RADIOAKTIFITAS

I . PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

      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. Besarnya radioaktivitas suatu unsur radioaktif (radionuklida) ditentukan oleh konstanta peluruhan (l), yang menyatakan laju peluruhan tiap detik, dan waktu paro (t½). Kedua besaran tersebut bersifat khas untuk setiap radionuklida. Berdasarkan sumbernya, radioaktivitas dibedakan atas radioaktivitas alam dan radioaktivitas buatan.

     Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain.  Sebuah inti radioaktif dapat melakukan sejumlah reaksi peluruhan yang berbeda, seperti peluruhan Alfa, Beta dan Gamma.

      Radioaktif juga dapat meninggalkan limbah, yaitu jenis limbah yang mengandung atau terkontaminasi radionuklida pada konsentrasi atau aktivitas yang melebihi batas yang diijinkan (Clearance level) yang ditetapkan oleh Badan Pengawas Tenaga Nuklir.

B. Tujuan 

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah

1.    untuk memenuhi tugas Presentasi Fisika

2.    untuk mengetahui apa itu radioaktivitas, jenis-jenis sinar radioaktif, dan interaksi sinar radioaktif dengan bahan

  

II.  PEMBAHASAN

A.    Radioaktivitas

          Pengertian Radioaktivitas Fisika, Jenis Sinar Radioaktif, Peluruhan Sinar Alfa Beta Gamma, Deret, Aktivitas, Waktu Paruh, Bahaya Radiasi, Fisika, Contoh Soal, Praktikum, Jawaban - Radioaktivitas disebut juga peluruhan radioaktif. Radioaktivitas adalah yaitu peristiwa terurainya beberapa inti atom tertentu secara spontan yang diikuti dengan pancaran partikel alfa (inti helium), partikel beta (elektron), atau radiasi gamma (gelombang elektromagnetik gelombang pendek). Sinar-sinar yang dipancarkan tersebut disebut sinar radioaktif, sedangkan zat yang memancarkan sinar radioaktif disebut dengan zat radioaktif.

        Istilah keradioaktifan (radioactivity) pertama kali diciptakan oleh Marie Curie (1867 - 1934), seorang ahli kimia asal Prancis. Marie dan suaminya, Pierre Curie (1859 - 1906), berhasil menemukan unsur radioaktif baru, yaitu polonium dan radium. Ernest Rutherford (1871 - 1937) menyatakan bahwa sinar radioaktif dapat dibedakan atas sinar alfa yang bermuatan positif dan sinar beta yang bermuatan negatif. Paul Ulrich Villard (1869 - 1915), seorang ilmuwan Prancis, menemukan sinar radioaktif yang tidak bermuatan, yaitu sinar gamma.

   B.   Jenis Sinar Radioaktif

Berdasarkan partikel penyusunnya, sinar radioaktif dibagi menjadi tiga, yaitu sinar alfa, sinar beta, dan sinar gamma.

1.   Sinar Alfa (Sinar α)

Sinar alfa adalah sinar yang dipancarkan oleh unsur radioaktif. Sinar ini ditemukan secara bersamaan dengan penemuan fenomena radioaktivitas, yaitu peluruhan inti atom yang berlangsung secara spontan, tidak terkontrol, dan menghasilkan radiasi. Sinar alfa terdiri atas dua proton dan dua neutron. Berikut ini adalah sifat alamiah sinar alfa.

a       a  Sinar alfa merupakan inti He yang bermuatan positif

2. Dapat menghitamkan pelat film (yang berarti memiliki daya ionisasi). Daya ionisasi sinar alfa paling kuat daripada sinar beta dan gamma.
3. Mempunyai daya tembus paling lemah di antara ketiga sinar radioaktif.
4. Dapat dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet.
5. Mempunyai jangkauan beberapa sentimeter di udara dan 10² mm di dalam logam.

2.   Sinar Beta (Sinar β)

    Sinar beta merupakan elektron berenergi tinggi yang berasal dari inti atom. Berikut ini beberapa sifat alamiah sinar beta.

a.       Sinar beta ini bermuatan negatif dan bermassa sangat kecil, yaitu 5,5 x 10⁴ satuan massa atom

b.      simbol beta atau e

c.       memiliki daya tembus yang jauh lebih besar daripada sinar alfa (dapat menembus lempeng timbel setebal 1 mm),

d.      daya ionisasinya lebih lemah dari sinar alfa,

e.       bermuatan listrik negatif, sehingga dalam medan listrik dibelokkan ke arah kutub positif

f.       Kecepatannya antara 0,32 sampai 0,7 kali kecepatan cahaya, sedangkan energinya mencapai 3MeV.

g.      Di dalam bahan radioaktif, lintasan sinar beta berbelok-belok karena hamburan electron dalam atom

