kimia anorganik

51
Diajukan untuk memenuhi Tugas Mata Kuliah Kimia Anorganik Dosen Mata Kuliah : Candra Irawan,M.Si Kartini Afriyani,S.Si Disusun oleh: Kelompok 2 (kelas 1A) Aditya Suryadarma Nurina Imannisa Sari Malam Shadiah Aspuri

Upload: nurina-imannisa

Post on 18-Feb-2015

138 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

radioaktif

TRANSCRIPT

Page 1: kimia anorganik

Diajukan untuk memenuhi Tugas Mata Kuliah Kimia Anorganik

Dosen Mata Kuliah :

Candra Irawan,M.Si

Kartini Afriyani,S.Si

Disusun oleh: Kelompok 2 (kelas 1A)

Aditya Suryadarma

Nurina Imannisa

Sari Malam

Shadiah Aspuri

Akademi Kimia Analisi Bogor

Jalan Pangeran Sogiri Nomor 283 Tanah Baru

Page 2: kimia anorganik

PEMBAHASAN

A. Penemuan

Radioaktivitas pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri

Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Material semacam ini akan

berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir

pendaran yang dihasilkan tabung katoda oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan

fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan

menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil

sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto

ketika ia menggunakan garam uranium tesebut.

Tetapi kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena

peristiwa fosforesensi, pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Juga,

garam uranium nonfosforen dan bahkan uranium metal dapat juga menimbulkan efek bintik

hitam pada pelat.

1

Page 3: kimia anorganik

Partikel Alfa tidak mampu menembus selembar kertas, partikel beta tidak mampu

menembus pelat alumunium. Untuk menghentikan gamma diperlukan lapisan metal tebal,

namun karena penyerapannya fungsi eksponensial akan ada sedikit bagian yang mungkin

menembus pelat metal.

Pada awalnya tampak bentuk radiasi yang baru ditemukan ini mirip dengan penemuan

sinar-X. Akan tetapi, penelitian selanjutnya yang dilakukan oleh Becquerel, Marie Curie,

Pierre Curie, Ernest Rutherford dan ilmuwan lainnya menemukan bahwa radiaktivitas jauh

lebih rumit ketimbang sinar-X. Beragam jenis peluruhan bisa terjadi.

Sebagai contoh, ditemukan bahwa medan listrik atau medan magnet dapat memecah

emisi radiasi menjadi tiga sinar. Demi memudahkan penamaan, sinar-sinar tersebut diberi

nama sesuai dengan alfabet yunani yakni alpha, beta, dan gamma, nama-nama tersebut masih

bertahan hingga kini. Kemudian dari arah gaya elektromagnet, diketahui bahwa sinar alfa

mengandung muatan positif, sinar beta bermuatan negatif, dan sinar gamma bermuatan netral.

Dari besarnya arah pantulan, juga diketahui bahwa partikel alfa jauh lebih berat ketimbang

partikel beta. Dengan melewatkan sinar alfa melalui membran gelas tipis dan menjebaknya

dalam sebuah tabung lampu neon membuat para peneliti dapat mempelajari spektrum emisi

dari gas yang dihasilkan, dan membuktikan bahwa partikel alfa kenyataannya adalah sebuah

inti atom helium. Percobaan lainnya menunjukkan kemiripan antara radiasi beta dengan sinar

katoda serta kemiripan radiasi gamma dengan sinar-X.

Para peneliti ini juga menemukan bahwa banyak unsur kimia lainnya yang

mempunyai isotop radioaktif. Radioaktivitas juga memandu Marie Curie untuk mengisolasi

radium dari barium; dua buah unsur yang memiliki kemiripan sehingga sulit untuk

dibedakan.

Bahaya radioaktivitas dari radiasi tidak diketahui. Efek akut dari radiasi pertama kali

diamati oleh insinyur listrik Amerika Elihu Thomson yang secara terus menerus

mengarahkan sinar-X ke jari-jarinya pada 1896. Dia menerbitkan hasil pengamatannya terkait

dengan efek bakar yang dihasilkan. Bisa dikatakan ia menemukan bidang ilmu fisika medik

(health physics) untungnya luka tersebut sembuh dikemudian hari.

2

Page 4: kimia anorganik

Efek genetis radiasi baru diketahui jauh dikemudian hari. Pada tahun 1927 Hermann

Joseph Muller menerbitkan penelitiannya yang menunjukkan efek genetis radiasi. Pada tahun

1947 dimendapat penghargaan hadiah Nobel untuk penemuannya ini.

Sebelum efek biologi radiasi diketahui, banyak perusahan kesehatan yang

memasarkan obat paten yang mengandung bahan radioaktif; salah satunya adalah

penggunaan radium pada perawatan enema. Marie Curie menentang jenis perawatan ini, ia

memperingatkan efek radiasai pada tubuh manusia belum benar-benar diketahui (Curie

dikemudian hari meninggal akibat Anemia Aplastik, yang hampir dipastikan akibat lamanya

ia terpapar Radium). Pada tahun 1930-an produk pengobatan yang mengandung bahan

radioaktif tidak ada lagi dipasaran bebas.

B. DEFINISI

Unsur radioaktif adalah unsur yang dapat memancarkan sinar radioaktif. Setiap spesi

nuklir yang ditandai dengan bilangan massa A, nomor atom Z, dan bilangan neutron N

disebut nuklida.

ZXN

 Macam-macam nuklida, yaitu:

1. Nuklida stabil

Nuklida ini stabil atau keradioaktifannya tidak terdeteksi.

2. Radionuklida alam primer

3

A

Page 5: kimia anorganik

Nuklida ini radioaktif dan dapat ditemukan di alam.

waktu paruh 4,5 x 109 tahun

3. Radionuklida alam sekunder

Nuklida ini radioaktif dan dapat ditemukan di alam. Waktu paruhnya pendek dan dibentuk

secara kontinu dari radionuklida alam primer.

4. Radionuklida alam tereduksi

Misalnya yang terbentuk karena antaraksi sinar kosmik dengan nuklida di

atmosfir.

Pengelompokan nuklida:

a. Isotop: nuklida yang mempunyai nomor atom (Z) sama  tetapi bilangan massa (A) dan

neutron (N) berbeda.

