JURNAL
PRAKTIKUM PERCOBAAN I
RINTO PANGRIBUAN
110801050
LABORATORIUM
FISIKA INTI DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN
ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Salah satu gejala yang sangat
penting dalam fisika nuklir adalah terkait dengan radioaktivitas. Meskipun
nuklida-nuklida diikat oleh nuklir yang cukup kuat, banyak nuklida yang tidak
mantap secara spontan menyeluruh menjadi nuklida lain melalui pemancaran zarah
alfa, beta, dan gamma. Sebuah nuklida radioaktif dapat mengalami sederetan
rangkaian peluruhan menuju konfigurasi inti yang stabil. Terdapat tiga aspek
radioaktivitas yang luar biasa jika dipandang dari segi klasik yakni, pertama
bila inti atom mengalami peluruhan alfa dan beta, bilangan atom Z berubah dan
inti menjadi unsure yang berbeda.
Bahan-bahan radioaktif
senantiasa memancarkan energi yang secara langsung tidak dapat teramati secara
kasat mata. Pancaran radiasinya tidak lain merupakan bagian dari spektrum
gelombang cahaya yang mana memiliki frekuensi yang tinggi namun panjang
gelombang sangat pendek. Panjang gelombang yang pendek inilah menyebabkan
spektrum tersebut sulit diamati secara langsung.
Panjang
gelombang dan frekuensi yang bervariasi untuk setiap jenis bahan radioaktif,
memiliki dampak positif maupun negatif tergantung cara mengatasinya. Penanganan
yang benar contohnya radiasi Co-60 yang menghasilkan sinar gamma, dalam medis
dapat digunakan untuk membunuh sel kanker dan apabila diaplikasikan didalam
reaktor nuklir dapat menjadi agen terbentuknya reaksi fisi yang akan
menghasilkan energi yang cukup besar. Untuk unsur-unsur lainnya terdapat juga
yang mampu mengemisikan sinar alfa dan beta dimana keduanya memiliki manfaat
yang besar apabila ditangani dengan benar.
Oleh
karena itu perlu bagi kita mengetahui sifat dan karakteristik unsur radioaktif
yang ada di alam, sehingga dapat menambah pemahaman kita dalam bidang aplikasi
nuklir.
1.2
Tujuan
1. Untuk mengetahui jenis-jenis peluruhan radioaktif.
2. Untuk mengetahui sifat-sifat radioaktf dari beberapa
unsur.
3. Untuk mengetahui aplikasi radioaktif.
4. Untuk mengetahui pengaruh absorber terhadap sumber radiasi.
BAB II
LANDASAN TEORI
Radioaktifitas adalah gejala perubahan keadaan inti atom secara
spontan yang disertai radiasi berupa zarah dan atau gelombang
elektomagnetik.Perubahan dalam inti atom tentu saja membawa perubahan dari satu
nuklida menjadi nuklida yang lain atau dari satu unsur menjadi unsur yang lain.
Peristiwa perubahan inti menjadi inti atom yang bersangkutan dan tidak dapat
dipengaruhi, dipercepat atau diperlambat dengan mengubah kondisi di luar inti
atom seperti suhu, tekkanan, bentuk senyawa kimia dan sebagainya.
Peluruhan
radioaktif merupakan peristiwa rambang ( random ) murni yang tunduk pada kaidah
– kaidah statistik. Agar gejala radiokatif dapat dinyatakan secara kuantitatif,
ditinjau suatu peluruhan radioaktif sederhana sebagai berikut
X
( radioaktif ) à Y ( stabil )
Dalam hal ini, X disebut induk dan Y adalah anakluruhnya peristiwa
peluruhan semacam ini dapat disamakan
dengan reaksi monomolekuler dalam kinetika kimia. Laju reaksi peluruhan
atau perubahan cacah inti atom yang pada saat itu. Apabila cacah atom induk
pada saat t adalah Nt. Gejala radioaktifitas pada hakekatnya menunjukkan
ketidak stabilan inti atom. Telah dikemukakan dalam bab2 bahwa perbandingan
cacah neutron dan proton ( N/Z ) dalam suatu inti atom sangat menentukan
kestabilan inti tersebut bersifat radioaktif atau tidak. Sebagai ilustrasi yang menunjukkan pentingnya
harga perbandingan N/Z terhadap kestabilan inti dapat diperhatikan
isotop-isotop fosfor dikenal adanya 7 isotop fosfor yang masing-masing
mempunyai 15 proton dan sejumlah neutron yang berbeda-beda banyaknya, mulai
dari 13 sampai dengan 19. Bahwa stabil atau tidaknya inti atom isotop-isotop
fosfor, semata-mata hanya bergantung pada harga perbandingan N/Z. hanya N/Z =
16/15 yang merupakan isotop stabil, sisanya baik yang mempunyai N/Z < 16/15
maupun N/Z > 16 / 15 bersifat
radioaktif. Dalam tabel nuklida, nuklida-nuklida tidak memenuhi seluruh tabel
melainkan hanya berada pada suatu pita yang berada disekitar diagonal tabel
tersebut. Ternyata bahwa nuklida – nuklida stabil terletak di sekitar diagonal
tabel tersebut. Ternyata bahwa nuklida-nuklida stabil terletak disekitar garis
yang ada ditengah-tengah pita yang diduduki oleh nuklida – nuklida itu. Garis
ini disebut sebagai garis kestabilan. Pada tabel-tabel nuklida biasanya nuklida
stabil mempunyai kotak yang berwarna hitam. Garis kestabilan ternyata berhenti
hanya sampai nuklida dengan nomor atom 83 yaitu bismut. Dari sudut pandang ini, nuklida-nuklida
radioaktif adalah nuklida – nuklida yang mempunyai harga N/Z lebih kecil atau
lebih besar dari harga ( N/Z ) stabil, yaitu yang terletak diatas dan dibawah
garis kestabilan yaitu yang mempunyai nomot atom > 83.
