ppt Pengantar Radiasi

suatu emisi (pancaran) dan perambatan energi melalui materi atau ruang dalam bentuk gelombang elektromagnetik dan

atau partikel

Pengertian radiasi & gelombang dpt dijelaskan pada kejadian ini.

Apa yang Anda lakukan jika Anda melihat kolam air tenang yang pada permukaannya mengapung beberapa helai daun? Secara spontan mungkin Anda akan melempar kerikil ke kolam tersebut. Dapat Anda lihat bahwa pada lokasi jatuhnya kerikil akan muncul riak, yang kemudian akan menyebar dalam bentuk lingkaran.

Riak-riak tersbt adalah gelombang dan memperlihatkan pergerakan energi yang diberikan oleh kerikil, dan energi tersebut menyebar dari lokasi jatuhnya kerikil ke segala arah. Ketika riak mencapai daun, daun tersebut akan terangkat naik ke puncak gelombang.

Berdasarkan kejadian tersebut dapat dilihat bahwa untuk mengangkat sesuatu diperlukan energi.

Karena itu, terangkatnya daun memperlihatkan bahwa gelombang mempunyai energi, dan energi tersebut telah bergerak dari lokasi jatuhnya kerikil ke lokasi terangkatnya daun. Hal yg sama juga berlaku untuk brbagai jenis gelombang & radiasi lain.

Radiasi apabila menumbuk suatu materi maka akan terjadi interaksi yang akan menimbulkan berbagai efek. Efek-efek radiasi ini bergantung pada jenis radiasi, energi dan juga bergantung pada jenis materi yang ditumbuk. Pada umumnya radiasi dapat menyebabkan proses ionisasi dan atau proses eksitasi ketika

Salah satu karakteristik dari semua radiasi adalah radiasi mempunyai panjang gelombang, yaitu jarak dari suatu puncak gelombang ke puncak gelombang berikutnya.

Radiasi terdiri dari beberapa jenis, dan setiap jenis radiasi tersebut memiliki panjang gelombang masing-masing.

Ditinjau dari massanya, radiasi dapat dibagi menjadi radiasi elektromagnetik dan radiasi partikel. Radiasi elektromagnetik adalah radiasi yang tidak memiliki massa. Radiasi ini terdiri dari gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik.

RADIASI ELEKTROMAGNETIK

Gelombang radio, microwave, radiasi infra merah radiasi visible light, rad. ultra violet, rad. sinar-X dan radiasi sinar gamma semuanya adalah contoh - contoh radiasi elektromagnetik. Energi elektromagnetik telah digunakan secara luas sbg suatu energi untuk menyelidiki perubahan perubahan sel yang diakibatkan oleh radiasi.

Gelombang radio, microwave, radiasi inframerah, radiasi visible light, rad. ultra violet, rad. sinar-X, radiasi sinar gamma semuanya merambat dalam

Radiasi partikel adalah radiasi berupa partikel yang memiliki massa, misalny partikel beta, alfa dan neutron.

Jika ditinjau dari "muatan listrik"nya, radiasi dapat dibagi menjadi radiasi pengion dan radiasi non-pengion.

Radiasi pengion adalah radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak sesuatu, akan muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion.

Peristiwa terjadinya ion ini disebut ionisasi.

Ion ini kemudian akan menimbulkan efek atau pengaruh pada bahan, termasuk benda hidup. Radiasi pengion disebut juga radiasi atom atau radiasi nuklir. Termasuk ke dalam radiasi pengion adalah sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan neutron.

Partikel beta, alfa dan neutron dapat menimbulkan ionisasi secara langsung. Meskipun tidak memiliki massa dan muatan listrik, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik juga termasuk ke dalam radiasi pengion karena dapat menimbulkan ionisasi secara tidak langsung.

Radiasi non-pengion adalah radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet.

Radiasi pengion, khususnya sinar-X dan sinar gamma. Kedua jenis radiasi ini mempunyai potensi bahaya yang lebih besar dibandingkan dengan jenis radiasi lainnya. Pengaruh sinar kosmik hampir dapat diabaikan karena sebelum mencapai tubuh manusia, radiasi ini telah berinteraksi terlebih dahulu dengan atmosfir bumi.