Contoh:

Isotop-isotop suatu unsur mempunyai sifat-sifat kimia yang sama. Sifat kimia ini

bergantung pada nomor atomnya.

b. Isobar: nuklida yang mempunyai bilangan massa sama tetapi nomor atomnya berbeda.

Contoh:

4

Page 6: kimia anorganik

Isobar-isobar suatu unsur mempunyai sifat kimia dan fisika yang berbeda sebab nomor

atomnya berbeda.

c. Isoton: nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama. Karena nomor atomnya berbeda,

maka isoton-isoton memiliki sifat fisika dan kimia yang berbeda.

Contoh:

C. Kestabilan Inti

Kestabilan inti tidak dapat diprediksi dengan suatu ketentuan, namun terdapat aturan

empiris yang dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang radioaktif dengan

cara sebagai berikut:

Semua inti mengandung 84 proton ( Z=84 ), jika proton lebih dari 84 maka unrur

tersebut tidak stabil.

Dengan menggunakan aturan ganjil genap, inti yang mengandung jumlah proton

genap dan jumlah neutron genap akan lebih stabil dari pada inti yang mengandung

jumlah proton ganjil dan jumlah neutronnya ganjil.

Atau dengan menggunakan bilangan sakti dan sering disebut magic number. Pada hal

ini, inti yang stabil apabila terdapat jumlah proton dan neutronnya sama dengan

bilangan sakti atau konfigurasi kulit tertutup untuk proton dan neutron.

Untuk proton : 2, 8, 20, 28, 50, dan 82

Untuk neutron : 2, 8, 20, 28, 50, 82, dan 126

5

Page 7: kimia anorganik

Isotop-isotop yang stabil: , ,

Kestabilan ini dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron/proton (N/Z)

Inti yang stabil apabila N/Z di antara 1- 1,6

Cara mencapai kestabilan untuk inti ringan berbeda dengan inti berat

Inti ringan

Untuk inti dengan di atas pita kestabilan, maka inti tersebut harus memperkecil .

Hal ini dapat terjadi bila:

1. Memancakan sinar beta

+

Contoh: +

2. Jika inti memancarkan partikel neutron

Contoh: +

Inti tersebut harus memperbesar harga . Hal ini dapat terjadi bila:

1. Memancakan positron

+

6

Page 8: kimia anorganik

Contoh: +

2. Inti menangkap elektron dari kulit yang terdekat (kulit K).

Contoh: +

 Inti berat

Untuk unsur radioaktif dengan Z>83 dalam usaha mendapatkan yang stabil dapat

dilakukan dengan beberapa ion diantaranya inti membebaskan dua proton dan dua neutron

bersama-sama dalam bentuk pancaran partikel α ( ).

Contoh: +

D. Deret Keradioaktifan

7

Page 9: kimia anorganik

Merupakan kelompok yang terbentuk dari satu nuklida radioaktif yang berturut- turut

memancarkan partikel alfa atau beta.

Pada saat pemancaran radiasi terbentuk atom dari unsur yang berlainan.

Deret ini dimulai dari unsur indux yang meluruh terus- menerus, membentuk atom

baru sehingga akhirnya membentuk atom yang tidak radioaktif.

Terdapat 3 deret keradioaktifan atom, yaitu deret thonium, uranium dan aktinium dan

deret keempat ada deret keradioaktifan buatan ( deret neptunium).

Hasil terakhir deret keradioaktifan atom adalah unsur Pb, sedangkan hasil terakhir

dari deret keradioaktifan buatan adalah unsur bismut.

E.Pita Kestabilan

Unsur-unsur dengan nomor atom rendah dan sedang kebanyakan mempunyai nuklida

stabil maupun tidak stabil (radioaktif). Contoh pada atom hidrogen, inti atom protium dan

deuterium adalah stabil sedangkan inti atom tritium tidak stabil. Waktu paruh tritium sangat

pendek sehingga tidak ditemukan di alam. Pada unsur-unsur dengan nomor atom tinggi tidak

ditemukan inti atom yang stabil. Jadi faktor yang memengaruhi kestabilan inti atom adalah

angka banding dengan proton.

Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap

proton agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan. Bagi nuklida dengan Z = 20,

8

Page 10: kimia anorganik

perbandingan neutron terhadap proton (n/p) sekitar 1,0 sampai 1,1. Jika Z bertambah maka

perbandingan neutron terhadap proton bertambah hingga sekitar 1,5.

Inti atom yang tidak stabil akan mengalami peluruhan menjadi inti yang lebih stabil

dengan cara:

F. Reaksi pada Inti

Reaksi yang terjadi di inti atom dinamakan reaksi nuklir. Jadi Reaksi nuklir melibatkan

perubahan yang tidak terjadi di kulit elektron terluar tetapi terjadi di inti atom. Reaksi nuklir

memiliki persamaan dan perbedaan dengan reaksi kimia biasa. Persamaan reaksi nuklir

dengan reaksi kimia biasa, antara lain seperti berikut.

a. Ada kekekalan muatan dan kekekalan massa energi.

b. Mempunyai energi pengaktifan.

c. Dapat menyerap energi (endoenergik) atau melepaskan energi (eksoenergik).

9

Page 11: kimia anorganik

Perbedaan antara reaksi nuklir dan reaksi kimia biasa, antara lain seperti berikut:

a. Nomor atom berubah.

b. Pada reaksi endoenergik, jumlah materi hasil reaksi lebih besar dari pereaksi, sedangkan

dalam reaksi eksoenergik terjadi sebaliknya.

c. Jumlah materi dinyatakan per partikel bukan per mol.

d. Reaksi-reaksi menyangkut nuklida tertentu bukan campuran isotop.

Reaksi nuklir dapat ditulis seperti contoh di atas atau dapat dinyatakan seperti berikut.

Pada awal dituliskan nuklida sasaran, kemudian di dalam tanda kurung dituliskan proyektil

dan partikel yang dipancarkan dipisahkan oleh tanda koma dan diakhir perumusan dituliskan

nuklida hasil reaksi.

