #an" men"andun" inti tidak stabil ini disebut (at radioakti$. dapun reaksi nuklir tidak spontan dapat ter!adi pada inti #an" stabil maupun'inti #an" tidak stabil. Reaksi nuklir disertai perubahan ener"i berupa radiasi dan kalor. Berba"ai !enis reaksi nuklir disertai pembebasan kalor #an" san"at das#at' lebih besar dan reaksi kimia biasa.
Pada tahun 1893' .C. Ront"en menemukan baha tabun" sinar katode men"ahasilkan suatu radiasi berda#a tembus tin""i #an" dapat men"hitamkan $ilm potret' alupun $ilm tersebut terbun"kus kertas hitam. ,arena belum men"enal hakekatn#a' sinar ini dinamai sinar :. ;ern#ata sinar : adalah suatu radiasi elektroma"netik #an" timbul karena benturan berkecepatan tin""i )#aitu sinar katode den"an suatu materi )anode*. &ekaran" sinar : disebut !u"a sinar ront"en dan di"unakan untuk ron"ent #aitu untuk men"etahui keadaan or"an tubuh ba"ian dalam.
Penemuan sinar : membuat Henry Becguerel tertarik untuk meneliti (at #an" bersi$at $luorensensi' #aitu (at #an" dapat bercaha#a setelah terlebih dahulu mendapat radiasi )disinari*' Becquerel mendu"a baha sinar #an" dipancarkan oleh (at seperti itu seperti sinar :. &ecara kebetulan' Becquerel meneliti batuan uranium. ;ern#ata du"aan itu benar baha sinar #an" dipancarkan uranium dapat men"hitamkan $ilm potret #an" masih terbun"kus kertas hitam. kan tetapi' Becqueret menemukan baha batuan uranium memancarkan sinar berda#a tembus tin""i den"an sendirin#a tanpa harus disinari terlebih dahulu. Penemuan ini
ter!adi pada aal bulan Maret 1986. /e!ala semacam itu' #aitu pemancaran radiasi secara spontan' disebut keradioakti$an' dan (at #an" bersi$at radioakti$ disebut (at radioakti$.
at radioakti$ #an" pertama ditemukan adalah uranium. Pada tahun 1898' Marie Curie bersama-sama den"an suamin#a Pierre Curie menemukan dua unsur lain dari batuan uranium #an" !auh lebih akti$ dari uranium. ,edua unsur itu mereka namakan masin"-masin" polonium )berdasarkan nama Polonia' ne"ara asal dari Marie Curie*' dan radium )berasal dari
kata <atin radiare #an" berarti bersinar*.
;ern#ata' ban#ak unsur #an" secara alami bersi$at radioakti$. &emua isotop #an" bernomor atom diatas 8 bersi$at radioakti$. =nsur #an" bernomor atom 8 atau kuran"
mempun#ai isotop #an" stabil kecuali teknesium dan promesium. sotop #an" bersi$at radioakti$ disebut isotop radioakti$ atau radioi isotop' sedan"kan isotop #an" tidak radiakti$ disebut isotop stabil. 7easa ini' radioisotop dapat !u"a dibuat dari isotop stabil. >adi disampin" radioisotop alami !u"a ada radioisotop buatan.
Pada tahun 19' ?rnest Ruther$ord men"emukakan baha radiasi #an" dipancarkan (at radioakti$ dapat dibedakan atas dua !enis berdasarkan muatann#a. Radiasi #an" berrnuatan positi$ dinamai sinar al$a' dan #an" bermuatan ne"ati$ diberi nama sinar beta. &elan!utn#a Paul =.@iillard menemukan !enis sinar #an" keti"a #an" tidak bermuatan dan diberi nama sinar "amma.
B. Pem&ahasan !$al
1. >elaskan pen"ertian dari beberapa istilah berikut% a. Ra"#$akt#%#tas
Radioaktivitas adalah pemancaran sinar tembus )sinar radioakti$* secara spontan oleh inti-inti tidak stabil )misaln#a inti uranium*. Bahan #an" memancarkan radiasi tersebut disebut unsur radioakti$' dan radiasi #an" dipancarkan disebut sinar radioakti$.
