Unsur Radioaktif

Pengantar

Tahukah anda bahwa di sekitar kita ternyata banyak sekali terdapat radiasi? Disadari ataupun tanpa disadari ternyata disekitar kita baik dirumah, di kantor, dipasar, dilapangan, maupun ditempat-tempat umum lainnya ternyata banyak sekali radiasi. Yang perlu diketahui selanjutnya adalah sejauh mana radiasi tersebut dapat berpengaruh buruk terhadap kesehatan kita.

Radiasi dalam istilah fisika, pada dasarnya adalah suatu cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya tanpa membutuhkan medium. Beberapa contohnya adalah perambatan panas, perambatan cahaya, dan perambatan gelombang radio. Selain radiasi, energi dapat juga dipindahkan dengan cara konduksi, kohesi, dan konveksi. Dalam istilah sehari-hari radiasi selalu diasosiasikan sebagai radioaktif sebagai sumber radiasi pengion.

Pernahkah kalian melihat lambang di bawah ini?

Ataukah kalian pernah melihat cuplikan video di bawah ini?



Melihat dua hal di atas tentu sangat mengerikan jika kita membicarakan masalah radioaktif. Akan tetapi radioaktif tidak hanya berdampak buruk bagi kehidupan manusia. Radioaktif akan sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia jika dikelola secara bijak. Untuk itu kita perlu lebih banyak mempelajari tentang radioaktif agar kita dapat mengetahui manfaatnya.


Sumber : http://www.westinghousenuclear.com

Penemuan zat Radiokatif
Pada tahun 1895 Wilhelm Konrad Rontgen (1845 – 1923) dari Jerman menemukan bahwa apabila arus electron (sinar katode) menumbuk anode akan timbul suatu cahaya (radiasi) yang dapat menyebabkan Fluoresensi (pendar cahaya) yang dinamakan sinar X. Dinamakan demikian karena belum diketahui sifat–sifatnya. Sinar yang dipancarkan disebut sinar radioaktif dan unsur yang memancarkan disebut unsur radioaktif.

Sifat Radiasi Alfa , Beta dan Gama

• Pengertian Unsur Radioaktif

Unsur radioaktif adalah unsur yang secara spontan memancarkan radiasi. Unsur-unsur ini biasanya mempunyai nomor atom di atas 83, misal Uranium (nomor atom 92). Sinar radiasi mempunyai sifat:
a. Dapat menghitamkan pelat fotografi
b. Dapat menyebabkan permukaan yang dilapisi seng sulfida (ZnS) berpendar

• Jenis–jenis Sinar Radioaktif

Sinar Alfa (α)

• Lambang

 
• Sinar alpha terdiri dari inti helium (He) yang mengandung 2 proton dan 2 neutron
• Ditemukan oleh Ernest Rutherford (1871 – 1937) pada tahun 1903
• Bermuatan positif, sehingga dapat membelok ke arah kutub negatif dalam medan listrik
• Daya pengion tinggi, tetapi daya tembus terhadap suatu materi rendah
• Daya tembus kecil
• Sinar α hanya mempunyai daya jangkau 2,8 sampai dengan 8,5 cmm dalam udara dan dapat ditahan oleh selembar kertas biasa

Sinar Beta (β)

• Lambang

• Sinar beta terdiri dari elektron-elektron yang bergerak cepat
• Ditemukan oleh Ernest Rutherford (1871 – 1937) pada tahun 1903
• Bermuatan negatif, karena itu dalam medan listrik membelok ke kutub yang positif
• Kecepatan mendekati kecepatan cahaya
• Daya tembus lebih besar dari pada sinar alfa
• Sinar β dapat menembus lempeng timbal atau lempeng aluminnium yang cukup tebal
• Dapat mengionkan benda-benda yang dilalui

Sinar Gamma (γ)

• Lambang

 
• Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik
• Satu jenis dengan sinar X tetapi panjang gelombang sangat pendek berkisar antara 1 – 10^-3 A
• Ditemukan oleh Paul Ulrich Villard

• Tidak bermuatan listrik, karena itu tidak dapat dibelokkan oleh medan magnet / listrik
• Daya tembus sangat besar hanya dapat ditahan oleh selapis baja atau beton
• Dapat mengionkan materi yang dilalui, tetapi tidak sekuat sinar alfa atau beta

• Sifat-sifat Sinar Radioaktif

a. Mempunyai daya tembus yang besar
b. Dapat mengionkan gas
c. Dapat berpendar (berfluoresensi) bila jatuh pada permukaan zat yang berlapis seng sulfida (ZnS) atau seng blende

