Radioisotop Laut

RADIOISOTOP di LAUT RADIOISOTOP di LAUT

Materi Kuliah VII dan VIII

Materi Kuliah VII dan VIII

M K Oseanografi Kimiawi

M K Oseanografi Kimiawi

Pengertian Pengertian

 Isotop : unsur bernomor atom sama, Isotop : unsur bernomor atom sama, tetapi berbeda jumlah neutron.

tetapi berbeda jumlah neutron.

 Nomor atom (proton), masa atom Nomor atom (proton), masa atom adalah jumlah antara proton dan adalah jumlah antara proton dan

neutron.

neutron.

238

92 U

Masa Atom

Nomor

Atom Proton

Proton + Neutron

Pengertian Pengertian

 Sifat isotop : Sifat isotop :

 Stabil ( Stabil (

¹⁶¹⁶

O. O.

¹⁷¹⁷

O, O,

¹²¹²

C, C,

¹³¹³

C, C,

³²³²

S, S,

³⁴³⁴

S) S)

 Radioaktif isotop (radionuclida) = atom Radioaktif isotop (radionuclida) = atom yang kehilangan material inti secara

yang kehilangan material inti secara spontan pada laju tertentu (

spontan pada laju tertentu (

²³⁸²³⁸

U, U,

²³²²³²

Th, Th,

¹⁴¹⁴

C) C)

Latihan 1 Latihan 1

Tentukan berapa nilai proton dan neutron, serta ratio n/pnya pada contoh radioaktif berikut:

1. 34

16

S

2. 210

82

Pb

3. 234

90

Th

Manfaat Manfaat

 Isotop Stabil : Isotop Stabil :

 Mempelajari perubahan cuaca Mempelajari perubahan cuaca

 Mempelajari struktur rantai makanan Mempelajari struktur rantai makanan

 Mempelajari “fate” bahan organik Mempelajari “fate” bahan organik

 Radioaktif isotop ( Radioaktif isotop ( radioisotop/radionulida radioisotop/radionulida ): ):

 Mempelajari sedimentasi/geologi Mempelajari sedimentasi/geologi

 Mempelajari fotosintesa Mempelajari fotosintesa

 Mempelajari pergerakan masa air Mempelajari pergerakan masa air

Radioaktive Decay Radioaktive Decay

Pengertian Radioaktive decay

 Satu rangkaian berbagai proses yang

menyebabkan satu inti atom memancarkan partikel inti subatom (radiasi)

 Decay terjadi apabila inti induk menghasilkan inti

turunan.

Mekanisme

Mekanisme Radioactive Decay Radioactive Decay

 Atom berinti tak stabil akan mengalami Atom berinti tak stabil akan mengalami Radioactive decay

Radioactive decay , untuk mencapai suatu , untuk mencapai suatu kondisi stabilitas lebih besar.

kondisi stabilitas lebih besar.

 Atom non radioaktif akan mengalami reaksi Atom non radioaktif akan mengalami reaksi nuklir (fusion), hanya jika energi diberikan nuklir (fusion), hanya jika energi diberikan

energi melalui bentuk radiasi elektro- energi melalui bentuk radiasi elektro-

magnetis atau tumbukan dengan partikel magnetis atau tumbukan dengan partikel

berenergi.

berenergi.

Mengapa Inti tak stabil ? Mengapa Inti tak stabil ?

 Pada inti tak stabil gaya repulsive lebih kuat Pada inti tak stabil gaya repulsive lebih kuat dari pada gaya tarik.

dari pada gaya tarik.

 Gaya repulsive berasal dari interaksi Gaya repulsive berasal dari interaksi

elektrostatis antar proton bermuatan positif.

elektrostatis antar proton bermuatan positif.

 Penambahan proton ke inti menyebabkan Penambahan proton ke inti menyebabkan peningkatan gaya repulsive.

peningkatan gaya repulsive.

 Ketidakstabilan diimbangi dengan Ketidakstabilan diimbangi dengan penambahan neutron.

penambahan neutron.