&. Int# at$m sta&#l
nti atom dikatakan stabil bila komposisi !umlah proton dan neutronn#a sudah Aseimban"A serta tin"kat ener"in#a sudah berada pada keadaan dasar. >umlah proton dan neutron maupun tin"kat ener"i dari inti-inti #an" stabil tidak akan men"alami perubahan selama tidak ada "an""uan dari luar. Perlu dicatat baha komposisi proton dan neutron #an" seimban"A di atas tidak berarti mempun#ai !umlah #an" sama. &etiap inti atom mempun#ai kesetimban"anA #an" berbeda.
=ntuk atom rin"an ) + *' inti stabil !ika D E atau DF E 1 =ntuk atom berat ) + 8 * ' inti stabil !ika DF E 1'6 ;idak ada inti stabil untuk G 8
'. Int# at$m tak(sta&#l
nti atom dikatakan tidak stabil bila komposisi !umlah proton dan neutronn#a tidak seimban"A atau tin"kat ener"in#a tidak berada pada keadaan dasar. nti-inti tidak stabil ini secara spontan akan melakukan peluruhan untuk menu!u daerah kestabilan inti den"an memancarkan partikel radioakti$.
". Peluruhan
Proses perubahan atau trans$ormasi inti atom #an" tidak stabil men!adi atom #an" lebih stabil tersebut dinamakan peluruhan radioakti$. nti-inti atom #an" tidak stabil' baik karena komposisi !umlah proton dan neutronn#a #an" tidak seimban" ataupun karena tin"kat ener"in#a #an" tidak berada pada keadaan dasarn#a' cenderun" untuk berubah men!adi stabil. Bila ketidakstabilan inti disebabkan karena komposisi !umlah proton dan neutronn#a #an" tidak seimban"' maka inti tersebut akan berubah den"an memancarkan radiasi alpha atau radiasi beta )H*. ,alau ketidakstabilann#a disebabkan karena tin"kat ener"in#a #an" berada pada keadaan tereksitasi maka akan berubah den"an memancarkan radiasi "amma.
>adi' inti dari suatu atom memancarkan sebuah partikel al$a' partikel beta' sebuah sinar "amma atau partikel lainn#a atau bila menan"kap sebuah electron dari kulit terluar sebuah atom' prosesn#a disebut peluruhan radioakti$.
+. >elaskanlah pen"ertian dari !enis-!enis nuklida a. Nukl#"a !ta&#l
Duklida &tabil adalah nuklida den"an perbandin"an neutron terhadap proton lebih besar atau sama den"an satu )DF I 1* dan "a#a inti lebih besar dibandin"kan "a#a elektrostatis. =ntuk nuklida rin"an ) J +*' perbandin"an DF 1. Berikut adalah contoh nuklida stabil.
&. Ra"#$nukl#"a Alam Pr#mer ) pan!an"*
Radionuklida lam Primer adalah nuklida #an" terbentuk secara alamiah dan bersi$at radioakti$' sampai sekaran" masih ditemukan karena memiliki aktu paruh #an" pan!an" )dalam orde 19 tahun*.
Contoh %
9+ ' n#a 2'3 K 19tahun
'. Ra"#$nukl#"a Alam !ekun"er ) pendek*
Radionuklida lam &ekunder adalah nuklida radioakti$ #an" secara alamiah diturunkan )merupakan hasil peluruhan* dari radionuklida alam primer.
Contoh %
' n#a +2 hari
7ibentuk dari 9+ L + 9
". Ra"#$nukl#"a Alam Ter#n"uks#
Radionuklida alam terinduksi terbentuk secara kontinu' bukanlah sisa pembentukan bumi' tetapi karena antar aksi den"an kosmik dan nuklida dari hasil antar aksi sinar
kosmik di atmos$ir. Contoh %
4 6 1
e. Ra"#$nukl#"a &uatan
5asil reaksi trans mutasi inti #an" dilakukan di laboratorium.