Radiasi beta hanya dapat menembus kertas tipis, dan tidak dapat menembus tubuh manusia, sehingga pengaruhnya dapat diabaikan.

Demikian pula dengan radiasi alfa, yang hanya dapat menembus beberapa milimeter udara. Sedang radiasi neutron pada umumnya hanya terdapat di reaktor nuklir.

Bagaimana kita mengetahui adanya radiasi ?

Radiasi tidak dapat dilihat, didengar, dicium, dirasakan atau diraba. Indera manusia tidak dapat mendeteksi radiasi sehingga seseorang tidak dapat mengetahui kapan ia dalam bahaya atau tidak. Radiasi hanya dapat diketahui dengan menggunakan alat, yang disebut monitor radiasi.

Monitor radiasi terdiri dari detektor radiasi dan rangkaian elektronik penunjang. Pada umumnya, monitor radiasi dilengkapi dgn alarm yg akan mengeluarkan bunyi jika ditemukan radiasi. Bunyi alarm semakin keras apabila tingkat radiasi yang ditemukan semakin tinggi. Monitor radiasi umumnya digunakan hanya untuk mengetahui ada atau tidaknya radiasi.

Monitor radiasi yang digunakan untuk mengukur jumlah radiasi atau dosis yang diterima oleh seseorang disebut dosimeter perorangan dan monitor radiasi yang digunakan untuk mengukur kecepatan radiasi atau laju dosis di suatu area dikenal dengan survaimeter.

Alat-alat tersebut dapat disamakan dengan indikator jarak dan speedometer pada mobil.

Indikator jarak menunjukkan berapa km atau mil yang telah dijalani oleh mobil, seperti halnya dosimeter perorangan menunjukkan berapa dosis radiasi yang telah diterima oleh seseorang. Speedometer menunjukkan pada kita beberapa km atau mil kecepatan mobil perjam, seperti survaimeter menunjukkan

berapa laju dosis radiasi.

Salah satu cara untuk mengukur dosis radiasi pada dosimeter perorangan adalah berdasarkan pada tingkat kehitaman film jika terkena radiasi.

Dengan memproses film dan mengukur tingkat kehitamannya, dosis radiasi yg diterima ol seseorang dapat diperkirakan.

Elektron 9,1 10^–31 kg ≈ 0 sma

– 1,6 10^–19 C ⇒ – 1 muatan elementer Proton 1,6 10^–27 kg ≈ 1 sma

1,6 10^–19 C ⇒ + 1 muatan elementer Neutron 1,6 10^–27 kg ≈ 1 sma

netral ⇒ 0

Terdiri atas sejumlah proton dan sejumlah neutron

X : Lambang atom

Z : Nomor atom (jumlah proton) A : Nomor massa (jumlah

proton + jumlah neutron)

Jenis Unsur : Helium Jumlah proton ( Z ) = 2 Jumlah neutron ( N ) = 2

Jenis Unsur : Cobalt

Jumlah proton ( Z ) = 27 Jumlah neutron ( N ) = 32

Isotop : nuklida-nuklida yang mempunyai jumlah proton (Z) sama tetapi jumlah neutron berbeda

Isobar : nuklida-nuklida yang mempunyai massa (A) sama tetapi jumlah proton (Z) berbeda

Isoton : nuklida-nuklida yang mempunyai jumlah neutron (N) sama tetapi jumlah proton berbeda

Isomer : nuklida-nuklida yang mempunyai jumlah proton dan jumlah neutron sama tetapi tingkat energinya berbeda

ditentukan oleh komposisi jumlah proton dan jumlah neutron

Secara umum:

• Inti ringan 🡺 N = Z

• Inti berat 🡺 N = 1½ . Z

Secara tepat : Lihat tabel nuklida

diarsir hitam berarti nuklida stabil

nuklida tidak stabil (radionuklida)

memancarkan radiasi alpha (α), beta (β) atau gamma (γ)

Perubahan nuklida tidak stabil menjadi lebih stabil dengan memancarkan partikel alpha yang identik dengan inti atom Helium

α ≈

₂

He

⁴

muatan : + 2 muatan elementer massa : 4 sma

Contoh: ₉₀Th²³⁰ 🡺 ₈₈Ra²²⁶ + α

Perubahan nuklida tidak stabil menjadi lebih stabil dengan memancarkan partikel beta.