Penambahan neutron vs Penambahan neutron vs

Stabilitas inti

Stabilitas inti

Stabilisasi utk Proton Berlebih Stabilisasi utk Proton Berlebih

 Pencapaian stabilitas terjadi dengan Pencapaian stabilitas terjadi dengan memancarkan (Emisi):

memancarkan (Emisi):

 Partikel Partikel α α ( (

⁴⁴₂₂

He) He)

 Positron ( partikel Positron ( partikel β β

⁺⁺

) )

 Penangkapan elektron Penangkapan elektron

Contoh Reaksi Emisi He Contoh Reaksi Emisi He

 Proses emisi He mengakibatkan Uranium dapat Proses emisi He mengakibatkan Uranium dapat kehilangan 2 proton dan 2 neutron,

kehilangan 2 proton dan 2 neutron,

 Rasio n/p = 1,59 di parent (U) meningkat menjadi 1.60 Rasio n/p = 1,59 di parent (U) meningkat menjadi 1.60 di daughter (Th),

di daughter (Th),

 merupakan karakter dari radionuclida lebih besar, merupakan karakter dari radionuclida lebih besar,

238

92

U

²³⁴ 90

Th

^{+ 4} 2

He

⁺

Q

n = 238 – 92 = 146 p = 92

n = 234 – 90 = 144 p = 90

Contoh Reaksi Emisi

Contoh Reaksi Emisi β β + +

 Emisi positron, berasal dari penguraian proton secara spontan, Emisi positron, berasal dari penguraian proton secara spontan, yang juga menghasilkan neutron melalui reaksi:

yang juga menghasilkan neutron melalui reaksi:

1

1

p

¹0

n

⁺

β

⁺

( e)

⁰1 ⁺

Q

 Cu kehilangan 1 proton,Cu kehilangan 1 proton,

 Rasio n/p = 1,21 di parent (Cu) meningkat menjadi 1.29 di daughter Rasio n/p = 1,21 di parent (Cu) meningkat menjadi 1.29 di daughter (Ni),

(Ni),

 Karakter radionuclida dengan berat atom menengah,Karakter radionuclida dengan berat atom menengah,

 Produk reaksi nuklir pada pembangkit listrik dan peledak (Q = Produk reaksi nuklir pada pembangkit listrik dan peledak (Q =

64

29

Cu

⁶⁴28

Ni

^{+ 0} 1

e

⁺

Q

n = 64 – 29 = 35

p = 29 n = 64 – 28 = 36

p = 28

 Kelebihan Proton, terjadi perusakan dengan menangkap elektron Kelebihan Proton, terjadi perusakan dengan menangkap elektron (elektron ereaksi dengan proton menghasilkan neutron) melalui (elektron ereaksi dengan proton menghasilkan neutron) melalui reaksi:

reaksi:

Contoh

Contoh Electron Capture Electron Capture

1

1

p + e

⁰_-1 ¹₀

n

 terjadi penurunan energi elektron dengan memancarkan radiasi terjadi penurunan energi elektron dengan memancarkan radiasi gelombang pendek (sinar X) karena elektron pada energi

gelombang pendek (sinar X) karena elektron pada energi terendah dalam atom (1s) yang telah tertangkap inti, diganti terendah dalam atom (1s) yang telah tertangkap inti, diganti

dengan elektron level tinggi, dengan elektron level tinggi,

 Ciri dari stabilitas radioaktif berat atom kecil/rendah. Ciri dari stabilitas radioaktif berat atom kecil/rendah.

40

19

K + e

⁰_-1 ⁴⁰₁₈

Ar + Q

Kelebihan Neutron, Kelebihan Neutron,

 umumnya umumnya ⁴⁰⁴⁰Ca melalui emisi βCa melalui emisi β^-- (energi besar), (energi besar),

 Emisi Partikel Emisi Partikel ββ^-- dari inti menyebabkan konversi neutron menjadi proton dari inti menyebabkan konversi neutron menjadi proton

 Q dapat berupa sinar gama atau neutrinos bergantung radinuclida.Q dapat berupa sinar gama atau neutrinos bergantung radinuclida.

20

Stabilisasi utk Neutron Berlebih Stabilisasi utk Neutron Berlebih

1

1

p + β

^-

(

1

0

n e ) + Q

⁰_-1

 Mekanisme juga terjadi pada Tritium ( Mekanisme juga terjadi pada Tritium (

¹¹₁₁

H) yaitu: H) yaitu:

3

2

He + β

^-

(

3

1

H e) + Q

⁰_-1

Latihan 2 Latihan 2

Tentukan bentuk emisi pada pensatbilan radioaktif berikut :

1. ²³⁴ 90

Th

²³⁴ ₉₁

Pa + + Q

218

84

Po

²¹⁴ 82

Pb

^{+ +}

Q

2.