. ,estabilan inti tidak dapat ditentukan den"an satu $aktor' namun ada beberapa $aktor. aktor-$aktor tersebut antara lain %
a. Angka &an"#ng umlah neutr$n terha"a* umlah *r$t$n
Perbandin"an proton-neutron )nFp* adalah sama atau hampir sama den"an satu untuk nuklida rin"an. Perbandin"an nFp adalah satu untuk semua nuklida #an" terletak pada "aris putus-putus.
&. Hukum gena* gan#l
5ukum "enap "an!il' #aitu inti #an" mempun#ai !umlah proton "enap dan !umlah neutron "enap lebih stabil daripada inti #an" mempun#ai !umlah proton dan neutron "an!il.
>umlah inti stabil palin" ban#ak dimiliki oleh inti #an" !umlah proton dan neutronn#a "enap' dan #an" palin" sedikit adalah untuk proton dan netutron "an!il. 5al ini berarti baha inti "enap-"enap adalah palin" stabil dan inti "an!il-"an!il adalah #an" palin"
sedikit stabiln#a
'. Energ# #kat *ernukle$n
Massa suatu inti selalu lebih kecil dari !umlah massa proton dan neutron. Berdasarkan hukum kesetaraan massa dan ener"i' selisih massa tersebut adalah merupakan ener"i pen"ikat nukleon dalam inti. &emakin besar ener"i pen"ikat inti per nukleon' semakin
stabil nuklidan#a
". Magic number )B#langan Aa#&+
7alam kestabilan inti' terdapat suatu istilah Bilan"an !aibA. Bilan"an a!aib adalah nuklida den"an !umlah proton atau neutron seban#ak
Bilan"an berikut %
=ntuk neutron % +' 8' +' +8' 3' 8+' dan 1+6 =ntuk proton % +' 8' +' +8' 3' dan 8+
>adi' unsur-unsur bilan"an a!aib pasti selalu stabil alias tidak radioakti$. enomena bilan"an ma"is mendukun" tin"kat-tin"kat ener"i dalam inti atom.
Contoh%
1. +5e2 E proton + dan neutron + E termasuk bilan"an a!aib +. 8N16 E proton 8 dan neutron 8 E termasuk bilan"an a!aib . +Ca2 E proton + dan neutron + E termasuk bilan"an a!aib
2. 8+Pb+8 E proton 8+ dan neutron 1+6 E termasuk bilan"an a!aib karena 1+6 merupakan bilan"an a!aib milik neutron satu-satun#a
2. Berikut adalah "ra$ik tentan" pita kestabilan
7alam pita kestabilan' ditemukan baha kestabilan suatu inti atom dapat ditentukan oleh perbandingan jumlah neutron dan proton (salah satunya). Plot !umlah neutron
terhadap !umlah proton dari semua isotop #an" sudah dikenal' baik isotop stabil maupun isotop radioakti$ disebut *eta #s$t$*. &ementara' *#ta kesta&#lan a"alah sotop-isotop stabil #an" terletak dalam suatu daerah berbentuk pita.
&uatu nuklida bisa memiliki proton G neutron' be"itu !u"a sebalikn#a. Dah' karena adan#a "ra$ik pita kestabilan' maka nuklida #an" tidak stabil terba"i atas !enis%
Nukl#"a(nukl#"a "# atas *#ta kesta&#lan
Syaratnya% nuklida-nuklidan#a pun#a !umlah neutron )n* G proton )p*. ,arena !umlah neutron lebih besar' maka untuk mencapai kestabilan harus men"uran"i !umlah neutronn#a melalui%
a+ Meman'arkan s#nar &eta
kibat memancarkan sinar beta' maka neutronn#a berkuran" dan protonn#a bertambah.