Contoh

Ada dua macam partikel proyektil yaitu:

a. Partikel bermuatan seperti, atau atom yang lebih berat seperti

b. Sinar gamma dan partikel tidak bermuatan seperti neutron.

Contoh

1. Penembakan dengan partikel alfa

10

Page 12: kimia anorganik

2.  Penembakan dengan proton

3. Penembakan dengan neutron

a. Reaksi Pembelahan Inti

Sesaat sebelum perang dunia kedua beberapa kelompok ilmuwan mempelajari hasil reaksi

yang diperoleh jika uranium ditembak dengan neutron. Otto Hahn dan F. Strassman,

berhasil mengisolasi suatu senyawa unsur golongan II A, yang diperoleh dari penembakan

uranium dengan neutron. Mereka menemukan bahwa jika uranium ditembak dengan neutron

akan menghasilkan beberapa unsur menengah yang bersifat radioaktif. Reaksi ini disebut

reaksi pembelahan inti atau reaksi fisi.

Contoh reaksi fisi:

Dari reaksi fisi telah ditemukan lebih dari 200 isotop dari 35 cara sebagai hasil

pembelahan uranium-235. Ditinjau dari sudut kestabilan inti, hasil pembelahan mengandung

banyak proton. Dari reaksi pembelahan inti dapat dilihat bahwa setiap pembelahan inti oleh

satu neutron menghasilkan dua sampai empat neutron. Setelah satu atom uranium-235

mengalami pembelahan, neutron hasil pembelahan dapat digunakan untuk pembelahan atom

11

Page 13: kimia anorganik

uranium-235 yang lain dan seterusnya sehingga dapat menghasilkan reaksi rantai. Bahan

pembelahan ini harus cukup besar sehingga neutron yang dihasilkan dapat tertahan dalam

cuplikan itu. Jika cuplikan terlampau kecil, neutron akan keluar sehingga tidak terjadi reaksi

rantai.

b. Reaksi Fusi

Pada reaksi fusi, terjadi proses penggabungan dua atau beberapa inti ringan menjadi inti

yang lebih berat. Energi yang dihasilkan dari reaksi fusi lebih besar daripada energy yang

dihasikan reaksi fisi dari unsur berat dengan massa yang sama. Perhatikan reaksi fusi dengan

bahan dasar antara deuterium dan litium berikut:

Reaksi-reaksi fusi biasanya terjadi pada suhu sekitar 100 juta derajat celsius. Pada suhu ini

terdapat plasma dari inti dan elektron. Reaksi fusi yang terjadi pada suhu tinggi ini disebut

reaksi termonuklir. Energi yang dihasikan pada reaksi fusi.

G. Sinar-sinar radioaktif

12

Page 14: kimia anorganik

Pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa radiasi yang dipancarkan zat

radioaktif dapat dibedakan atas dua jenis berdasarkan muatannya. Radiasi yang bermuatan

positif dinama sinar alfa, dan yang bermuatan negatif diberi nama sinar beta . Selanjutnya

Paul U.Viillard menemukan jenis sinar yang ketiga yang tidak bermuatan dan diberi nama

sinar gamma.

a. Sinar alfa ( α )

Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. Partikel sinar alfa

sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah

partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti

dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar

daya tembus sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar-sinar radioaktif. Diudara

hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alfa

dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya

ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu

mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi. Akhirnya partikel alfa

akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom 

b. Sinar beta (β)

Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan

berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan -1e dan

bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa

sehingga dinyatakan dengan notasi . Energi sinar beta sangat bervariasi,

mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih

lemah. Sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam udara

kering dan dapat menembus kulit.

c. Sinar gamma ( γ )

13

Page 15: kimia anorganik

Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetek berenergi tinggi, tidak bermuatan dan

tidak bermassa. Sinar  γ dinyatakan dengan notasi gamma. Sinar gamma mempunyai

daya tembus. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang

memancarkan sinar X dan sinar Positron. Sinar X adalah radiasi sinar

elektromagnetik.

Kuat radiasi suatu bahan radioaktif adalah jumlah partikel (α, β, γ) yang dipancarkan tiap

satuan waktu.

R = λ N

R = kuat radiasi satuan Curie

1 Curie (Ci) = 3,7 x 1010 peluruhan per detik.

λ = konstanta pelurahan, tergantung pada jenis isotop dan jenis pancaran radioaktif, yang

menyatakan kecepatan peluruhan inti.

N = jumlah atom.

H. Deret Keradioaktifan

Deret keradioaktifan merupakan kelompok unsur yang terbentuk dari satu nuklida

radioaktif yang berturut-turut memancarkan partikel alfa atau partikel beta. Pada setiap

pancaran radiasi terbentuk atom dari unsur yang berlainan. Deret ini dimulai dari unsur induk

yang meluruh terus-menerus membentuk atom baru sehingga akhirnya membentuk atom

yang tidak radioaktif.

Ada tiga deret keradioaktifan alam yaitu deret thorium, deret uranium, dan deret

aktinium. Deret thorium dan deret uranium diberi nama sesuai dengan nama anggota yang

mempunyai waktu paruh terpanjang yaitu berturut-turut 1,39 x 1010 dan 4,51 x 109 tahun.

14

Page 16: kimia anorganik

Induk deret uranium bukan seperti yang diduga semula yaitu unsur aktinium, tetapi unsur

yang mempunyai waktu paruh 7,13 x 108 tahun yang kadang-kadang disebut aktinouranium.

Bilangan massa thorium adalah 232 merupakan kelipatan 4 yaitu 4 x 58. Oleh karena

pada pancaran alfa bilangan massa berkurang dengan 4 dan pada pancaran beta tidak terjadi

perubahan massa yang berarti, maka bilangan massa setiap anggota deret thorium dapat

dinyatakan dengan 4n dan n adalah angka 58 (thorium) sampai 52 (thorium D).

Dengan cara yang sama dapat ditunjukkan bahwa deret uranium dinyatakan dengan

4n + 2 dan deret aktinium dinyatakan dengan 4n + 3. Tidak ada anggota deret keradioaktifan

alam yang bilangan massanya dinyatakan dengan 4n + 1.