( Wisnu S.1998 )
Unsur – unsur
berat, terutama yang dengan bilangan atom diatas 83, menunjukkan emisi radiasi
spontan, dikatakan mereka bersifat radioaktif. Unsur – unsur radioaktif
memancarkan tiga macam radiasi yaitu alfa ( α ), beta ( β ) dan gamma ( γ ),
partikel – partikel alfa terdiri dari inti helium yang membawa muatan positif
dobel. Mereka memiliki kekuatan ionisasi yang besar, memisahkan molekul –
molekul menjadi elektron – elektron bermuatan positif. Karena masanya, partikel
– partikel alfa tidak mudah dipantulkan, mereka hanya dapat menembus dengan
jarak yang pendek ke dalam benda sebab kecepannya yang rendah dan karena
interaksinya dengan elektron untuk membentuk atom – atom helium yang netral.
Sinar beta terdiri dari elektron bermuatan negatif ( β- ) dan elektron
bermuatan positif ( β+ ) yaitu negatron dan positron. Partikel – partikel mudah
dipantulkan oleh tabrakan-tabrakan dengan partikel lain tapi karena
kecepatannya yang tinggi, yang dapat mendekati kecepatan suara, mereka dapat
menerobos lebih dalam kedalam benda daripada partikel – partikel alfa. Sinar
gamma terdiri dari radiasi elektro magnetik atau foton – foton bertenaga tinggi
yang tinggi mempunyai massa atau muatan. Mereka mempunyai daya tembus terbesar
dibanding α dan β, menyebabkan mereka terutama digunakan sebagai obat namun
penggunaannya penuh risiko.
Stabilitas dari
unsur – unsur yang mempunyai atom rendah ditandai dengan adanya gaya
tarik-menarik inti yang sangat besar antar – antara proton – proton dan netron – netron. Unsur-unsur adalah yang
paling stabil bila mana jumlah netron
dan proon dalam intinya sama. Namun demikia, unsur – unsur yang lebih ringan
dapat dibuat radioaktif dengan jalan mengubah kesetimbangn neutron-protonnya.
Ini dapat dilakukan dengan jalan menembakkan partikel-partikel seperti
proton,deutron ( inti dari atom deutrium), partikel α ( alfa ) dan netron, pada
suatu inti yang stabil untuk membentuk isotop-isotop radioaktif. Reaksi –
reaksi ini dapat dilakukan dalam cycloron dan reaktor uranium. Dlam cycloron,
partikel-partikel gas yang terionisasi dipercepat melalui jalan berputar dengan
menggunakan medan magnit intensitas tinggi. Bilamana partikel-partikel tersebut
telah mendapatkan cukup energi, mereka dibuat mengenai suatu sasaran yang lalu
menjadi radio aktif atau menyebabkan radioaktifitas dalam zat lainnya.
Reaktor uranium
tergantung pada kenyataan bahwa bilamana
dibombardir
dengan netron, ia akan terbagi menjadi produk-produk pembelahan yang
mempunyai nomor massa yang berjarak lebar. Netron netron dilepaskan dalam
reaksi dan ini akan memborbardir inti lain sehingga terjadi reaksi berantai.