Contohn#a% n1 OG 1 p1L-1e
6C12 OG 4 D12 L -1e )=nsur C memiliki proton 6 dan neutron )12-6* 8' maka neutron G proton* &+ Mele*askan neutr$n
Contohn#a%
+5e3 OG +5e2 L n1
Nukl#"a(nukl#"a "# &a,ah *#ta kesta&#lan
Syaratnya: nuklida-nuklidan#a pun#a !umlah neutron )n* proton )proton*. ,arena !umlah proton lebih ban#ak maka harus dikuran"i den"an cara%
a+ Mele*askan *$s#tr$n Contohn#a%
1 p1 OG n1 L L1e
6C1 G3B1 L L1e Q=nsur C pun#a proton 6 dan neutron 2' maka proton G neutron &+ Menangka* elektr$n
7alam hal ini' elektron orbital' #aitu dari kulit ,' diserap oleh inti. ?lektron tersebut ber"abun" den"an proton membentuk neutron. ,ekuran"an elektron pada kulit , kemudian diisi oleh elektron dari kulit luar. Dah' perpindahan elektron dari kulit luar ke kulit , disertai pemancaran enetr"i berupa sinar :. Contohn#a%
1 p1 L -1e OG n1 L:
4Rb81 L -1e OG 6,r 81 L : 2Be4 L -1e OG <i4 L :
Nukl#"a(nukl#"a "# te*# atas kanan *#ta kesta&#lan )- /3+
Duklida-nuklida ini menstabilkan unsurn#a sendiri den"an memancarkan sinar al$a atau inti helium.
Contohn#a%
9+=+3 OG9;h+1 L +5e2Q;erlihat baha unsur uranium memiliki nomor atom 9' berarti G 8 Duklida di luar pita kestabilan umumn#a bersi$at radioakti$ atau nuklida tidak stabil. Duklida #an" terletak di atas pita kestabilan adalah nuklida #an" memiliki neutron berlebih. Duklida #an" terletak di atas pita kestabilan den"an nomor atom )!umlah proton*
lebih dari 8 adalah nuklida #an" memiliki neutron dan proton melimpah.
3. Bandin"kan dua nuklida berikut' mana #an" lebih stabil 0 !elaskan alasann#a
0a,a&
<ebih stabil 8++8.
>ika dilihat dari beberapa aturan kestabilan inti' diantaran#a % a. 5ukum "enap "an!il
>ika dilihat dari hukum ini' neutron dan proton dari nuklida 8++6 dan 8++8dapat dikatakan sama-sama "enap.
b. n"ka bandin" !umlah neutron terhadap !umlah proton
>ika dihitun" dari an"ka perbandin"an )nFp* untuk kedua nuklida
+6 +8
8++6 E 1'31 sedan"kan 8++8E 1'3
Perbandin"an keduan#a sama-sama mendekati c. ?ner"i ikat pernukleon
d. Magic Number
n"ka dari Magic Number adalah seba"ai berikut % =ntuk neutron % +' 8' +' +8' 3' 8+' dan 1+6 =ntuk proton % +' 8' +' +8' 3' dan 8+
7ilihat dari Magic Number diatas nilai proton untuk kedua nuklida adalah sama. 7en"an nilai neutron dari 8++6 adalah 1+2' sedan"kan nilai neutron dari 8++8 adalah 1+6.
Dilai neutron 1+6 merupakan magic number ' maka /2A2/le&#h sta&#l dibandin"kan 8++6 C$nt$h !$al La#n
8++6den"an 8++4
>ika dilihat dari beberapa aturan kestabilan inti' diantaran#a % a. 5ukum "enap "an!il
>ika dilihat dari hukum ini' neutron dan proton dari nuklida 8++6 memiliki nilai proton dan neutron "enap sedan"kan 8++4 memilki nilai proton "enap dan neutron
"an!il.
7ari + hal ini' berdasarkan 5ukum /enap /an!il' nuklida #an" palin" stabil ialah nuklida den"an proton dan neutron adalah "enap.
b. n"ka bandin" !umlah neutron terhadap !umlah proton
>ika dihitun" dari an"ka perbandin"an )nFp* untuk kedua nuklida 8++6 E 1'31 sedan"kan 8++4E 1'3+
Perbandin"an keduan#a sama-sama mendekati c. Magic Number
n"ka dari Magic Number adalah seba"ai berikut % =ntuk neutron % +' 8' +' +8' 3' 8+' dan 1+6 =ntuk proton % +' 8' +' +8' 3' dan 8+
7ilihat dari Magic Number diatas nilai proton untuk kedua nuklida adalah sama. 7en"an nilai neutron dari 8++6adalah 1+2' sedan"kan nilai neutron dari 8++8adalah 1+3. 7imana kedua nilai neutron nuklida tersebut tidak termasuk kedalam Magic Number
>adi' #an" memenuhi s#arat kestabilan suatu nuklida pada 8++6den"an8++4 ialah /2A2
4ang *al#ng sta&#l.