Deret keradioaktifan keempat adalah deret keradioaktifan buatan yang disebut deret

neptunium karena neptunium adalah anggota dengan waktu paruh terpanjang yaitu 2,20 x 106

tahun, dan bilangan massa dinyatakan dengan 4n + 1.

Hasil terakhir dari deret keradioaktifan alam adalah unsur Pb, sedangkan hasil terakhir

dari deret keradioaktifan buatan adalah unsur bismuth (Z=83).

Tabel Deret Keradioaktifan

Nama deret Jenis Inti terakhir (mantap) Anggota dengan

umur paling panjang

Thorium 4n 208Pb 232Th

Neptunium 4n + 1 209Bi 237Np

Uranium 4n + 2 206Pb 238U

Aktinium 4n + 3 207Pb 235U

Dengan demikian, reaksi inti menggabung nuklida ringan menjadi nuklida yang dekat

pada . Sebaliknya nuklida di atas dapat mencapai kestabilan dengan cara

tranformasi radioaktif spontan menghasilkan produk yang lebih ringan mendekati .

15

Page 17: kimia anorganik

Tabel Massa Beberapa Inti dan Partikel

Lambang Z A Massa (sma) Lambang Z A Massa (sma)

e-

n

H atau

P

He

Li

Be

B

C

O

Cr

Fe

-1

0

1

1

1

2

2

3

3

4

5

5

6

6

8

24

26

0

1

1

2

3

3

4

6

7

9

10

11

12

13

16

52

56

0,000549

1,00867

1,00728

2,01345

3,01550

3,01493

4,00150

6,01347

7,01435

9,00999

10,0102

11,0066

11,9967

13,0001

15,9905

51,9273

55,9206

Co

Ni

Pb

Po

Rn

Ra

Th

Pa

U

Pu

27

28

82

82

82

84

84

86

88

90

90

91

92

92

92

92

94

59

58

206

207

208

210

218

222

226

230

234

234

233

234

235

238

239

58,9184

57,9199

205,9295

206,9309

207,9316

209,9368

217,9628

221,9703

225,9771

229,9837

233,9942

233,9931

232,9890

233,9904

234,9934

238,0003

239,0006

Energi pengikat inti suatu inti adalah energi yang diperlukan untuk memecah inti

menjadi proton dan neutron. Jadi, energi pengikat inti Helium -4, adalah perubah energi

untuk reaksi:

4He → 2 + 2

Defek massa ini adalah jumlah massa nukleon dikurangi dengan massa inti.

Dalam Helium -4,

Defek massa = 4,03190 sma – 4,00150 sma

= 0,03040 sma

16

Page 18: kimia anorganik

Energi pengikat inti dan defek massa mencerminkan kestabilan suatu inti.

Deret keradioaktifan

(s = detik, m = menit, j = jam, h = hari, t = tahun)

23290Th

α 22888Ra

β 228

89Ac β 228

90Th α

22488Ra

α 22086Rn

1,39 x 1010 t 6,7 t 6,13 j 1,90 t 3,64 h

54,5 s α

21284Po

β α 3 x 10-7 s

21684Po

α 21282Pb

β 21283Bi 60,6 m 208

82Pb

0,158 s 10,6 j α β 3,1 m208

81Tl

Deret Thorium (4n)

23793Np

α 233

91Paβ 233

92U α 229

90Thα 225Ra

2,20 x 106 t 27,4 h 1,62 x 105 t 7340 t

14,8 h β

21384Po

α 4,2 x 10-6 s β

22589Ac

α 221

87Fr α 217

85At α 213

83Bi 47 m 20982Pb

β 209

83Bi

17

Page 19: kimia anorganik

10,0 h 4,8 m 0,018 s α β 2,2 m 3,3 j209

81Tl

Deret Neptunium (4n + 1)

23892U

α 234

90Th βɤ

23491Pa

βɤ 234

92U α

23090Th

4,5 x 109 t 24,5 h 1,14 m 2,67 x 105 t

8,3 x 104 t αɤ

21081Tl

α β

22688Ra

αɤ 222

86Rn α 218

84Po α

21482Pb

βɤ 214

83Bi 19,7 m 21082Pb

1620 t 3,82 h 3,05 m 26,8 m βɤ α214

84Po

1,5 x 10-4 s βɤ

22 t

20682Pb

αɤ 210

84Poβ

21083Bi

138 h 4,85 h

Deret Uranium (4n + 2)

22387Fr

α β 21 m

23592U

α 231

90Thβ

23191Pa

α 227

89Ac 22,0 t 22388Ra

7,13 x 108 t 25,6 j 3,43 x 104 t β α

18,6 h227

90Th

11,1 h α

18

Page 20: kimia anorganik

20782Pb

β 207

81Tlα 211

83Biβ 211

82Pbα

21584Po

α 219

86Rn

4,79 m 2,16 m 36,1 m 1,83 x 10-3 3,92

Deret Aktinium (4n + 3)

I. Peluruhan radioaktif

Neutron dan proton yang menyusun inti atom, terlihat seperti halnya partikel-partikel

lain, diatur oleh beberapa interaksi. Gaya nuklir kuat, yang tidak teramati pada skala

makroskopik, merupakan gaya terkuat pada skala subatomik. Hukum Coulomb atau gaya

elektrostatik juga mempunyai peranan yang berarti pada ukuran ini. Gaya nuklir lemah

sedikit berpengaruh pada interaksi ini. Gaya gravitasi tidak berpengaruh pada proses nuklir.

Interaksi gaya-gaya ini pada inti atom terjadi dengan kompleksitas yang tinggi. Ada sifat

yang dimiliki susunan partikel di dalam inti atom, jika mereka sedikit saja bergeser dari

posisinya, mereka dapat jatuh ke susunan energi yang lebih rendah. Mungkin bisa sedikit

digambarkan dengan menara pasir yang kita buat di pantai: ketika gesekan yang terjadi antar

pasir mampu menopang ketinggian menara, sebuah gangguan yang berasal dari luar dapat

melepaskan gaya gravitasi dan membuat tower itu runtuh.