Jadi,jumlah besar netron yang dihasilkan dapat digunakan untuk menghasilkan
zat-zat radioaktif. Sejumlah pembuatan bom atom
untuk keperluan perang dan keperluan pada waktu damai yaitu pembelahan
inti.Enegi yang besar dapat diperoleh karena beberapa dari massanya diubah
menjadi energi sesuai dengan persaman einstein
E=
…………………………………………………..…………………………(2.1)
Sekarang telah
diketahui banyak reaksi untuk membuat unsur radioaktif buatan. Sejak 1934 telah
dapat disentesakan lebih dari 1000 isotop radioaktif dimana pada tahun tersebut
joliet dan curie menghasilkan untuk pertama kali fosfor radioaktif dengan jalan
memborbardir inti alumunium dengan partikel-partikel alfa. Baik dalam
disintegrasi isotop alam maupun isotop buatan, suatu fraksi tertentu dari
atom-atom isotop radioaktif akan berkurang persatuan waktu. Kecepatan
disintegrasi berbanding lurus dengan jumlah atom yang tidak alami dekomposisi ( teruarai ), N. Dimana
adalah tetapan disintegrasi. Persamaan ini
adalah persamaan untuk suatu proses tingkat ( orde ) satu. Hukum berkurangnya
zat padat dinyatakan dalam bentuk yang lebih baik yaitu waktu paro dari unsur radioaktif, dimana waktu paro
adlah waktu yang dibutuhkan untuk disintegrasi separo atom radioaktif.
Gaya ikatan
antara atom-atom menyebabkan terbentuknya molekul-molekul dan ion-ion.
Ikatan-ikatan yang terjadi dapat dianggap berdasarkan atas dua teori, yaitu
teori ikatan valensi dan teori orbital molekular.
Pada dasarnya
teori yang pertama didasrkan atas konsep bohr mengenai ko valensi dari G.N
lewis, sedang teori yang kedua didasrkan atad gambaran kuantum mekanik sari
stuktur atom. Teori yang pertma lebih banyak digunakan oleh ahli kimia organik,
meskipun perhatian meningkat pada mekanisme reaksi dan sifat-sifat fisika dari
molekul-molekul organik, seperti fenomena asam- basa dan kompleksasi.
Penggunaan teori orbital molekular sekarang menonjol. ( Moechtar,
1990 )
Berdasarkan asalnya,
radioaktivitas
dikelompokkan menjadi radioaktivitas alam,
dan radioaktivitas buatan, yaitu
hasil kegiatan yang dilakukan manusia. Dalam radioaktivitas alam, ada yang
berasal dari alam dan dari radiasi kosmik. Radioaktivitas buatan dipancarkan
oleh radioisotop yang sengaja
dibuat manusia, dan
berbagai jenis radionuklida dibuat
sesuai dengan penggunaannya.
Radioaktivitas alam antara lain:
a.
Radioaktivitas primordial
Pada
litosfer, banyak terdapat inti radioaktif yang sudah ada bersamaan dengan
terjadinya bumi, yang tersebar secara luas yang disebut radionuklida alam.
Radionuklida alam banyak terkandung dalam berbagai macam materi dalam
lingkungan, misalnya dalam air, tumbuhan, kayu, bebatuan, dan bahan bangunan. Radionuklida
primordial dapat ditemukan juga di dalam tubuh mausia. Terutama
radioisotop yang terkandung dalam kalium
alam. Uraian lengkap mengenai radioaktivitas alam dijelaskan pada pokok bahasan "inti radioaktif alam
(08-01-01-02)".
b.
Radioaktivitas yang berasal dari radiasi kosmik
Pada
saat radiasi kosmik masuk ke dalam atmosfer bumi, terjadi interaksi dengan inti
atom yang ada
di udara menghasilkan berbagai
macam radionuklida. Yang
paling banyak dihasilkan adalah H-3 dan C-14. Radioaktivitas
Buatan. Adapun radioaktivitas
buatan merupakan hasil dari beberapa sebab berikut:
a.
Radioaktivitas yang berhubungan
dengan pembangkit listrik tenaga nuklir
Energi yang dihasilkan oleh
proses peluruhan dapat digunakan
sebagai pembangkit listrik
tenaga nuklir. Dalam
instalasi pembangkit listrik tenaga nuklir, faktor keselamatan
radiasi menjadi prioritas
yang utama, dan
dengan berkembangnya teknologi
pembangkit listrik tenaga nuklir, maka tingkat keselamatan
radiasinya pun semakin tinggi.
b.
Radioaktivitas akibat percobaan
senjata nuklir
Radioaktivitas yang berasal dari jatuhan radioaktif akibat
percobaan senjata nuklir disebut fall
out. Tingkat radioaktivitas dari fall out yang paling tinggi terjadi
pada tahun 1963 dan setelah itu
jumlahnya terus menurun.
Hal itu disebabkan
pada tahun 1962
Amerika dan Rusia mengakhiri percobaan senjata nuklir di
udara.
c.