6. ;uliskanlah persamaan reaksi berantai satu "ar# 5 deret radioakti$ alamiah' berdasarkan "ra$ik berikut
Merupakan 7eret 2n' sebab deret nomor massan#a selalu kelipatan 2
Berasal dari inti induk ;horium
7an berakhir pada Pb.
2 + ++8 88 ++ 9Th Ra 1 ++8 89 ++8 88 Ra
Ac
1 ++8 9 ++8 89 Ac Th 2 + ++2 88 ++8 9Th Ra 2 + ++ 86 ++2 88 Ra Rn 2 + +16 82 ++ 86 Rn Po 1 +16 83 +16 82 Po
At
6
2 + +1+ 8+ +16 82 Po Pb 2 + +1+ 8 +16 83 At Bi 1 +1+ 8 +1+ 8+ Pb Bi 1 +1+ 82 +1+ 8 Bi Po6
2 + +8 81 +1+ 8 Bi Ti 2 + +8 8+ +1+ 82 Po Pb 1 +8 8+ +8 81Ti Pb 1 s = 10-6s, 1 ms = 10-3s,1 My = 106y, 1 Gy = 109y7eret aktinium dimulai dari induk dan berakhir pada 7eret ini !u"a disebut deret )2nL* karena nomor massan#a selali din#atakan dalam bentuk 2nL
4. 7eret Radioakti$ ada 2 macam
Domor Massa Dama 7eret nduk =sia Paroh
);ahun* 5asil khir &tabil 2n ;horium 9;h++ 1'9 K 11 8+Pb+8 2nL1 Deptunium 9 Dp+4 +'+3 K 16 8Bi+9 2nL+ =ranium 9+=+8 2'31 K 19 8+Pb+6 2nL ktinium 9+=+3 4'4 K 18 8+Pb+4 7eret Deptunium
7eret ini dimulai dari induk dan berakhir pada inti
7eret ini !u"a disebut deret )2nL1* karena nomor massan#a selalu dapat din#atakan dalam bentuk 2nL1
7eret =ranium
7eret ini dimuldalam bentuk lai dari inti induk
dan berakhir pada 7eret ini disebut !u"a
deret )2nL+* karena nomor massan#a selallu dapat din#atakan dalam bentuk 2nL+
8. 5ukum Peluruhan dan ,esetimban"an Radioakti$
a. >elaskan lah tentan" 5ukum Peluruhan Radioakti$. <en"kapi den"an lan"kah matematis untuk mendapatkan persamaann#a )persamaan-persamaan pada sub bab .+ pd buku sumber*
0a,a&
Peluruhan radioakti$ merupakan si$at inti #an" ber"antun" aktu )dinamik*' si$at dinamik lainn#a dari suatu inti radioakti$ adalah reaksi inti.
<a!u peluruhan inti radioakti$ disebut aktivitas. &emakin besar aktivitasn#a' semakin ban#ak inti atom #an" meluruh per detik. ktivitas han#a ber"antun" pada !umlah
inti radioakti$ D dalam cuplikan dan !u"a pada probabilitas peluruhan S.
)1*
,etika cuplikan meluruh' !umlah intin#a berkuran" seban#ak D buah lebih sedikit !umlah inti atom #an" tertin""al. >adi !umlah peluruhan per detik makin lama makin berkuran". &emakin besar T' semakin ban#ak inti atom #an" meluruh tiap detikn#a.
&ecara matematis dapat dituliskan%
)+*
7ari persamaan )1* dan )+*
atau
di inte"rasikan %
)2*
7imana D)t* adalah !umlah atom radioakti$ #an" ada pada aktu t.