Keruntuhan menara (peluruhan) membutuhkan energi aktivasi tertentu. Pada kasus

menara pasir, energi ini datang dari luar sistem, bisa dalam bentuk ditendang atau digeser

tangan. Pada kasus peluruhan inti atom, energi aktivasi sudah tersedia dari dalam. Partikel

mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara acak.

Gerakan teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil. Hasil perubahan

akan memengaruhi susunan inti atom; sehingga hal ini termasuk dalam reaksi nuklir,

berlawanan dengan reaksi kimia yang hanya melibatkan perubahan susunan elektron diluar

inti atom.

(Beberapa reaksi nuklir melibatkan sumber energi yang berasal dari luar, dalam bentuk

"tumbukkan" dengan partikel luar misalnya. Akan tetapi, reaksi semacam ini tidak

dipertimbangkan sebagai peluruhan. Reaksi seperti ini biasanya akan dimasukan dalam fisi

nuklir/fusi nuklir)

19

Page 21: kimia anorganik

Simbol trefoil digunakan untuk menunjukkan sebuah material radioaktif

Peluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti atom yang

tidak stabil memancarkan partikel subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah

nukleus induk dan menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak

sehingga sulit untuk memprediksi peluruhan sebuah atom.

Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah becquerel (Bq).

Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian peluruhan tiap 1 detik, maka

dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1 Bq. Karena biasanya sebuah sampel

material radiaktif mengandung banyak atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat

aktivitas yang rendah; satuan yang biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.

Mode Peluruhan

Sebuah inti radioaktif dapat melakukan sejumlah reaksi peluruhan yang berbeda. Reaksi-

reaksi tersebut disarikan dalam tabel berikut ini. Sebuah inti atom dengan muatan (nomor

atom) Z dan berat atom A ditampilkan dengan (A, Z).

Mode peluruhan Partikel yang terlibat Inti anak

Peluruhan dengan emisi nukleon:

Peluruhan alfa Sebuah partikel alfa (A=4, Z=2) dipancarkan dari inti (A-4, Z-2)

Emisi proton Sebuah proton dilepaskan dari inti (A-1, Z-1)

Emisi neutron Sebuah neutron dilepaskan dari inti (A-1, Z)

Fisi spontan Sebuah inti terpecah menjadi dua atau lebih atom

dengan inti yang lebih kecil disertai dengan

pemancaran partikel lainnya

-

Peluruhan cluster Inti atom memancarkan inti lain yang lebih kecil (A-A1, Z-Z1)

20

Page 22: kimia anorganik

tertentu (A1, Z1) yang lebih besar daripada partikel

alfa

+ (A1,Z1)

Berbagai peluruhan beta:

Peluruhan beta Sebuah inti memancarkan elektron dan sebuah

antineutrino

(A, Z+1)

Emisi positron Sebuah inti memancarkan positron dan sebuah

neutrino

(A, Z-1)

Tangkapan elektron Sebuah inti menangkap elektron yang mengorbit dan

memancarkan sebuah neutrino

(A, Z-1)

Peluruhan beta ganda Sebuah inti memancarkan dua elektron dan dua

antineutrinos

(A, Z+2)

Tangkapan elektron

ganda

Sebuah inti menyerap dua elektron yang mengorbit

dan memancarkan dua neutrino

(A, Z-2)

Tangkapan elektron

dengan emisi positron

Sebuah inti menangkap satu elektron yang

mengorbit memancarkan satu positron dan dua

neutrino

(A, Z-2)

Emisi positron ganda Sebuah inti memancarkan dua positrons dan dua

neutrino

(A, Z-2)

Transisi antar dua keadaan pada inti yang sama:

Peluruhan gamma Sebuah inti yang tereksitasi melepaskan sebuah

foton energi tinggi (sinar gamma)

(A, Z)

Konversi internal Inti yang tereksitasi mengirim energinya pada

sebuah elektron orbital dan melepaskannya

(A, Z)

Peluruhan radioaktif berakibat pada pengurangan massa, dimana menurut hukum

relativitas khusus massa yang hilang diubah menjadi energi (pelepasan energi) sesuai dengan

persamaan E = mc2. Energi ini dilepaskan dalam bentuk energi kinetik dari partikel yang

dipancarkan.

Rantai peluruhan dan mode peluruhan ganda

Banyak inti radioaktif yang mempunyai mode peluruhan berbeda. Sebagai contoh adalah

Bismuth-212, yang mempunyai tiga.

21

Page 23: kimia anorganik

Inti anak yang dihasilkan dari proses peluruhan biasanya juga tidak stabil, kadang lebih

tidak stabil dari induknya. Bila kasus ini terjadi, inti anak tadi akan meluruh lagi. Proses

kejadian peluruhan berurutan yang menghasilkan hasil akhir inti stabil, disebut rantai

peluruhan.

Keberadaan dan penerapan

Menurut teori Big Bang, isotop radioaktif dari unsur teringan (H, He, dan Li) dihasilkan

tidak berapa lama seteleah alam semesta terbentuk. Tetapi, inti-inti ini sangat tidak stabil

sehingga tidak ada dari ketiganya yang masih ada saat ini. Karenanya sebagian besar inti

radioaktif yang ada saat ini relatif berumur muda, yang terbentuk di bintang (khususnya

supernova) dan selama interaksi antara isotop stabil dan partikel berenergi. Sebagai contoh,

karbon-14, inti radioaktif yang mempunyai umur-paruh hanya 5730 tahun, secara terus

menerus terbentuk di atmosfer atas bumi akibat interaksi antara sinar kosmik dan Nitrogen.

Peluruhan radioaktif telah digunakan dalam teknik perunut radioaktif, yang digunakan

untuk mengikuti perjalanan subtansi kimia di dalam sebuah sistem yang kompleks (seperti

organisme hidup misalnya). Sebuah sampel dibuat dengan atom tidak stsbil konsentrasi

tinggi. Keberadaan substansi di satu atau lebih bagian sistem diketahui dengan mendeteksi

lokasi terjadinya peluruhan.

Dengan dasar bahwa proses peluruhan radioaktif adalah proses acak (bukan proses chaos),

proses peluruhan telah digunakan dalam perangkat keras pembangkit bilangan-acak yang

merupakan perangkat dalam meperkirakan umur absolutmaterial geologis dan bahan organik.