Kekuatan Emisi Partikel Kekuatan Emisi Partikel

Partikel α dapat sitahan dengan Selembar kertas Partikel β tertahan dengan lembaran Aluminium

Partikel γ dapat

dikurangi dengan

Bahan timbal yang

sangat tebal

Hukum

Hukum Radioactive Decay Radioactive Decay

 Laju decay berbanding lurus dg jumlah atom atau Laju decay berbanding lurus dg jumlah atom atau dN dt = λN

_ dimana :

dimana :

N = jumlah atom dalam mol atau gram N = jumlah atom dalam mol atau gram t = waktu

t = waktu

Λ = konstanta laju Λ = konstanta laju

Jika t dan N saat awal dan akhir diketahui Jika t dan N saat awal dan akhir diketahui

Jika t

Jika t

_oo

= 0, t = 0, t

_tt

= t dan N = t dan N

_tt

= N, maka rumus: = N, maka rumus:

∫

No^Nt

1

N dN = λ _ ∫

to^tt

dt

│

^NtNo

= λ _ t │

^tto^t

Ln N

Ln Nt - Ln No = - λ (t

_t

- t

_o

)

Ln (N/No) = - λt

^atau

N

No = e

^-λt

Saat

Saat No No mencapai separuh, tercapai saat mencapai separuh, tercapai saat waktu paruh (

waktu paruh ( t t

_½½

), atau ), atau

Jika N

Jika N

_tt

= = ½ ½ No, tercapai saat t No, tercapai saat t

_tt

= t = t

_½½

, dari rumus: , dari rumus:

Ln 0,5 = - λt

_½

N

No = e

^-λt

atau 0,5 = e

^-λt½

atau - 0,693 = - λt

_½

Sehingga, t

_½

= 0,693

λ N

No = 0,5

Hubungan Fraksi dan Half life

Hubungan Fraksi dan Half life

Laju Radioactive decay Laju Radioactive decay

Ditentukan oleh Ditentukan oleh

 konstanta: konstanta:

 Waktu paruh ( Waktu paruh ( t t

_½½

- waktu paruh bahan terjadi decay). - waktu paruh bahan terjadi decay).

 lifetime rata-rata setiap partikel (τ). lifetime rata-rata setiap partikel (τ).

 Konstanta decay (λ Konstanta decay (λ ) )

 Variable waktu: Variable waktu:

 Total activity ( Total activity ( A) A) = nilai decay yang terjadi dalam 1 detik. = nilai decay yang terjadi dalam 1 detik.

 Specific activity ( Specific activity ( SA) SA) = nilai decay per detik per jumlah = nilai decay per detik per jumlah bahan (massa atau volume).

bahan (massa atau volume).

Hubungan antar parameter Hubungan antar parameter

a

₀

= jumlah awal bahan active – bahan yang memiliki persentase sama partikel tak stabil saat bahan

terbentuk.

Satuan Radioaktivitas Satuan Radioaktivitas

 Satuan Internasional (SI); Satuan Internasional (SI); becquerel (Bq).becquerel (Bq).

 Bq = jumlah bahan radioaktive yang menghasilkan 1 decay per Bq = jumlah bahan radioaktive yang menghasilkan 1 decay per detik.

detik.

 Curie (Ci)= radioaktivitas 1 g radium murniCurie (Ci)= radioaktivitas 1 g radium murni

 1 Ci = 37 GBq (giga 1 Ci = 37 GBq (giga becquerel)becquerel)

 Disintegrasi per menit (dpm/L atau dpm/gram) = Disintegrasi per menit (dpm/L atau dpm/gram) = counts per menitcounts per menit

 1 Ci = 2,2 x 101 Ci = 2,2 x 10¹²¹² dpm dpm

 Radioaktivitas = Radioaktivitas = laju decay, dihitung dengan rumus A = laju decay, dihitung dengan rumus A = λλ [N] [N]

Contoh menghitung Radioaktivitas Contoh menghitung Radioaktivitas

Tentukan radioaktivitas ²²⁸Ra, jika diketahui konsentrasinya dalam air mencapai 1,4 x 10^-17 g/L, dan waktu paruh 5,75 tahun. (bilangan avogadro = 6,02 x 10²³) Satuan radioaktivitas adalah dpm/L (disintegrasi per menit per liter)

Rumus :

A

²²⁸

Ra = λ [N]

t½ = 0,693/λ atau λ = 0,693/5,75 = 0,12 th

^-1

λ = 0,12/(365 x 24 x 60) = 2,29x10

^-7

menit

^-1

[N] = C/BA x Bil.