Radioaktivitas dalam kedokteran
Radioaktivitas yang
berasal dari radioisotop
dalam bidang kedokteran digunakan misalnya
untuk diagnosis, terapi,
dan sterilisasi alat
kedokteran. Uraian lengkap
dari penggunaan radioaktivitas di bidang
kedokteran dapat dibaca pada pokok bahasan
penggunaan radiasi dalam bidang
kedokteran.
d.
Radioaktivitas dalam rekayasa
teknologi
Penggunaan
radiasi dalam bidang
pengukuran (gauging), analisis
struktur materi, pengembangan
bahan-bahan baru, dan
sebagai sumber .
e.
Radioaktivitas dalam bidang pertanian
Penggunaannya
dalam bioteknologi, pembasmian
serangga atau penyimpanan
bahan pangan, dan teknologi pelestarian
lingkungan.
Sebuah inti dapat berada dalam keadaan ikat yang
energinya lebih tinggi daripada keadaan dasar, seperti juga atom bisa berada
dalam keadaan seperti itu. Inti tereksitasi diberi tanda bintang setelah
lambang yang biasa dipakai, misalnya
*. Inti tereksitasi kembali ke keadaan dasar dengan
memancarkan foton yang energinya bersesuaian dengan perbedaan energi antara
berbagai keadaan awal dan keadaan akhir dalam transisi yang bersangkutan. Foton
yang dipancarkan oleh inti daerah energinya berbeda-beda hingga mencapai
beberapa MeV dan secara tradisional disebut sinar gamma. Sebagai
alternatif lain dari peluruhan gamma, dalam beberapa kasus inti tereksitasi
dapat kembali ke keadaan dasar dengan memberikan energi eksitasinya ke salah
satu elektron orbital di sekelilingnya. Kita dapat membayangkan proses yang
dikenal sebagai konversi intermal ini sebagai jenis efek fotolistrik di mana
sebuah foton nuklir diserap oleh elektron atomik; lebih cocok dengan eksperimen
jika kita menganggap konversi intermal menyatakan transfer langsung energi
eksitasi dari sebuah inti ke sebuah elektron. Elektron yang terpancar memiliki
energi kinetik sama dengan energi eksitasi nuklir yang hilang dikurangi energi
ikat elektron itu dalam sebuah atom. Kebanyakan inti tereksitasi memiliki umur
paroh yang pendek terhadap peluruhan gamma, tetapi beberapa tetap tereksitasi.
Stabilitas dari unsur – unsur yang mempunyai atom
rendah ditandai dengan adanya gaya tarik-menarik inti yang sangat besar antar –
antara proton – proton dan netron –
netron. Unsur-unsur adalah yang paling
stabil bila mana jumlah netron dan proon dalam intinya sama. Namun
demikia, unsur – unsur yang lebih ringan dapat dibuat radioaktif dengan jalan
mengubah kesetimbangn neutron-protonnya. Ini dapat dilakukan dengan jalan
menembakkan partikel-partikel seperti proton,deutron ( inti dari atom
deutrium), partikel α ( alfa ) dan netron, pada suatu inti yang stabil untuk
membentuk isotop-isotop radioaktif. Reaksi – reaksi ini dapat dilakukan dalam
cycloron dan reaktor uranium. Dalam cycloron, partikel-partikel gas yang
terionisasi dipercepat melalui jalan berputar dengan menggunakan medan magnit
intensitas tinggi.
Bilamana partikel-partikel tersebut telah
mendapatkan cukup energi, mereka dibuat mengenai suatu sasaran yang lalu
menjadi radio aktif atau menyebabkan radioaktifitas dalam zat lainnya. Reaktor uranium tergantung pada kenyataan bahwa
bilamana
dibombardir
dengan netron, ia akan terbagi menjadi produk-produk pembelahan yang
mempunyai nomor massa yang berjarak lebar. Netron netron dilepaskan dalam
reaksi dan ini akan memborbardir inti lain sehingga terjadi reaksi berantai.
Jadi,jumlah besar netron yang dihasilkan dapat digunakan untuk menghasilkan
zat-zat radioaktif. Sejumlah pembuatan bom atom
untuk keperluan perang dan keperluan pada waktu damai yaitu pembelahan
inti.
Enegi yang besar dapat diperoleh karena beberapa
dari massanya diubah menjadi energi sesuai dengan persaman einstein. Pada dasarnya teori yang pertama didasrkan atas konsep bohr mengenai ko
valensi dari G.N lewis, sedang teori yang kedua didasrkan atad gambaran kuantum
mekanik sari stuktur atom. Teori yang pertma lebih banyak digunakan oleh ahli
kimia organik, meskipun perhatian meningkat pada mekanisme reaksi dan
sifat-sifat fisika dari molekul-molekul organik, seperti fenomena asam- basa
dan kompleksasi.