3.   Sinar Gamma (Sinar γ)

      Sinar gamma adalah radiasi gelombang elektromagnetik yang terpancar dari inti atom dengan energi yang sangat tinggi yang tidak memiliki massa maupun muatan. Sinar gamma ikut terpancar ketika sebuah inti memancarkan sinar alfa dan sinar beta. Peluruhan sinar gamma tidak menyebabkan perubahan nomor atom maupun massa atom. Sinar gamma memiliki beberapa sifat alamiah berikut ini.

a.       Mempunyai daya tembus paling besar disbanding sinar radio aktif lainnya (α atau β)

b.      Tidak dipengaruhi medan magnet dan medan listrik, karena tidak bermuatan

c.       Dapat mempengaruhi film

d.      Energinya mencapai 3MeV

e.       Foto sinar γ tidak banyak berinteraksi dengan atom suatu bahan

f.       daya ionisasinya paling lemah,

g.      tidak bermuatan listrik, oleh karena itu tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik.

h.      mempunyai panjang gelombang antara 1Å (10^-10 m) sampai 10^-4Å (10^-14 m).

i.        Merupakan gelombang elektromagnetik

C.   Peluruhan Radioaktif

1.   Peluruhan Sinar Alfa

       Suatu inti yang tidak stabil dapat meluruh menjadi inti yang lebih ringan dengan memancarkan partikel alfa (inti atom helium). Pada peluruhan alfa terjadi pembebasan energi. Energi yang dibebaskan akan menjadi energi kinetik partikel alfa dan inti anak. Inti anak memiliki energi ikat per nukleon yang lebih tinggi dibandingkan induknya.

 

     Jika inti memancarkan sinar α (inti , maka inti tersebut kehilangan 2 proton dan 2 neutron, sehingga Z berkurang 2, n berkurang 2, dan A berkurang 4.

              Persamaan peluruhannya sinar alfa:

                   

     Ernest Rutherford menemukan bahwa partikel α adalah atom-atom helium tanpa elektron dan partikel α atau β keluar dari atom, jenis atom berubah. Perubahan demikian dapat menyebabkan radiasi γ.

      Peluruhan alfa menyebabkan nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang empat, dan karena itu sebuah inti baru akan terbentuk. Adapun pada peluruhan beta akan menambah atau mengurangi nomor atom sebesar satu (nomor massa tetap sama). 

2.   Peluruhan Sinar Beta

      Salah satu bentuk peluruhan sinar beta adalah peluruhan neutron. Neutron akan meluruh menjadi proton, elektron, dan antineutrino. Antineutrino merupakan partikel netral yang mempunyai energi, tetapi tidak memiliki massa. Bentuk peluruhan sinar beta yang lain adalah peluruhan proton. Proton akan meluruh menjadi neutron, positron, dan neutrino. Neutrino memiliki sifat yang sama dengan antineutrino. Peluruhan sinar beta bertujuan agar perbandingan antara proton dan neutron di dalam inti atom menjadi seimbang sehingga inti atom tetap stabil.   Jika inti radioaktif memancarkan sinar beta (β) maka nomor massa inti tetap (jumlah nukleon tetap), tetapi nomor atom berubah. Terjadi dua proses peluruhan sinar beta, yaitu

Contoh peluruhan sinar beta :

3.      Peluruhan Sinar Gamma

       Suatu inti atom yang berada dalam keadaan tereksitasi dapat kembali ke keadaan dasar (ground state) yang lebih stabil dengan memancarkan sinar gamma. Peristiwa ini dinamakan peluruhan sinar gamma. Atom yang tereksitasi biasanya terjadi pada atom yang memancarkan sinar alfa maupun sinar beta, karena pemancaran sinar gamma biasanya menyertai pemancaran sinar alfa dan sinar beta. Peluruhan gamma hanya mengurangi energi saja, tetapi tidak mengubah susunan inti.

     Seperti dalam atom, inti atom dapat berada pada keadaan eksitasi, yaitu keadaan inti yang tingkat energinya lebih tinggi dari keadaan dasarnya. Inti yang berada pada keadaan eksitasi diberi tanda star (*). Keadaan eksitasi inti ini dihasilkan dari tumbukan dengan partikel lain.

Persamaan peluruhan sinar gamma:

                 

           D. Interaksi Radioaktif dengan Bahan

1.     Serapan atau Pelemahan

Sinar radioaktif yang melewati suatu materi akan mengalami pelemahan intensitas dengan rumus:

I = Ioe-mx

Io = intensitas mula-mula (joule/s.m2)
m = koefisien serap materi (m-1 atau cm-1)
x = tebal materi/bahan (m atau cm )

Bila I = ½ Io maka x = 0,693/m Þ disebut HVL (lapisan harga paruh) yaitu tebal keping yang menghasilkan setengah intensitas mula