_avo

= 1,4x10

^-17

/ 228 x 6,02x10

²³

[N] = 36964,91 mol/L

A = λ [N] = 2,29x10

^-7

x 36964,91

Latihan 3 Latihan 3

1.

Tentukan berapa Bq radioaktivitas

²³⁴

Pa di

sedimen dengan konsentrasi 4,7x10

^-20

g/g dan

waktu paruh mencapai 1.18 menit (bil avogadro

6,02x10

²³

).

Klasifikasi Radionuclida Klasifikasi Radionuclida

 Radioaktive primordial Radioaktive primordial

 Radioaktive cosmogenis Radioaktive cosmogenis

 Radioaktive artifisial Radioaktive artifisial

Radioaktive Primordial Radioaktive Primordial

 Umumnya berupa logam, kecuali Rn dalam Umumnya berupa logam, kecuali Rn dalam bentuk gas, dengan konsentrasi rendah

bentuk gas, dengan konsentrasi rendah

 Teknik paling sensitive untuk menghitung Teknik paling sensitive untuk menghitung adalah mengukur radioaktivitas

adalah mengukur radioaktivitas

(memisahkan isotop diikuti dg mengukur (memisahkan isotop diikuti dg mengukur

laju masing-masing emisinya).

laju masing-masing emisinya).

Contoh Series Contoh Series

Radioaktive

Radioaktive

Rata-rata

Rata-rata

Konsentrasi

Konsentrasi

Rata-rata nilai A di masa

Rata-rata nilai A di masa

air air

Radioaktive Cosmogenis Radioaktive Cosmogenis

 Cosmic Rays yaitu partikel bermuatan Cosmic Rays yaitu partikel bermuatan yang masuk atmosfer bumi dari luar yang masuk atmosfer bumi dari luar

angkasa.

angkasa.

 87 % proton 87 % proton

 12 % 12 % α α partikel partikel

 1 % inti lebih besar 1 % inti lebih besar

Contoh Radioaktive Contoh Radioaktive



³³

H, H,

⁷⁷

Be, Be,

¹⁰¹⁰

Be, Be,

²⁶²⁶

Al dan Al dan

³²³²

Si banyak Si banyak

digunakan dalam mempelajari proses di digunakan dalam mempelajari proses di

laut.

laut.



¹⁰¹⁰

Be untuk laju sedimentasi dan akresi Be untuk laju sedimentasi dan akresi maganese nodule.

maganese nodule.



¹⁴¹⁴

C dimanfaatkan laju pertumbuhan C dimanfaatkan laju pertumbuhan karang, sedimentasi, dan bioturbasi.

karang, sedimentasi, dan bioturbasi.

Proses Pembentukan Proses Pembentukan

 Ionisasi gas atmosfer akibat benturan dan Ionisasi gas atmosfer akibat benturan dan cosmic berenergi rendah.

cosmic berenergi rendah.

 Cosmic berenergi tinggi akan menyebabkan Cosmic berenergi tinggi akan menyebabkan fragmentasi inti gas termasuk neutronnya fragmentasi inti gas termasuk neutronnya

(dikenal dengan

(dikenal dengan spallation reactions spallation reactions ). ).

 Energi neutron akan melemah pada tingkat Energi neutron akan melemah pada tingkat tertentu akibat benturan berulang-ulang

tertentu akibat benturan berulang-ulang

sehingga mudah tertangkap oleh inti atom gas

sehingga mudah tertangkap oleh inti atom gas

Contoh Nuclida

Contoh Nuclida

Radioaktive Buatan Radioaktive Buatan

 Sumber utama di laut: Sumber utama di laut:

 Fallout Fallout dari uji bom atom dari uji bom atom

 Kebocoran reaktor nuklir Kebocoran reaktor nuklir

Proses Pembentukan Proses Pembentukan

 Terjadi karena benturan sebagian neutron Terjadi karena benturan sebagian neutron (berasal dari ledakan bom atom) dengan (berasal dari ledakan bom atom) dengan

selongsong bom, bumi, air dan gas (dikenal selongsong bom, bumi, air dan gas (dikenal

neutron aktivasi).

neutron aktivasi).