(www.warintek.ristek.go.id/nuklir/radioaktivitas.pdf)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Peralatan, Komponen dan
Bahan
3.1.1 Peralatan
1.
Tabung Geiger Muler
(GM)
Fungsi : sebagai alat pendeteksi dan pengukur radiasi nuklir
2.
Scaller (Ratemeter)
Fungsi : untuk menampilkan pembacaan hasil laju pencacahan.
3.
Stopwatch
Fungsi : untuk menghitung lamanya waktu pencacahan
4.
Kabel Croaxial
Fungsi : untuk menghubungkhan tabung GM dengan scaler
5.
Rak Tabung
Fungsi : sebagai penyangga
tabung Geiger Muller
6.
Penjepit (Pinset)
Fungsi : sebagai alat untuk mengambil bahan radioaktif
7.
Serbet
Fungsi : untuk membersihkan peralatan yang telah digunakan
8.
Tissu
Fungsi : untuk membersihkan peralatan yang telah digunakan
9.
Sarung Tangan
Fungsi : sebagai pelindung
tangan dari kontak langsung dengan Tabung Geiger Muller
10.
Absorber
a.
Absorber Kertas
Fungsi : sebagai bahan penyerap radiasi alfa
b.
Absorber aluminium
Fungsi : sebagai bahan penyerap
radiasi beta
c.
Absorber Timbal
Fungsi :
sebagai bahan penyerap radiasi gamma
11.
Masker
Fungsi
: sebagai penyaring udara dari kontaminan
tebu dan lain sebagainya yang akan terhisap tubuh.
3.1.2
Bahan
1.
Am-241
Fungsi : sebagai sumber radiasi alpha (
)
2.
Sr-90
Fungsi : sebagai sumber radiasi beta (
)
3.
Co-60
Fungsi sebagai sumber radiasi gamma (
)
3.2 Prosedur Percobaan
3.2.1 Tanpa Unsur
Tanpa Absorber
1. Disiapkhan peralatan diatas meja percobaan
2. Dihubungkan Scaler dengan Tabung Geiger Muller
3. Dihidupkhan scaler dan ditunggu beberapa saat sampai
tegangan stabil
4. Diukur cacah background (tanpa
unsure radiaktif dan absorber) dengan menggunakan scaler sebanyak 3 kali
5. Dicatat hasilnya pada data percobaan
3.2.2 Am-241
dengan absorber kertas
1. Disiapkhan peralatan diatas
meja percobaan
2. Dihubungkan Scaler dengan Tabung Geiger Muller
3. Dihidupkhan scaler dan ditunggu beberapa saat sampai
tegangan stabil
4. Diletakhan unsure-unsure Am-241 pada rak tabung GM
5. Diukur pencacahanya tanpa absorber sebanyak 3 kali
6. Dicatat hasilnya pada data percobaan
7. Diletakan absorber kertas pada rak tabung GM tepat
diatas unsure Am-241
8. Diukur cacah background dengan menggunakan scaler
sebanyak 3 kali
9. Dicatat hasilnya pada data percobaan
3.2.3 Sr-90 dengan
absorber kertas dan absorber aluminium
1. Disiapkhan peralatan diatas meja percobaan
2. Dihubungkan Scaler dengan Tabung Geiger Muller
3. Dihidupkhan scaler dan ditunggu beberapa saat sampai
tegangan stabil
4. Diletakhan unsure-unsure Sr-90 pada rak tabung GM
5. Diukur pencacahanya tanpa absorber sebanyak 3 kali
6. Dicatat hasilnya pada data percobaan
7. Diletakhan absorber kertas pada rak tabung GM tepat
diatas unsure Sr-90
8. Diukur cacah background dengan menggunakan scaler
sebanyak 3 kali
9. Dicatat hasilnya pada data percobaan
10. Diganti absorber kertas dengan dengan absorber Al
11. Diletakhan absorber Al pada rak tabung GM tepat
diatas unsure Sr-90
12. Diukur cacah background dengan menggunakan scaler
sebanyak 3 kali
13. Dicatat hasilnya pada data percobaan
3.2.4 Co-60
dengan absorber kertas, absorber Al, dan absorber Pb
1. Disiapkhan peralatan diatas meja percobaan
2. Dihubungkan Scaler dengan Tabung Geiger Muller
3. Dihidupkhan scaler dan ditunggu beberapa saat sampai
tegangan stabil
4. Diletakhan unsure-unsure Co-60 pada rak tabung GM
5. Diukur pencacahanya tanpa absorber sebanyak 3 kali
6. Dicatat hasilnya pada data percobaan
7. Diletakan absorber kertas pada rak tabung GM tepat
diatas unsure Co-60
8. Diukur cacah background dengan menggunakan scaler
sebanyak 3 kali
9. Dicatat hasilnya pada data percobaan
10. Diganti absorber kertas dengan dengan absorber Al
11. Diletakan absorber Al pada rak tabung GM tepat
diatas unsure Co-60
12. Diukur cacah background dengan menggunakan scaler
sebanyak 3 kali
13. Dicatat hasilnya pada data percobaan
14. Diganti absorber Al dengan dengan absorber Pb
15. Diletakan absorber Pb pada rak tabung GM tepat
diatas unsure Co-60
16. Diukur cacah background dengan menggunakan scaler
sebanyak 3 kali
17. Dicatat hasilnya pada data percobaan
DAFTAR
PUSTAKA
Moechtar, 1990.Farmasi Fisika.. Yogyakarta:Gajah Mada University Press.