Tabel Sinar yang Dipancarkan Unsur Radioaktif

Peluruhan zat Radioaktif

Kestabilan Inti Atom
Inti atom yang stabil tidak akan mengalami perubahan-perubahan untuk membentuk inti lain, sedangkan inti yang tidak stabil merupakan isotop-isotop radioaktif yang akan berubah membentuk suatu inti yang stabil.
Nuklida adalah istilah umum yang digunakan apabila kita ingin menunjukkan inti atom dari isotop tetentu. Contoh nuklida Karbon
Kestabilan inti dapat ditentukan oleh perbandingan jumlah proton dan neutron dalam nuklida tersebut.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk membentuk nuklida yang stabil, yaitu :
Nuklida dengan nomor massa (A) rendah (A < 20) mempunyai perbandingan jumlah neutron (N) dan jumlah proton (Z) mendekati atau sama dengan satu

Sedangkan nuklida dengan nomor massa yang lebih tinggi harga perbandingn itu sekitar 1,6.

Untuk mencapai inti yang stabil, maka suatu nuklida radioaktif akan mengalami proses–proses antara lain:

• Mengubah kelebihan proton menjadi neutron dan sebaliknya
• Melepas kelebihan proton atau neutron
• Menangkap eleKtron dari kulit K
• Mengadakan pembelahan inti membentuk inti-inti yang lebih ringan

Peluruhan Zat Radioaktif

Berdasarkan pita kestabilan letak nuklida radioaktif ada tiga daerah, yaitu sebagai berikut:

Nuklida yang terletak di bawah pita kestabilan

Nuklida ini mempunyai perbandingan p / n lebih besar dari satu. 

1. Membebaskan positron.
Pada pemancaran positron, proton berubah menjadi neutron (n), positron (e).
Persamaannya:

Contoh:

Apabila nuklida radoaktif membebaskan positron menyebabkan nuklida itu berubah menjadi nuklida lain dengan nomor atom kurang satu, tetapi nomor tetap.

2. Menangkap elektron
Contoh:

Penangkapan elektron oleh inti atom akan menyebabkan nomor atom berkurang satu, tetapi nomor massa tetap

Nuklida yang terletak di atas pita kestabilan

Nuklida-nuklida ini mempunyai terlalu banyak netron (p / n < 1) atau jumlah neutron lebih banyak dari jumlah proton. Untuk memperkecil jumlah neutron terjadi perubahan neutron menjadi proton dengan membebaskan sinar beta

Pemancaran sinar beta oleh sebuah nuklida akan menyebabkan nomor atom bertambah dengan satu, tetapi nomor massa tetap.
Contoh:

Nuklida yang terletak di seberang pita kestabilan
Nuklida yang terlalu banyak proton dan neutron (jumlah proton > 83). Nuklida–nuklida ini cenderung melepaskan partikel α. Peristiwanya disebut peluruhan α.
Contoh :

Pemancaran sinar α oleh sebuah inti atom akan menyebabkan nomor atom berkutang dua dan nomor massa berkurang empat. Pada umumnya baik peluruhan α maupun β diikuti oleh peluruhan sinar gamma, yaitu pemancran sinar gamma.

Laju Peluruhan
Isotop radioaktif akan memancarkan (mengemisi) sinar radioaktif maka dengan sendirinya aktivitas zat tersebut makin lama makin berkurang. Laju peluruhan radioaktif tidak tergantung pada temperatur, tekanan atau keadaan lain.

WAKTU PARUH

Waktu yang diperlukan oleh zat radioaktif sehingga aktivitasnya tinggal separo disebut waktu paruh (t ½). Jika N merupakan jumlah atom radioaktif dan selama waktu dt melurus sebanyak dN, mak laju peluruhan zat tersebut adalah:

Jika harga lamda (λ) tidak diketahui, maka waktu paroh dapat dicari dengan rumus praktis yaitu :

Keterangan :
Nt     = jumlah zat yang tersisa
No     = jumlah zat mula-mula
t        = waktu peluruhan
t ½    = waktu paroh
λ       = tetapan peluruhan

Contoh :
Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paroh 25 hari, Jika semula disimpan sebanyak 20 gram unsur tersebut, dan ternyata sisanya tinggal 5 gram. Tentukan berapa lama unsur tersebut disimpan.

Solusi :
Diketahui :
t ½ = 25 hari
No = 20 gram
Nt = 5 gram

Ditanya :
t (waktu peluruhan)...?