Probabilitas ' #an" di"unakan pada persamaan di atas disebut den"an konstanta disinte"rasi atau konstanta peluruhan. ktivitas dari suatu sampel radioakti$ dide$inisikan seba"ai !umlah peluruhan per detik. 7ari Persamaan 2 diperoleh aktivitas R seba"ai N e N dt dN R t )3*
7en"an demikian akti$itas sutau sampel ter"antun" pada !umlah inti #an" ada' dan konstanta peluruhan .
)1+ Us#a Par$h
&elan" aktu dimana aktivitas atau inti #an" belum meluruh berkuran" sampai seten"ah har"a aal disebut usia paroh' t +1 . 5ubun"an t +1 den"an tetapan peluruhan adalah + 1 N e t N N
tau ' >ika dan t E t1F+ 69 ' + ln + 1
t )6*&etiap radioisotop memiliki umur paroh karakteristik' mulai dari seperse!uta detik sampai bil#un tahun.
)2+ Us#a H#"u* Rata(Rata
Bentuk eksponensial dari peluruhan men#atakan baha peluruhan #an" len"kap sampai semua inti meluruh' berlan"sun" sampai aktu tak berhin""a. ,arena inti meluruh secara acak' maka aktu hidup sebuah inti berhar"a mulai dari nol sampai tak berhin""a. =ntuk keperluan statistic perlu dirumuskan aktu hidup rata-rata sebuah inti #an" diperoleh dari perhitun"an !umlah usia dari semua inti diba"i den"an !umlah inti
... .... + 1 + + 1 1
dN dN dN dN t dN t dN t )4*,ita dapat menulis Persamaan 4 dalam bentuk inte"ral
N tdN dN tdN N N N
)8* dimana N dN 1 dN + dN ..&ubsitusi dD dari Persamaan 2 ke Persamaan 8 dan kemudian diinte"rasi diperoleh 1
dt te N dt e tN t t )9* sehin""a 1b. >elaskan lah tentan" 5ukum Peluruhan Radioakti$ berurutan. <en"kapi den"an lan"kah matematis untuk mendapatkan persamaann#a )persamaan-persamaan pada sub bab . pd buku sumber*
0a,a&
Baik dalam kasus radioaktivitas alamiah maupun buatan' peluruhan dapat ter!adi secara berturutan. &uatu inti induk meluruh men!adi inti anak. >ika inti anak ini !u"a suatu unsur radioakti$' tentu !u"a akan men"hasilkan inti cucu dan seterusn#a. 7alam ban#ak kasus #an" ter!adi adalah inti induk meluruh men!adi inti anak' inti anak meluruh men!adi inti #an" stabil. &uatu pertan#aan #an" menarik adalah' !ika kita mulai den"an se!umlah isotop induk radioakti$' berapa !umlah masin"-masin" inti untuk setiap peluruhan pada aktu tertetu.
Misalkan pada aktu t' !umlah inti induk D1' meluruh den"an tetapan peluruhan 1' men!adi inti anak. Misalkan D+ adalah !umlah inti anak #an" meluruh den"an tetapan peluruhan + men!adi inti #an" stabil den"an !umlah D. Misalkan pada t E ' D1 E D1' D+ E D+ E ' dan D E DE . ktivitas setiap unsur adalah
1 1 1 N dt dN
)1* + + 1 1 + N N dt dN
)11* + + + N dt dN
)1+*nte"rasi dari persamaan pertama men"hasilkan
1 1 1 N dt dN
t e N N 1 6 1 1 )1*>ika disubsitusikan ke persamaan berikutn#a akan men"hasilkan + + 1 1 + N N dt dN
' &ubstitusi nilai D 1 + + 1 1 + 1 N e N dt dN t
t e N N dt dN 1 1 1 + + +
)12*,alikan kedua ruas suku den"an men"hasilkan
t t t t e e N e N dt dN e + + 1 + 1 1 + + + atau
t
t e N e N dt d ) * 1 1 + 1 + +
)13*nte"rasi dari persamaan di atas men"hasilkan
dt e N e N d t ) t t * 1 1 + 1 + + * ) C e N e N t t
) * 1 1 + 1 + + + 1 )16*7imana C adalah tetapan inte"rasi #an" dapat diperoleh den"an men"ambil nilai pada t E sehin""a 1 1 + 1 N C
7en"an memasukkan nilai C diperoleh
t t
e e N N 1 + 1 1 + 1 +
)14*&ecara sama !u"a diperoleh
t t e e N N + 1 1 + + 1 + 1 6 1 1 )18*,edua persamaan di atas men#atakan !umlah setiap inti pada aktu t.