β⁺≈ ₊₁e⁰ β^– ≈ _-1e⁰

muatan : + atau – 1 muatan elementer

massa : 0

Contoh: ₄Be¹¹ 🡺 ₅B¹¹ + β^–

6C¹⁰ 🡺 ₅B¹⁰ + β⁺

Perubahan nuklida tidak stabil menjadi lebih stabil dengan memancarkan radiasi gamma yang

merupakan gelombang elektromagnetik.

Muatan γ : 0 massa γ : 0

Contoh: ₅₆Ba^137* 🡺 ₅₆Ba¹³⁷ + γ

Jumlah peluruhan per satuan waktu

menunjukkan jumlah radionuklida yang tidak stabil berubah menjadi nuklida stabil dalam satu detik Satuan:

• Currie (Ci) satuan lama

• Bequerrel (Bq) satuan baru (SI) 1 Ci = 3,7 10¹⁰ Bq atau

1 μCi = 3,7 10⁴ Bq = 37.000 Bq

Merupakan fungsi waktu, semakin lama aktivitas radiasi akan semakin berkurang

Waktu yang dibutuhkan suatu radionuklida untuk meluruh separo dari aktivitas awalnya

Suatu radionuklida mempunyai konstanta peluruhan ( λ ) 0,3465 per tahun. Bila aktivitasnya pada 1 Juni 1995 adalah 200 Bq, berapakah aktivitasnya pada 1 Juni 1999 ?

Waktu paruh radionuklida ( T½) = 0,693/0,3465 = 2 tahun Selang waktu peluruhan = 4 tahun atau dua kali waktu

paruh (n = 2).

Dengan menggunakan tabel ataupun rumus maka aktivitasnya adalah = ¼ x 200 Bq = 50 Bq.

Radiasi

Materi

❶ Radiasi Partikel Bermuatan:

alpha; beta; proton; elektron.

❷ Radiasi Partikel tidak Bermuatan:

neutron.

❸ Radiasi Gelombang Elektromagnetik:

sinar-X dan sinar Gamma.

Alpha Elektron

1. Ionisasi 1. Ionisasi 2. Eksitasi 2. Eksitasi

3. Reaksi Inti 3. Brehmsstrahlung

4

Be

⁹

+ α 🡪

₆

C

¹²

+ n

● Tumbukan Elastik

● Tumbukan tidak Elastik

● Reaksi Inti

● Reaksi Fisi

Tumbukan Elastis

Tumbukan Tak Elastis

Reaksi Inti

Reaksi Fisi

U

²³⁵

+ n

_t

🡪 Y

₁

+ Y

₂

+ (2-3)n + Q

92

U

²³⁵

+ n

_t

🡪

₅₄

Xe

¹⁴⁰

+

₃₈

Sr

⁹⁴

+ 2

₀

n

¹

+ Q

● Efek Foto Listrik

● Efek Compton

● Produksi Pasangan

Alam:

⮚ Radiasi Kosmik

⮚ Radiasi Terestrial

⮚ Radiasi Internal

Buatan:

⮚ Zat Radioaktif

⮚ Pswt Pembangkit Radiasi

⮚ Reaktor

Sumber Radiasi

Sumber Radiasi

Alam:

1. Rad Kosmik:

- β, γ

2. Rad Terestrial:

- α, β, γ

3. Rad Internal:

- α, β, γ

Buatan:

1. Zat Radiaktif:

- α, β, γ, n

2. Pesawat Pembangkit Rad:

- β, sinar-X, n, p 3. Reaktor Nuklir:

- n, α, β, γ

RANGKUMAN

⮚ Transisi elektron dari lintasan lebih luar ke lintasan lebih dalam memancarkan radiasi sinar-X

karakteristik.