Hal: 16 – 19
Susetyo,W, 1988.Spektoskopi Gamma .Yogyakarta:Gajah Mada University Press.
Hal: 19 – 24
http://www.warintek.ristek.go.id/nuklir/radioaktivitas.pdf
Tanggal akses: 12 November 2013. 12.34 WIB.
Tugas Persiapan Praktikum Fisika Inti
NAMA : Rinto
P
NIM :
100801050
JUDUL : SIFAT RADIOAKTIF
Soal
1.
Salah
satu sifat unsur radioaktif adalah melakukan peluruhan agar menjadi unsur yang
stabil. Sebutkan dan jelaskan lima jenis peluruhan radioaktif !
2.
Am-241
mempunyai konstanta peluruhan sebesar 2,3030 x 10-9 det-1.
Berapa lama waktu yang diperlukhan agar unsur polonium tersebut berkurang
menjadi 1/100 dari semula
3.
Jelaskan
pengertian dari radioaktif serta
pembagiannya
Jawab
1.
1. Peluruhan
Alpha (Alpha Decay)
Inti-inti
radioaktif secara spontan menjadi inti turunan yang kadang-kadang memancarkan
partikel α. Pada umumnya diikuti pula dengan peluruhan radiasi gamma. Radiasi
alpha mempunyai spektrum energi yang diskrit. Radioisotop yang memancarkan
radiasi alpha maka nomor massa akan berkurang 4 dan nomor atomnya berkurang 2,
sehingga radiasi alpha disamakan dengan pembentukan inti Helium yang bermuatan
+2 (
).
Berdasarkan hukum kekekalan jumlah muatan dan nucleon maka peluruhan
partikel α memenuhi hubungan yang dapat dinyatakan sebagai berikut:
X
adalah unsur induk dan Y adalah unsur turunan.
Contoh
peluruhan α terjadi pada peluruhan Plutonium:
2. Peluruhan
Beta Minus ( Beta Minus Decay )
Peluruhan
beta (β) adalah suatu proses peluruhan radioaktif dengan muatan inti berubah
tetapi jumlah nukleonnya tetap. Radiasi beta minus disamakan dengan pemancaran
elektron dari suatu inti atom. Bentuk peluruhan ini terjadi pada inti yang
kelebihan neutron dan pada umumnya disertai juga dengan radiasi gamma. Radiasi
beta (baik yang positif maupun yang negatif) mempunyai spektrum energi yang
sinambung (continous) serta diikuti oleh antineutrino yang membawa kelebihan
energi yang dimiliki oleh zarah beta. Seperti halnya pada radiasi Alpha, makin
tinggi energi yang dimiliki maka makin pendek umurnya. Pada radiasi Beta minus,
nomor atomnya akan bertambah satu, sedang nomor massanya tetap. Reaksi secara
umum dapat ditulis sebagai:
Contoh
reaksi peluruhan radiasi Beta minus adalah:
⊽ disebut antineutrino yang merupakan partikel netral dengan kelajuan
c dan tidak mempunyai massa. Energi dari antineutrino bersifat kinetic. Energi
yang dilepas pada saat peluruhan yaitu:
Q =
(mx-mY)c2
Pada
gambar dibawah. merupakan gambar spektrum energi peluruhan beta yang berbentuk
spectrum kontinu.
Gambar . Spektrum
energi peluruhan beta
(http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu, 2010)
(http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu, 2010)
3. Peluruhan Beta Plus (Beta Plus
Decay)
Radiasi
ini sama dengan pancaran positron dari inti. Bentuk peluruhan ini terjadi pada
inti yang kelebihan proton. Pancaran positron dapat terjadi apabila perbedaan
energi antara inti semula dengan inti hasil paling tidak sebesar 1,02 MeV.