Laju peluruhan radioaktif

Laju peluruhan atau aktivitas dari material radioaktif ditentukan oleh:

Konstanta:

Waktu paruh - simbol t1 / 2 - waktu yang diperlukan sebuah material radioaktif

untuk meluruh menjadi setengah bagian dari sebelumnya.

22

Page 24: kimia anorganik

Rerata waktu hidup - simbol τ - rerata waktu hidup (umur hidup) sebuah

material radioaktif.

Konstanta peluruhan - simbol λ - konstanta peluruhan berbanding terbalik

dengan waktu hidup (umur hidup)

Variabel:

Aktivitas total - simbol A - jumlah peluruhan tiap detik.

Aktivitas khusus - simbol SA - jumlah peluruhan tiap detik per jumlah

substansi. "Jumlah substansi" dapat berupa satuan massa atau volume.

Persamaan:

dimana adalah jumlah awal material aktif.

Pengukuran aktivitas

Satuan aktivitas adalah: becquerel (simbol Bq) = jumah disintegrasi (pelepasan)per detik ;

curie (Ci) = disintegrasi per detik; dan disintegrasi per menit (dpm).

Waktu peluruhan

Sebagaimana yang disampaikan di atas, peluruhan dari inti tidak stabil merupakan proses

acak dan tidak mungkin untuk memperkirakan kapan sebuah atom tertentu akan meluruh,

melainkan ia dapat meluruh sewaktu waktu. Karenanya, untuk sebuah sampel radioisotop

tertentu, jumlah kejadian peluruhan –dN yang akan terjadi pada selang (interval) waktu dt

23

Page 25: kimia anorganik

adalah sebanding dengan jumlah atom yang ada sekarang. Jika N adalah jumlah atom, maka

kemungkinan (probabilitas) peluruhan (– dN/N) sebanding dengan dt:

Masing-masing inti radioaktif meluruh dengan laju yang berbeda, masing-masing

mempunyai konstanta peluruhan sendiri (λ). Tanda negatif pada persamaan menunjukkan

bahwa jumlah N berkurang seiring dengan peluruhan. Penyelesaian dari persamaan

diferensial orde 1 ini adalah fungsi berikut:

Fungsi di atas menggambarkan peluruhan exponensial, yang merupakan penyelesaian

pendekatan atas dasar dua alasan. Pertama, fungsi exponensial merupakan fungsi berlanjut,

tetapi kuantitas fisik N hanya dapat bernilai bilangan bulat positif. Alasan kedua, karena

persamaan ini penggambaran dari sebuah proses acak, hanya benar secara statistik. Akan

tetapi juga, dalam banyak kasus, nilai N sangat besar sehingga fungsi ini merupakan

pendekatan yang baik.

Selain konstanta peluruhan, peluruhan radioaktif sebuah material biasanya juga dicirikan

oleh rerata waktu hidup. Masing-masing atom "hidup" untuk batas waktu tertentu sebelum ia

meluruh, dan rerata waktu hidup adalah rerata aritmatika dari keseluruhan waktu hidup atom-

atom material tersebut. Rerata waktu hidup disimbolkan dengan τ, dan mempunyai hubungan

dengan konstanta peluruhan sebagai berikut:

Parameter yang lebih biasa digunakan adalah waktu paruh. Waktu paruh adalah waktu

yang diperlukan sebuah inti radioatif untuk meluruh menjadi separuh bagian dari

sebelumnya. Rumus:

24

Page 26: kimia anorganik

Nt = massa setelah peluruhan

N0 = massa mula-mula

T = waktu peluruhan

t( 1)/2 = waktu paruh

Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan adalah sebagai berikut:

T½ = ln 2/λ = 0,693/λ                 N = Noe-lt = No(½)-t/T

Jadi setelah waktu simpan t = T½ massa unsur mula-mula tinggal separuhnya, N = ½ No

atau setelah waktu simpan nT½ zat radioaktif tinggal (½)n.

Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan menunjukkan bahwa material dengan

tingkat radioaktif yang tinggi akan cepat habis, sedang materi dengan tingkat radiasi rendah

akan lama habisnya. Waktu paruh inti radioaktif sangat bervariasi, dari mulai 1024 tahun

untuk inti hampir stabil, sampai 10-6 detik untuk yang sangat tidak stabil.

Sinar radioaktif yang melewati suatu materi akan mengalami pelemahan intensitas dengan

rumus:

I = Ioe - µx

Io = intensitas mula-mula (joule/s.m2)

µ = koefisien serap materi (m-1 atau cm-1)

x = tebal materi/bahan (m atau cm )

Bila I = ½ Io maka x = 0,693/µ disebut HVL (lapisan harga paruh) yaitu tebal keping yang

menghasilkan setengah intensitas mula.

Contoh:

Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paro 4 jam. Jika semula tersimpan 16 gram unsur

radioaktif, maka berapa massa zat yang tersisa setelah meluruh 1 hari ?

Jawab :

25

Page 27: kimia anorganik

Jenis detektor radioaktif:

1. Pencacah Geiger(G1M)

untuk menentukan/mencacah banyaknya radiasi sinar radioaktif

2. Kamar Kabut Wilson

untuk mengamati jejak partikel radioaktif

3. Emulsi Film

untuk mengamati jejak, jenis dan mengetahui intensitas partikel radioaktif

4. Pencacah Sintilad

untuk mencacah dan mengetahui intensitas partikel radioaktif.

J. Bahaya Radioaktif

26

Page 28: kimia anorganik

Zat radioaktif adalah setiap zat yang memancarkan radiasi pengion dengan aktivitas jenis

lebih besar daripada 70 kBq/kg atau 2 nCi/g (tujuh puluh kilobecquerel per kilogram atau dua

nanocurie per gram). Angka 70 kBq/kg (2 nCi/g) tersebut merupakan patokan dasar untuk

suatu zat dapat disebut zat radioaktif pada umum-nya yang ditetapkan berdasarkan ketentuan

dari Badan Tenaga Atom Internasional (International Atomic Energy Agency). Namun,

masih terdapat beberapa zat yang walaupun mempunyai aktivitas jenis lebih rendah daripada

batas itu dapat dianggap sebagai zat radioaktif karena tidak mungkin ditentukan batas yang

sama bagi semua zat mengingat sifat masing-masing zat tersebut berbeda.