 Setelah terjadi ledakan terjadi peluruhan Setelah terjadi ledakan terjadi peluruhan radioaktif umur pendek seperti (

radioaktif umur pendek seperti (

¹⁴³¹⁴³

Pr, Pr,

¹⁴⁰¹⁴⁰

Ba Ba dalam beberapa minggu) dan mensisakan

dalam beberapa minggu) dan mensisakan

⁹⁰⁹⁰

Sr Sr

dan dan

¹³⁷¹³⁷

Cs melimpah setelah 20 tahun. Cs melimpah setelah 20 tahun.

Tugas Tugas

Mahasiswa diperlukan membaca skripsi:

Penulis; Agung Pandu Dewata Tahun; 2007

Judul ; Estimasi Laju akumulasi Sedimen di perairan teluk Jakarta dengan teknik radionuklida alam

unsupported

²¹⁰

Pb.

1. Jelaskan metode penentuan laju akumulasi

2. Jelaskan metode analisisnya

Kesetimbangan Sekular Kesetimbangan Sekular

• t½ daughter Radioaktif primordial umumnya << t½ parent, decay Daughter dikontrol decay parent sebagai penentu laju decay.

• Jika laju decay Parent lambat, maka konsentrasi parent dan aktivitasnya (Ap) relatif tetap thd waktu.

• Saat tak ada proses lain, maka laju decay dalam “steady state” (A_P = A_D) disebut Kesetimbangan Sekular.

Kesetimbangan Sekular Kesetimbangan Sekular

Gambaran waktu pencapaian kesetimbangan sekular

Saat Radioaktif parent

masuk ke laut/sedimen akan diikuti dengan waktu dimana A_D meningkat sampai

tercapai ke level sama dengan A_P.

Waktu tercapai

kesetimbangan ditentukan oleh waktu paruh daughter.

Rasio A

Rasio A D D /A /A P P di Laut di Laut

 Di laut rasio A Di laut rasio A

_DD

/A /A

_PP

< 1, krn A < 1, krn A

_DD

cenderung cenderung cepat hilang akibat proses fisika dan kimia.

cepat hilang akibat proses fisika dan kimia.

Proses

Proses Removal Removal

partikel unsur

terlarut

[terlarut] [partikel]

C, N, P, Si, Pb, Cu, dll

C, N. P, Si, Pb, Cu dll

Removal

Removal akibat proses fisika dan/atau kimiawi akibat proses fisika dan/atau kimiawi

Permukaan laut

sedimen

Perhitungan Laju Perhitungan Laju

Removal Removal

 Konsep “steady-state”. Konsep “steady-state”.

 A A

_DD

diasumsikan hanya dari A diasumsikan hanya dari A

_PP

atau laju penyediaan A atau laju penyediaan A

_DD

sama sama dengan A

dengan A

_PP

. .

 Laju penyediaan A Laju penyediaan A

_{D D}

= laju removal A = laju removal A

_DD

, sehingga laju removal , sehingga laju removal nonradiaktive sebanding dengan konsentrasi D.

nonradiaktive sebanding dengan konsentrasi D.

Daughter

λ_P[P] (D)

λ_D[D]

K_D[D]

masukan hilang

Perhitungan Laju Perhitungan Laju

Removal Removal

laju removal non-radioaktive =

laju removal non-radioaktive = k k

_DD

[D] [D]

dimana:

dimana: k k

_DD

= konstanta laju removal = konstanta laju removal

Pada steady-state, persamaan kesetimbangan Pada steady-state, persamaan kesetimbangan masa adalah laju penyediaan = laju hilang atau masa adalah laju penyediaan = laju hilang atau

A A

_PP

= A = A

_DD

+ + k k

_DD

[D] [D]

 Karena A Karena A

_DD

= = λ λ

_DD

[D], maka persamaan menjadi [D], maka persamaan menjadi

Perhitungan Laju Perhitungan Laju

Removal Removal

k

_D

A

_D

λ

_D

atau

k k

_DD

= A

^P

- A

^D

λ

_D

A

_P

A A

_PP

= A = A

_DD

+ +

atau

k k

_DD

=

A

_D

λ

_D

A

_P

A

_D

1 - 1 -

Contoh Laju

Contoh Laju Scavenging Scavenging Partikel Partikel

 Isotop dipakai Isotop dipakai

²²⁸²²⁸

Ra sbg parent dan Ra sbg parent dan

²²⁸²²⁸

Th. Th.