Menurut
Pauli, radiasi beta plus sama dengan perubahan proton menjadi neutron sehingga
nomor atomnya akan berkurang satu. Reaksi secara umum dapat ditulis sebagai
berikut:
v
adalah neutrino yaitu partikel sejenis dengan antineutrino dengan spin yang
berlawanan. Contoh peluruhan beta plus adalah sebagai berikut:
Energi disintegrasi
atau energi peluruhannya yaitu:
Q = (mx – mY + 2me)c2
Pada
radiasi Beta plus akan selalu diikuti dengan peristiwa Annihilasi, karena
begitu terbentuk zarah beta plus maka akan langsung bergabung dengan elektron
dan menghasilkan radiasi Gamma:
4. Tangkapan Elektron Orbital (K Capture)
Pada
peluruhan ini inti akan menangkap satu elektron orbital. Peristiwa ini terjadi
pada inti yang kelebihan proton tetapi tidak mempunyai cukup tenaga untuk
mengeluarkan proton dari intinya. Secara umum dapat dituliskan sebagai berikut:
Sebagai
contoh pada peristiwa peluruhan unsur Bi
Energi
disintegrasi atau energi peluruhannya adalah sebagai berikut:
Q = (mx - mY)c2
5. Peluruhan Gamma (Gamma Decay)
Suatu
inti unsur radioaktif yang mengalami peluruhan, baik peluruhan α maupun peluruhan
β atau mengalami tumbukan dengan netron biasanya berada pada keadaan
tereksitasi. Pada saat kembali ke keadaan dasarnya inti tersebut akan melepas
energi dalam bentuk radiasi gamma.
Radiasi
gamma mempunyai energi yang diskrit. Gambar 2.9. menunjukkan salah satu contoh
energi gamma dari atom cesium 137 (137Cs).
Gambar . Spektrum energi peluruhan gamma
atom cesium 137
(Rapach, 2010)
Radiasi
gamma mempunyai energi yang diskrit. Energi sinar gamma (γ) akan berkurang atau
terserap oleh suatu material yang dilewatinya. Karena ada penyerapan energi
olah bahan maka intensitas dari sinar gamma akan berkurang setelah melewati
material tersebut.
I = Io.e-μx
I : intensitas sinar gamma yang berhasil melewati
material
Io : intensitas mula-mula
x : tebal material
μ : koefisien atenuasi linier atau koefisien pembanding yang besarnya tergantung sifat material penyerap dan energi sinar gamma.
Io : intensitas mula-mula
x : tebal material
μ : koefisien atenuasi linier atau koefisien pembanding yang besarnya tergantung sifat material penyerap dan energi sinar gamma.
Jika tebal material
penyerap L, maka:
Jika
intensitas I yaitu intensitas sinar gamma yang berhasil melewati material
tinggal separoh dari intensitas awal, maka tebal material tersebut dinamakan
Lapisan Harga Paroh (Half Value Layer = hvl).
2.
Dik:
N = No e
T ½ = 2,303 X 10-9 det-1
N = 1/100 No
Dit:
t?
N
= No e-
1/100 No = No e-
1/100
= e-
ln
100 = -2,303 x 10-9 det-1
t
= ln 100/ -2,303 x 10-9 det-1
t
= -4,60/ - 2,3x 109 s
3. Radioaktifitas
adalah gejala perubahan keadaan inti atom secara spontan yang disertai radiasi berupa zarah dan atau gelombang
elektomagnetik. Pembagiannya ada 2, yaitu radiaktifitas dari alam dan
radioaktifitas buatan.