Pengertian atau arti definisi pencemaran zat radioaktif adalah suatu pencemaran

lingkungan yang disebabkan oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor

atom serta bom atom. Limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang

telah terkena zat radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang

tidak dapat digunakan lagi.  yang paling berbahaya dari pencemaran radioaktif seperti nuklir

adalah radiasi sinar alpha, beta dan gamma yang sangat membahayakan makhluk hidup di

sekitarnya. Selain itu partikel-partikel neutron yang dihasilkan juga berbahaya. Zat radioaktif

pencemar lingkungan yang biasa ditemukan adalah 90SR penyebab kanker tulang dan 131J.

Apabila ada makhluk hidup yang terkena radiasi atom nuklir yang berbahaya biasanya

akan terjadi mutasi gen karena terjadi perubahan struktur zat serta pola reaksi kimia yang

merusak sel-sel tubuh makhluk hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan atau binatang.

27

Page 29: kimia anorganik

Efek serta Akibat yang ditimbulkan oleh radiasi zat radioaktif pada umat manusia seperti

berikut di bawah ini : Pusing-pusing, Nafsu makan berkurang atau hilang, Terjadi diare,

Badan panas atau demam, Berat badan turun, Kanker darah atau leukimia, Meningkatnya

denyut jantung atau nadi.

Limbah radioaktif

Limbah radioaktif adalah bahan yang terkontaminasi dengan radio isotop yang berasal dari

penggunaan medis atau riset radio nukleida. Limbah ini dapat berasal dari antara lain :

tindakan kedokteran nuklir, radio-imunoassay dan bakteriologis; dapat berbentuk padat, cair

atau gas. Selain sampah klinis, dari kegiatan penunjang rumah sakit juga menghasilkan

sampah non klinis atau dapat disebut juga sampah non medis. Sampah non medis ini bisa

berasal dari kantor/administrasi kertas, unit pelayanan (berupa karton, kaleng, botol), sampah

dari ruang pasien, sisa makanan buangan; sampah dapur (sisa pembungkus, sisa

makanan/bahanmakanan, sayur dan lain-lain). Limbah cair yang dihasilkan rumah sakit

mempunyai karakteristik tertentu baik fisik, kimia dan biologi. Limbah rumah sakit bisa

mengandung bermacam-macam mikroorganisme, tergantung pada jenis rumah sakit, tingkat

pengolahan yang dilakukan sebelum dibuang dan jenis sarana yang ada (laboratorium, klinik

dll). Tentu saja dari jenis-jenis mikroorganisme tersebut ada yang bersifat patogen. Limbah

rumah sakit seperti halnya limbah lain akanmengandung bahan-bahan organik dan anorganik,

yang tingkat kandungannya dapat ditentukan dengan uji air kotor pada umumnya seperti

BOD, COD, TTS, pH, mikrobiologik, dan lain-lain.

K. Penggunaan Radioisotop

Radioisotop digunakan sebagai perunut dan sumber radiasi

Dewasa ini, penggunaan radioisotop untuk maksud-maksud damai (untuk kesejahteraan

umat manusia) berkembang dengan pesat. Pusat listrik tenaga nuklir (PLTN) adalah salah

satu contoh yang sangat populer. PLTN ini memanfaatkan efek panas yang dihasilkan reaksi

inti suatu radioisotop , misalnya U-235. Selain untuk PLTN, radioisotop juga telah digunakan

dalam berbagai bidang misalnya industri, teknik, pertanian, kedokteran, ilmu pengetahuan,

hidrologi, dan lain-lain.

28

Page 30: kimia anorganik

Pada bab ini kita akan membahas dua penggunaan radioistop, yaitu sebagai perunut

(tracer) dan sumber radiasi. Pengunaan radioisotop sebagai perunut didasarkan pada ikataan

bahwa isotop radioaktif mempunyai sifat kirnia yang sama dengan isotop stabil. Jadi suatu

isotop radioaktif melangsungkan reaksi kimia, yang sama seperti isotop stabilnya. Sedangkan

penggunaan radioisotop sebagai sumber radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi

yang dihasilkan zat radioaktif dapat mempengaruhi materi maupun mahluk. Radiasi dapat

digunakan untuk memberi efek fisis: efek kimia, maupun efek biologi. Oleh karena itu,

sebelum membahas pengunaan radioisotop kita akan mengupas terlebih dahulu tentang

satuan radiasi dan pengaruh radiasi terhadap materi dan mahluk hidup.

Satuan Radiasi

Berbagai satuan digunakan untuk menyatakan intensitas atau jumlah radiasi bergantung

pada jenis yang diukur.

1. Curie(Ci) dan Becquerrel (Bq)

Curie dan Bequerrel adalah satuan yang dinyatakan untuk menyatakan keaktifan yakni

jumlah disintegrasi (peluruhan) dalam satuan waktu. Dalam sistem satuan SI, keaktifan

dinyatakan dalam Bq. Satu Bq sama dengan satu disintegrasi per sekon.

1Bq = 1 dps

dps = disintegrasi per sekon

Satuan lain yang juga biasa digunakan ialah Curie. Satu Ci ialah keaktifan yang setara dari

1 gram garam radium, yaitu 3,7.1010 dps.

1 Ci = 3,7.1010 dps = 3,7.1010 Bq

1. Gray (gy) dan Rad (Rd)

Gray dan Rad adalah satuan yang digunakan untuk menyatakan keaktifan yakni jumlah

(dosis) radiasi yang diserap oleh suatu materi. Rad adalah singkatan dari 11 radiation

absorbed dose. Dalam sistem satuan SI, dosis dinyatakan dengan Gray (Gy). Satu Gray

adalah absorbsi 1 joule per kilogram materi.

29

Page 31: kimia anorganik

Gy = 1 J/kg

Satu rad adalah absorbsi 10-3 joule energi/gram jaringan.