⮚ Transisi elektron dari lintasan yang lebih dalam ke lintasan yang lebih luar, membutuhkan energi

eksternal.

⮚ Isotop adalah inti-inti atom bernomor atom sama tetapi nomor massa berbeda.

⮚ Peluruhan radioaktif:

• perubahan inti atom tidak stabil menjadi stabil.

• Inti atom yang tidak stabil disebut radionuklida atau radioisotop.

⮚ Tiga jenis peluruhan spontan:

• peluruhan alpha, • peluruhan beta,

• peluruhan gamma.

⮚ Radionuklida meluruh mengikuti persamaan:

A = A0 e^-λt

⮚ Waktu paro: waktu yang diperlukan sehingga jumlah inti atom yang tidak stabil (atau

aktivitas) berkurang menjadi separuhnya.

⮚ Jenis radiasi;

α : radiasi pengion kuat,

β : radiasi pengion sedang,

Gamma dan sinar-X : radiasi pengion lemah.

⮚ Ionisasi: proses terlepasnya elektron dari atom sehingga terbentuk pasangan ion.

⮚ Radiasi pengion: radiasi yang dapat

menyebabkan proses ionisasi, baik secara langsung (radiasi α dan β) maupun secara tidak langsung (radiasi gamma dan neutron).

⮚ Efek fotolistrik: peristiwa terlepasnya elektron dari orbitnya ketika atom menyerap seluruh energi foton yang mengenainya.

⮚ Efek Compton: peristiwa terlepasnya elektron dari orbitnya ketika atom menyerap sebagian energi foton yang mengenainya dan

menghamburkan sebagian energi lainnya.

⮚ Produksi pasangan: terbentuknya pasangan elektron dan positron ketika energi foton

diserap seluruhnya oleh pengaruh medan inti atom.

⮚ Atenuasi foton:

I = I₀ e^-μx I = B.I₀ e^-μx

⮚ Interaksi neutron: proses tumbukan elastik,

tak elastik, reaksi inti (penangkapan neutron), dan reaksi fisi.

Pokok Bahasan

⮚ STRUKTUR ATOM DAN INTI ATOM

● A. Struktur Atom

● B. Inti Atom

⮚ PELURUHAN RADIOAKTIF

● A. Jenis Peluruhan

● B. Aktivitas Radiasi

● C. Waktu Paro

● D. Aktivitas Jenis

● E. Skema Peluruhan

Pokok Bahasan (lanjutan)

⮚ INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI

● A. Interaksi Partikel Alpha

● B. Interaksi Partikel Beta

● C. Interaksi Sinar Gamma dan Sinar-X

● D. Interaksi Radiasi Neutron

⮚ SUMBER RADIASI

● A. Sumber Radiasi Alam

● B. Sumber Radiasi Buatan

Tujuan Instruksional

Umum:

setelah mengikuti pelajaran ini, setiap mahasiswa diharapkan dapat menguraikan proses terjadinya radiasi, proses peluruhan inti atom, interaksi radiasi dengan materi serta prinsip dari beberapa sumber radiasi buatan

Tujuan Instruksional

Khusus:

1. menggambarkan struktur atom berdasarkan model atom Bohr;

2. menguraikan proses transisi elektron;

3. membedakan isotop, isobar, isoton, dan isomer;

4. menentukan kestabilan inti atom berdasarkan tabel nuklida;

5. menyebutkan tiga jenis peluruhan radioaktif dan sifat radiasi yang dipancarkannya;

6. menghitung aktivitas suatu bahan radioaktif menggunakan konsep waktu paro;

7. menguraikan proses interaksi radiasi alpha dan beta bila mengenai materi;

8. menguraikan proses interaksi radiasi gamma dan sinar-X bila mengenai materi;

9. menguraikan proses interaksi radiasi neutron bila mengenai materi;

10.membedakan sumber radiasi alam dan

Tujuan Instruksional (lanjutan)