BAB
IV
HASIL
PERCOBAAN
|
|
4.2 Gambar
Percobaan
|
Scaller
|
|
Kertas
|
|
Tabung GM
|
|
Rak Tabung GM
|
4.2 Analisa Data
T = 32 Tahun = 1.009.152.000 s
Ro = A = 74 Kbq = 74.000 bq
· Untuk Am-241
N = 𝑚𝑟
N = 243 𝑥 6,02.1023 mol-1
N = 2,4 x 1021
𝜆 = R.N
𝜆 = 74.103
x 2,4.1021
𝜆 = 1,776.1026
m
Maka dari sini akan didapat
T1/2 =
: 0,693 / 1,776.1026
= 0,39.10-26 s
·
Untuk Sr-90
N = 𝑚𝑟
N = 87,62 𝑥 6,02.1023 mol-1
N = 6,87x 1021
𝜆 = R.N
𝜆 = 74.103 x 6,87.1021
𝜆 =5,08 .1026 m
Maka dari sini akan didapat
T1/2
=
: 0,693 / 5,08 .1026
= 1,36 .10-27 s
·
Untuk Co-60
N = 𝑚𝑟
N = 58,9 𝑥 6,02.1023 mol-1
N = 1,02 x 1022
𝜆 = R.N
𝜆 = 74.103 x 1,02.1022
𝜆 =7,548.1026 m
Maka dari sini akan didapat
T1/2
=
: 0,693 / 7,548.1026
= 9,18.10-28 s
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Dari percobaan diketahui jenis-jenis peluruhan radioaktivitas yaitu
·
Peluruhan Alpha (Alpha Decay)
·
Tangkapan Elektron Orbital (K
Capture)
·
Peluruhan Beta Plus (Beta Plus Decay)
·
Peluruhan Beta Minus ( Beta Minus
Decay )
·
Peluruhan Gamma (Gamma Decay)
2. Sifat-sifat radioaktif
adalah sebagai berikut ini:
a) Radiasi
·
Dibelokkan oleh medan magnet ke arah kutub negative
·
Bermuatan listrik positif
·
Merupakan partikel bermassa
·
Dari hasil penyelidikan diketahui bahwa artikel apha merupakan inti atom
helium (He)
b) Radiasi
plus
·
Dibelokkhan oleh medan magnet kea rah kutub positif
·
Bermuatan listrik negative
·
Tidak mempunyai massa
·
Atom bertambah satu
c) Radiasi
Minus
·
Dibelokkhan oleh medan magnet kea rah kutub positif
·
Bermuatan listrik negative
·
Tidak mempunyai massa
·
Atom Berkurang satu
d) Radiasi
Tangkapan Orbital
·
Dapat menangkap satu elektron orbital
·
Biasanya terjadi pada inti yang kelebihan proton
e) Radiasi
·
Tidak dapat dibelokhan oleh medan magnet
·
Tidak bermuatan listrik
·
Tidak memiliki massa
·
Mempunyai sifat yang sama dengan sinar X, tetapi panjang gelombangnya
lebih pendek
·
Merupakan gelombang elektromagnetik
3. Aplikasi radioaktif
·
Perunut (penjejek) dalam bidang kesehatan. Contohnya iodium digunakan
untuk mengukur berapa baik kelenjar bekerja
·
Mendeteksi penyempitan pembuluh darah menggunakan larutan NaCl yang
radioaktif
·
Menganalisis material menggunakan metode neutron activation analisis
(analisis aktivasi neutron)
·
Terapi radiasi, contohnya radiasi tumor dengan Co-60
·
Pengamatan makanan, radiasi dapat digunakan untuk membunuh bateri dan
jamur
·
Menentukhan umur fosil dengan
radioaktif (radioactive dating)
·
Detektor asap dengan menggunakhan sinar
4.
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan,
diketahui bahwa sifat-sifat radioaktif dari unsur-unsur radioaktif ditentukan
oleh daya tembus terhadap absorber , nomor massa, dan juga energinya.
-
Am-241 memancarkan radiasi sinar alfa (α)
karena tidak dapat menembus absorber kertas. Hal ini disebabkan Am-241 memiliki
energi radiasi sebesar 0.02-0.06 MeV dan memiliki nomor massa 241. Am-241 tidak
dapat menembus kertas karena sinar alfa (α) tidak dapat dibelokkan oleh medan
magnet dan bermuatan positif.
-
Sr-90 memancarkan sinar beta (β) karena unsur
tidak dapat menembus absorber alumunium (Al) dan hanya dapat menembus absorber
kertas. Hal ini disebabkan Sr-90 hanya memiliki energi radiasi sebesar 0.54 MeV
dan memiliki nomor massa 90. Dan Sr-90 tidak dapat menembus alumunium (Al)
karena sinar beta (β) dapat dibelokkan oleh medan magnet dan bermuatan negatif.
-
Co-60 memancarkan sinar gamma (γ) karena
tidak dapat menembus absorber timbal (Pb) dan hanya menembus absorber kertas dan absorber alumunium (Al). Hal ini
Co-60 memiliki energi radiasi sebesar 1.17 MeV dan 1.33 MeV dan memiliki nomor
massa 60. Dan Co-60 ini tidak dapat menembus timbal (Pb) dan dapat menembus
kertas dan alumunium karena sinar gamma (γ) tidak dapat dibelokkan medan magnet
dan bermuatan nol atau tidak bermuatan.
5.2 Saran
1. Sebaiknya praktikan selanjutnya dapat menjaga
ketertiban dilaboratorium dan membawa peralatan yang digunakan dalam percobaan.
2. Sebaiknya praktikan selanjutnya lebih
memahami teori tentang judul percobaan.
3. Sebaiknya praktikan selanjutnya lebih teliti
dalam percobaan.
No comments:
Post a Comment