Persamaan ini diturunkan untuk keadaan khusus dimana D1 E D1' dan D+ E D E pada t E .
t
e
N
N
1 6 1 1 )19a*
t t
t e N e e N N 1 + + + 1 1 + 1 +
)19b*
t t t e e N e N N N 1 1 + + + 1 + 1 6 1 + +6 6 1 1 )19c*Persamaan umum untuk peluruhan berturutan adalah
1 1 1 N dt dN
+ + 1 1 + N N dt dN
)+* + + N N dt dN
n n n n n N N dt dN
1 1c. >elaskan apa #an" dimaksud den"an ,esetimban"an Radioakti$ 0a,a&
plikasi dari 5ukum Peluruhan Radioakti$ Berturutan berikut ini membahas dua kasus #an" pentin" % )1* 1+ dan )+* 1+. =ntuk kasus )1* men"hasilkan kesetimban"an sementara dan kasus )+* men"hasilkan kesetimban"an permanen
1. 7eset#m&angan !ementara )Trans#ent+
Misalkan inti induk meluruh den"an tetapan peluruhan 1 dan inti anak meluruh den"an tetapan peluruhan +. =sia hidup rata-rata 1+ 'karena itu 1+. ,ita akan melihat baha !umlah atom inti anak mencapai suatu har"a maksimum dan mulai berkuran"
den"an la!u peluruhan pada usia hidup #an" lebih lama.
7ari persamaan
t t
e e N N 1 + 1 1 + 1 +
)+1*7apat diperoleh aktu tm #aitu aktu mencapai nilai maksimum. 7i$erensiasi persamaan di atas terhadap aktu den"an memberikan nilai nol men"hasilkan
t t
e e N dt dN 1 + + 1 1 1 + 1 +
atau 1 + 1 + ln 1
m t )++*&esudah aktu tm la!u peluruhan inti anak' dD+Fdt akan ditentukan oleh 1atau + #an" mana #an" lebih kecil.
)i* >ika 1+' ini berarti usia hidup inti induk lebih lama dari inti anak. mplikasin#a adalah suku e-+t lebih cepat mencapai nol dari pada suku e-1t' karena itu dapat diabaikan. >adi
t
e N N 1 1 1 + 1 +
1 1 + 1 + N N
)+* tau 1 + 1 1 +
N N )+2*Persamaan di atas menun!ukkan baha inti anak meluruh den"an tetapan peluruhan inti induk dan ratio D+FD1 konstan. 7alam kasus ini dikatakan baha inti induk dan inti anak berada dalam keadaan kesetimban"an sementara.
&ementara ratio aktivitas inti anak terhadap inti induk adalah
1 + + 1 1 + + 1 + F F
N N dt dN dt dN )+3*)ii* >ika +1 dapat diperlihatkan baha
t
e N N 1 + 1 + 1 +
)+6*Uan" menun!ukkan sesudah mencapai aktu tertentu inti anak akan meluruh den"an tetapan peluruhann#a sendiri dan inti induk akan habis.