 Rasio A Rasio A

_228Th228Th

/A /A

_228Ra228Ra

<1, <1,

 Artinya Artinya

²²⁸²²⁸

Th teradsorpsi ke partikel, Th teradsorpsi ke partikel,



²²⁸²²⁸

Ra tetap tersuplai dari dua sumber yaitu: Ra tetap tersuplai dari dua sumber yaitu:

 resuspensi sedimen (plankton kalsium). resuspensi sedimen (plankton kalsium).



²²⁸²²⁸

Ra dari decay Ra dari decay

²³²²³²

Th. Th.

Contoh Hasil Pengamatan di Perairan Pantai Contoh Hasil Pengamatan di Perairan Pantai

Removal

²²⁸

Th dapat

dihitung dengan rumus k

_D

, dimana waktu paruhnya berkisar 0,1 – 1 th di

Di peraitran dangkal (salinitas rendah),

absorpsi ²²⁸Th sangat kuat;

Dilain pihak ²²⁸Ra cukup tersuplai dari diffusi sedimen, sehingga rasio

A_228Th/A_228Ra < 1.

Contoh hitungan Contoh hitungan

 Analisis radioaktif diperoleh konsentrasi dan waktu Analisis radioaktif diperoleh konsentrasi dan waktu paruh induk

paruh induk

²²⁸²²⁸

Ra adalah 1,4x10 Ra adalah 1,4x10

^-17-17

g/L dan 5,8 th, g/L dan 5,8 th, sedang turunan

sedang turunan

²²⁸²²⁸

Th adalah 5,6x10 Th adalah 5,6x10

^-17-17

g/L dan 1,9 g/L dan 1,9 th. Tentukan laju adsorpsi

th. Tentukan laju adsorpsi

²²⁸²²⁸

Th. Th.

 dimana : A dimana : A

_PP

= aktifitas radioaktif induk (dpm/L), A = aktifitas radioaktif induk (dpm/L), A

_DD

= aktifitas radioaktif turunan (dpm/L), λ

= aktifitas radioaktif turunan (dpm/L), λ

_DD

= laju = laju turunan (th

turunan (th

^-1-1

), K ), K

_DD

= laju adsorpsi (th = laju adsorpsi (th

^-1-1

), Navo = 6,02 x ), Navo = 6,02 x

10 10

²³²³

dan C = konsentrasi radioaktif (mol/L). dan C = konsentrasi radioaktif (mol/L).

Jawaban Jawaban

Aktivitas

Aktivitas

²²⁸²²⁸

Ra: Ra:

λ λ

_{P P}

= 0.693/(5.8 x 365 x 24 x 60) = 2.27x10 = 0.693/(5.8 x 365 x 24 x 60) = 2.27x10

^-7-7

min min

^-1-1

A A

P_P

= λ = λ

P_P

N = 2.27x10 N = 2.27x10

^-7-7

x 1,4x10 x 1,4x10

^-17-17

/228 x 6,02 x 10 /228 x 6,02 x 10

²³²³

= 0.008 dpm/L = 0.008 dpm/L

Aktivitas

Aktivitas

²²⁸²²⁸

Th: Th:

λ λ

D _D

= 0.693/(1.9 x 365 x 24 x 60) = 6.94x10 = 0.693/(1.9 x 365 x 24 x 60) = 6.94x10

^-7-7

min min

^-1-1

A A

_DD

= λ = λ

_DD

N = 6.94x10 N = 6.94x10

^-7-7

x 5,6x10 x 5,6x10

^-17-17

/228 x 6,02 x 10 /228 x 6,02 x 10

²³²³

= 23.4 dpm/L = 23.4 dpm/L

KKD_D

= [1 – A = [1 – A

D_D

/ A / A

P_P

]/[A ]/[A

D_D

/ A / A

P_P

] x λ ] x λ

D _D

= 2.03x10 = 2.03x10

^-3-3

min min

^{-1 -1}

= 1067 th = 1067 th

^-1-1

Hal penting thd Rasio Hal penting thd Rasio

 Jika kJika kD_D >>> λ >>> λD_D, artinya , artinya t½ t½ kimiawi <<< kimiawi <<< t½t½ radioaktive, maka radioaktive, maka removal cepat sehingga nilai A

removal cepat sehingga nilai A_DD akan selalu rendah. akan selalu rendah.