Jawab :

Evaluasi Diri :

1. Suatu radioaktif mempunyai waktu paruh 18 hari. Jika unsur tersebut disimpan selama 72 hari. Tentukan massa zat yang tersisa.
2. Bila suatu unsur radioaktif setelah 42 bulan masih tersisa 12,5 % dari zat semula. Tentukan waktu paruh zat tersebut.
3. Waktu paruh Cu adalah 128 hari. Jika semula disimpan 0,8 gram dan ternyata tersisa 0,05 gram. Tentukan lama penyimpanan zat tersebut.

Kegunaan zat Radiokatif

• Sebagai Perunut (tracer)

Radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop dapat dideteksi dengan alat khusus yang disebut detector. Apabila unsure radioisotop berpindah maka perpindahan dapat diikuti dengan detector.Teknik untuk mengikuti perpindahan radioisotop dalam sustu system disebut teknik perunut (tracer)
Teknik perunut dapat digunakan antara lain sebagai berikut :
Bidang Kedokteran
Radioisotop digunakan untuk mendiagnosis berbagai penyakit.
I – 131 : Mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, terapi kanker kelenjar tiroid
Na –24 : Mendeteksi adanya gangguan peredaran darah
Xe – 133 : Mendeteksi penyakit paru-paru
Fe –59 : Mempelajari pembentukan sel darah merah
Ca – 47 : Mendeteksi penyakit pada tulang
K – 42 : Mendeteksi penyakit pada otot
Pengobatan Kanker
Dengan dosis rendah radiasi pengion dapat menyebabkan penyakit kanker, tetapi radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk mengobati penyakit kanker. Berkas sinar gamma atau sinar X yang berenergi tinggi yang diarahkan dengan hati-hati dan dengan dosis yang tepat dapat digunakan untuk menghentikan pertumbuhan sel kanker.

Bidang Industri
Bila suatu industri baja ingin mengetahui kualitas industrinya dapat digunakan sinar yang dipancarkan oleh zat radioaktif yaitu sinar gamma, sinar gamma tidak dapat akan merusak bahan yang akan diuji tersebut.

Bidang Hidrologi
- Na – 24 untuk mengukur kecepatan aliran air sungai, air tanah atau minyak bumi dalam pipa
- Mendeteksi kebocoran pipa saluran dalam tanah
- Untuk penentuan pengendapan Lumpur

Bidang Kimia
- Reaksi Estreifikasi Ester terbentuk dari reaksi antara asam karboksilat dengan alkohol

- Reaksi Fotosintesis
Pot tanaman hijau dimasukkan dalam ruangan kaca yang tembus sinar matahari sehingga fotosintesis dapat berlangsung. Kemudian dalam ruangan di aliri gas CO2 yang mengandung ¹⁸O radioaktif. Pada akhir fotosintesis ternyata gas O2 yang dihasilkan tidak mengandung ¹⁸O. Selain itu juga dapat digunakan Karbon–14 yang terdapat pada CO2.
Reaksi fotosintesis

C¹⁸O2 (g) + H2O (l) → C6H12¹⁸O6 (s) + O2 (g)

Dengan cara yang sama, ke dalam pot itu dialiri air yang mengandung ¹⁸O, ternyata pada akhir proses fotosintesis gas O2 yang dibebaskan mengandung isotop ¹⁸O. Dari kedua percobaan tersebut, dapat disimpulkan bahwa gas O2 berasal dari peruraian H2O.

• Sebagai Sumber Radiasi

Bidang Kedokteran
Radiasi digunakan untuk sterilisasi makanan/minuman kaleng dan alat-alat kedokteran.
Radiasi Co – 60, digunakan untuk terapi penyakit kanker
Radiasi P – 32, digunakan untuk penyembuhan penyakit Leukimia
Radiasi P – 60 atau Cs – 137, digunakan sebagai bahan desterilisasi

Bidang Pertanian
• Radiasi P – 32, digunakan untuk mempercepat terjadinya bunga dan merangsang pembuahan
• Radiasi C – 14, digunakan untuk mengetahui tempat pemupukan yang tepat, sehingga tanaman tumbuh dengan baik
• Pemberantasan hama, yaitu dengan cara membuat serangga jantan mandul, sehingga tidak dapat menghasilkan keturunan
• Untuk menghasilkan mutasi-mutasi tanamaan yang baik

Bidang Industri
• Radiasi Co – 60, digunakan untuk mengetahui ketebalan suatu bahan yang paling tebal
• Radiasi Ir – 92, untuk mengukur ketebalan suatu bahan yang tebalnya kira-kira 10 cm
• Radiasi Cs – 137, digunakan untuk mengetahui umur suatu bahan

Media Pembelajaran:


sumber : http://preparatorychemistry.com/radioactivity.swf

Latihan soal yang lebih banyak dapat dilihat dan diunduh di bawah ini:

Baca Artikel Terkait