2. 7eset#m&angan Permanen )!e'ular+
>ika usia hidup dari inti induk amat pan!an" dibandikan den"an inti anak atau 1+' =ntuk kasus ini
t t
e e N N +
1F +
1 16 1
+ )+4* 7ireduksi men!adi
t
e N N 1 + + 1 + 1
)+8* &ebab +-1E + dan e-1t 1.>ika t san"at besar dibandin"kan den"an usia hidup inti anak ' t GG 1F +' dan e-+t dapat diabaikan terhadap 1' maka persamaan dapat direduksi men!adi
1 + 1 + N N
)+9*ni menu!ukkan !umlah inti anak D+ konstan. 7ikatakan inti anak berada dalam kesetimban"an permanen terhadap inti induk. ,arena usia paroh inti induk san"at besar !umlahn#a hamper konstan' D1 E D1' dan karena itu
1 + 1 + N N
7en"an demikian s#arat untuk kesetimban"an permanen adalah
+ + 1 1 N N
)* tau + 1 1 + + 1F N F F N )1*tau !umlah dari kedua elemen pada suatu aktu berbandin" terbalik den"an tetapan peluruhan atau berbandin" lan"sun" den"an usia hidup rata-rata.
=ntuk kasus ban#ak peluruhan berturutan dimana inti induk memiliki aktu paroh lebih besar dari inti hasil' memiliki s#arat
n n N N N N 1 1 + + ... )+* tau n n N N N N F F F ... F + + 1 1 )* BB P?D=;=P . ,esimpulan
,esimpulan #an" dapat ditarik pertan#aan-pertan#aan pada pembahasan adalah %
1. Radioakti$ merupakan peristia perubahan inti atom suatu nuklida )tidak stabil* men!adi inti atom nuklida #an" lain )stabil* #an" berlan"sun" secara spontan disertai den"an pemancaran sinar radioakti$. da !enis Radioakti$ diantarn#a sinar alpha' sinar beta dan sinar "amma
+. Peluruhan adalah proses perubahan atau trans$ormasi inti atom tidak stabil men!adi lebih stabil.
. ,estabilan inti dapat dilihat dari beberapa $aktor' #aknin#a %
n"ka bandin" !umlah neutron terhadap !umlah proton )nFp* 5ukum "enap "an!il
?ner"i ikat pernukleon Magic Number
2. 7eret Radioakti$ lamiah diturunkan dari $akta baha peluruhan alpha mereduksi nomor massa sebuah inti den"an 2. >adi nuklida #an" nomor massan#a memnuhi E 2n. &ehin"a men"hasilkan nama deretan diantaran#a ;horium den"an nomor massa 2n dan nomor induk 9;h++' Deptunium den"an nomor massa 2nL1 nomor induk 9 Dp+4' =ranium den"an nomor massa 2nL+ nomor induk 9+=+8' ktinium den"an nomor massa 2nL nomor induk 9+=+3
3. 7alam radioakti$ dikenal den"an adan#a 5ukum Peluruhan Radioakti$ dan 5ukum Peluruhan Berurutan. 7en"an 5ukum Peluruhan Radioakti$ akan dapat menentukan usia paroh dan usia hidup rata-rata. &edan"kan 5ukum Peluruhan
Berurutan merupakan peluruhan suatu inti induk men!adi inti anak' dan inti anak men!adi inti cucu dst.
6. ,esetimban"an Radioakti$ terba"i atas + #aitu kesetimban"an sementara );ransient* dan ,esetimban"an Permanen )&ecular*.
B. &aran
7iharapkan dari makalah ini dapat menambah pen"etahuan pembaca tentan" RadioaktivitasA dan dalam penulisan makalah ini masih ban#ak terdapat kekuran"an untuk itu dimohonkan saran serta tambahan "una perbaikan untuk kedepann#a
DA8TAR PU!TA7A
7i!ananti' Pratii.+1+. Diktat Mata uliah !i"ika #nti.&emaran" %=DD?&.
achruddin' mam. Mengenal !i"ika Nuklir.7epartemen isika' =niversitas ndonesia )http% FF sta$$.$isika.ui.ac.idFimam$F* diakses pada tan"al ++ $ebruari +18 5ida#ati' Mahri(al. Pendahuluan !i"ika #nti. Padan" % =DP Press.
&ulist#ani. $nergi ke"tabilan #nti %&d'(. % "uli"tyani)uny.ac.id (. 7iakses pada tan""al ++ $ebruari +18
https%FFamaldo$t.ordpress.comF+13F1F+2Fkestabilan-inti-radioakti$F 7iakses pada tan"al +3 $ebruari