 Jika kJika kD_D <<< λ <<< λD_D, , t½t½ kimiawi >>> kimiawi >>> t½t½ radioaktive, removal sangat radioaktive, removal sangat lambat, sehingga kesetimbangan sekular mudah tercapai.

lambat, sehingga kesetimbangan sekular mudah tercapai.

 Jika kJika kD_D = = λλD_D, removal cukup cepat, sehingga kesetimbangan , removal cukup cepat, sehingga kesetimbangan sekular tidak mudah tercapai.

sekular tidak mudah tercapai.

Kasus

Kasus KK_DD tt½ ½ ChCh** λλ_DD tt½ Rd**½ Rd** AA_DD/A/A_PP 11 0,690,69 11 0,00690,0069 100100 0,00990,0099 22 0,00690,0069 100100 0,00690,0069 100100 0,50,5 33 0,00690,0069 100100 0,690,69 11 0,990,99

Latihan 4 Latihan 4

Hasil pengamatan radioaktif

Hasil pengamatan radioaktif ²²⁸²²⁸Th di sedimen dari beberapa stasiun Th di sedimen dari beberapa stasiun adalah

adalah

Jika waktu paruh = 1,9 th dan aktifitas (A) =

Jika waktu paruh = 1,9 th dan aktifitas (A) =  x N avo x C, dimana A =  x N avo x C, dimana A = aktifitas radioaktif (dpm/L),

aktifitas radioaktif (dpm/L),  = laju turunan (th = laju turunan (th^-1-1), N avo = 6,02x10), N avo = 6,02x10²³²³, , dan C = konsentrasi radioaktif

dan C = konsentrasi radioaktif a. Tentukan aktifitas

a. Tentukan aktifitas ²²⁸²²⁸Th masing-masing stasiun.Th masing-masing stasiun.

b. Gambarkan hubungan salinitas (sb x) dan A

b. Gambarkan hubungan salinitas (sb x) dan A^228Th228Th (sb.y). (sb.y).

c. Apa arti hubungan tersebut dalam kaitan dengan proses adsorpsi.

c. Apa arti hubungan tersebut dalam kaitan dengan proses adsorpsi.

Stasiun 1 2 3 4 5

Salinitas, ‰ 31 32 33 34 35

Kons., g/L 4,98x10

^-24

5,46x10

^-24

7,36x10

^-24

9,02x10

^-24

9,97x10

^-24

Laju Sedimentasi Laju Sedimentasi

 Beberapa A Beberapa A

_DD

mudah diendapkan ke dasar, mudah diendapkan ke dasar, sehingga di permukaan sedimen A

sehingga di permukaan sedimen A

_DD

/A /A

_PP

> 1. > 1.

 Selain A Selain A

_DD

juga bersumber dari decay A juga bersumber dari decay A

_PP

setelah di sedimen (A

setelah di sedimen (A

_DD

supported supported ). ).

 A A

_DD

dari hasil endapan (A dari hasil endapan (A

_DD

unsupported unsupported ) = A ) = A

_DD

– A – A

_PP

. .

Penentuan Laju Sedimentasi Penentuan Laju Sedimentasi

A

_Dz

A

_Dzo

= e

^-λDt

Jika s = z/t

atau t = z/s A

_Dz

A

_Dzo

= e

^-λDz/s

atau

Ln A

_Dz

= - z + Ln A

_Dzo

s

λ

_D

Laju sedimentasi

kedalaman waktu

Contoh

Contoh

Contoh Contoh

Hasil pengamatan diperoleh data

Hasil pengamatan diperoleh data ²²⁸²²⁸Th dalam sedimen:Th dalam sedimen:

Tentukan laju sedimentasi (cm/1000th).

Tentukan laju sedimentasi (cm/1000th).

dimana:

dimana:

Az dan Ao = masing-masing aktifitas radioaktif pada Az dan Ao = masing-masing aktifitas radioaktif pada kedalaman z dan pemukaan (dpm/g),

kedalaman z dan pemukaan (dpm/g),

  = laju turunan (th= laju turunan (th^-1-1), ), z = kedalaman (m), z = kedalaman (m),

s = laju sedimentasi (m/th), s = laju sedimentasi (m/th), C = konsentrasi (g/g) dan C = konsentrasi (g/g) dan N avo = 6,02x10

N avo = 6,02x10²³²³. t. t½ = 5.8 th½ = 5.8 th

Dalam, m 0,1 0,3 0,4 1,5 2,2

Kons., g/g 1,97x10

^-12

1,70x10

^-12

1,32x10

^-12

6,63x10

^-13

3,73x10

^-13

Jawaban Jawaban

Aktivitas

Aktivitas

²²⁸²²⁸

Th: Th:

λ λ

_{D D}

= 0.693/(5.8 x 365 x 24 x 60) = 2.27x10 = 0.693/(5.8 x 365 x 24 x 60) = 2.27x10

^-7-7

min min

^-1-1

A A

_D1D1

= λ = λ

_PP

N = 2.27x10 N = 2.27x10

^-7-7

x 1,97x10 x 1,97x10

^-12-12

/228 x 6,02 x 10 /228 x 6,02 x 10

²³²³

= 1181 dpm/g = 1181 dpm/g 0.1 m

0.1 m

Dengan cara yang sama:

Dengan cara yang sama:

A A

_D2D2

= 1019 dpm/g = 1019 dpm/g 0.3 m 0.3 m A A

_D3D3

= 791 dpm/g = 791 dpm/g 0.4 m 0.4 m A A

D4_D4

= 397 dpm/g = 397 dpm/g 1.5 m 1.5 m A A

_D5D5

= 223 dpm/g = 223 dpm/g 2.2 m 2.2 m

Ln A

_D

= - 431 z + 1110 λ λ

_DD

s

⁼

2.27x10 2.27x10

^-7-7

s = - 431

S = 5.3 x 10

^-10

m/min = 27 cm/1000th

Pemanfaatan Pemanfaatan

Radiokarbon di Laut Radiokarbon di Laut

 Pengukuran laju pergerakan air Pengukuran laju pergerakan air

 Sedimentasi Sedimentasi

 Bioturbasi Bioturbasi

 Waktu Perubahan muka laut Waktu Perubahan muka laut

Pemanfaatan

Pemanfaatan

¹⁴¹⁴

C dalam sedimen C dalam sedimen

Aktifitas uji bom Aktifitas uji bom

 Antara tahun 1958 – 1965 Antara tahun 1958 – 1965

 Beberapa radioaktive masuk ke laut, Beberapa radioaktive masuk ke laut,

sebagian terdeposisi di darat dan masuk sebagian terdeposisi di darat dan masuk

ke udara.

ke udara.

 Hasil aktivasi Hasil aktivasi

⁹⁰⁹⁰

Sr dan Sr dan

³³

H, yang kemudian H, yang kemudian dipakai dalam mempelajari percampuran dipakai dalam mempelajari percampuran

masa air

masa air

Pemantauan deposisi

Pemantauan deposisi

⁹⁰⁹⁰

Sr akibat Sr akibat Aktifitas uji bom

Aktifitas uji bom

Pemanfaatan

Pemanfaatan

⁹⁰⁹⁰

Sr Tahun 1970 pada Sr Tahun 1970 pada proses di laut Atlantik dan Pasifik

proses di laut Atlantik dan Pasifik

Pemanfaatan

Pemanfaatan 3 3 H di Barat H di Barat Atlantik

Atlantik

Variasi Rasio

Variasi Rasio 228 228 Th/ Th/ 228 228 Ra Ra

 Di laut terbuka rasio A Di laut terbuka rasio A

²²⁸²²⁸

Th/A Th/A

²²⁸²²⁸

Ra meningkat Ra meningkat dengan kedalaman dan dpt > 1, karena

dengan kedalaman dan dpt > 1, karena

²²⁸²²⁸

Th Th tersupply dari remineralisasi partikel biogenis.

tersupply dari remineralisasi partikel biogenis.



²³⁴²³⁴

Th dapat dipakai sbg tracer removal di Th dapat dipakai sbg tracer removal di

perairan pantai terutama pada kondisi sangat perairan pantai terutama pada kondisi sangat

keruh, krn hasilkan waktu penyerapan

keruh, krn hasilkan waktu penyerapan ≈ ≈

²²⁸²²⁸

Th Th . .



²³⁴²³⁴

Th tidak dapat dipakai di laut terbuka karena Th tidak dapat dipakai di laut terbuka karena waktu paruh radioaktivenya pendek (24 hari).

waktu paruh radioaktivenya pendek (24 hari).

 Jadi pemilihan radioaktive tracer penting, Jadi pemilihan radioaktive tracer penting, kesalahan dapat terjadi karena rasio

kesalahan dapat terjadi karena rasio

mendekati satu, atau sangat-sangat kecil.

mendekati satu, atau sangat-sangat kecil.