1 Rd = 10-3 J/g

Hubungan grey dengan fad

1 Gy = 100 rd

3. Rem

Daya perusak dari sinar-sinar radioaktif tidak saja bergantung pada dosis tetapi juga pada

jenis radiasi itu sendiri. Neutron, sebagai contoh, lebih berbahaya daripada sinar beta dengan

dosis dan intensitas yang sama. Rem adalah satuan dosis setelah memperhitungkan pengaruh

radiasi pada mahluk hidup (rem adalah singkatan dari radiation equiwlen for man)

Pengaruh Radiasi pada Materi

Radiasi menyebabkan penumpukan energi pada materi yang dilalui. Dampak yang

ditimbulkan radiasi dapat berupa ionisasi, eksitasi, atau pemutusan ikatan kimia.

Ionisasi: dalam hal ini partikel radiasi menabrak elektron orbital dari atom atau molekul

zat yang dilalui sehinga terbentuk ion positip dan elektron terion.

Eksitasi: dalam hal ini radiasi tidak menyebabkan elektron terlepas dari atom atau molekul

zat tetapi hanya berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Pemutusan Ikatan Kimia:

radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif rnempunyai energi yang dapat mernutuskan ikatan-

ikatan kimia.

Pengaruh Radiasi pada mahluk hidup

30

Page 32: kimia anorganik

Walaupun energi yang ditumpuk sinar radioaktif pada mahluk hidup relatif kecil tetapi

dapat menimbulkan pengaruh yang serius. Hal ini karena sinar radioaktif dapat

mengakibatkan ionisasi, pemutusan ikatan kimia penting atau membentuk radikal bebas yang

reaktif. Ikatan kimia penting misalnya ikatan pada struktur DNA dalam kromosom.

Perubahan yang terjadi pada struktur DNA akan diteruskan pada sel berikutnya yang dapat

mengakibatkan kelainan genetik, kanker dll.

Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga bergantung pada waktu paparan.

Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebih berbahaya daripada bila dosis yang

sama diterima pada waktu yang lebih lama.

Secara alami kita mendapat radiasi dari lingkungan, misalnya radiasi sinar kosmis atau

radiasi dari radioakif alam. Disamping itu, dari berbagai kegiatan seperti diagnosa atau terapi

dengan sinar X atau radioisotop. Orang yang tinggal disekitar instalasi nuklir juga mendapat

radiasi lebih banyak, tetapi masih dalam batas aman.

Radioaktif Sebagai Perunut

Sebagai perunut, radoisotop ditambahkan ke dalam suatu sistem untuk mempelajari sistem

itu, baik sistern fisika, kimia maupun sistem biologi. Oleh karena radioisotop mempunyai

sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya, maka radioisotop dapat digunakan untuk

menandai suatu senyawa sehingga perpindahan perubahan senyawa itu dapat dipantau.

A. Bidang kedokteran

Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa)

berbagai jenis penyakit al:teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(1-131),

natrium-24 (Na-24), ksenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalam

pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti

jantung, hati dan paru-paru Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat

pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk

mendeteksi kerusakan jantung.

31

Page 33: kimia anorganik

1-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh

karena itu, 1-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati

dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke

dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah

ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tsb.

Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumor

dan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang,

radioisotop yang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis

yang lebih kuat misalnya, 1-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.

B. Bidang lndustri

Untuk mempelajari pengaruh oli dan afditif pada mesin selama mesin bekerja digunakan

suatu isotop sebagai perunut, Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain dari mesin

ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama.

C. Bidang Hidrologi

1.Mempelajari kecepatan aliran sungai.

2.Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

D. Bidang Biologis

1. Mempelajari kesetimbangan dinamis.

2. Mempelajari reaksi pengesteran.

3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

Radioisotop sebagai sumber radiasi

A. Bidang Kedokteran

1) Sterilisasi radiasi.

32

Page 34: kimia anorganik

Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat

digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai

beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan

bahan kimia), yaitu:

a) Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme.

b) Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia.

c) Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar

bakteri lagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu

disterilkan dulu baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada

kemungkinan terkena bibit penyakit.

2) Terapi tumor atau kanker.

Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel

normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata

lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan

dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut.

B. Bidang pertanian

1) Pemberantasan homo dengan teknik jantan mandul

Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium

dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu

diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah

yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan

jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan

demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.

2) Pemuliaan tanaman

Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan

menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis

33

Page 35: kimia anorganik

yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah

yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman

berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.

3) Penyimpanan makanan

Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama

akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi

sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan

bertunas, dengan dernikian dapat disimpan lebih lama.

C. Bidang Industri

1) Pemeriksaan tanpa merusak.

Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau

sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Tehnik ini berdasarkan sifat bahwa

semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin

berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada

bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih

hitam.

2) Mengontrol ketebalan bahan

Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat

dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang

diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan

dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang

diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat

sehingga ketebalan dapat dipertahankan.

3) Pengawetan bahan

34

Page 36: kimia anorganik

Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-

barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat menningkatkan mutu tekstil karena

inengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya.

Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat

disimpan lebih lama.

D. Sebagai Pembangkit Energi Listrik

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal di

mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.

PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika

daya keluarannya konstan (meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah

dayanya ketika malam hari). Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40

MWe hingga 1000 MWe. Unit baru yang sedang dibangun pada tahun 2005 mempunyai daya

600-1200 MWe. Hingga saat ini, terdapat 442 PLTN berlisensi di dunia [1] dengan 441

diantaranya beroperasi di 31 negara yang berbeda. Keseluruhan reaktor tersebut menyuplai

17% daya listrik dunia.

Berikut adalah gambar bagan reaktor nuklir :

35

Page 37: kimia anorganik

Ada 2 tipe reaktor, yakni tipe Boiling Water Reactor (BWR) dan Pressurized Water

Reactor (PWR). Keduanya baik BWR maupun PWR merupakan rancangan reaktor jenis air

ringan (H2O) sebagai pendingin dan moderator. Bedanya, pada reaktor tipe BWR, uap yang

digunakan untuk memutar turbin dihasilkan langsung oleh teras reaktor sedangkan pada

PWR. Reaktor tipe PWR dianggap lebih aman karena radiasi yang dihasilkannya lebih sedikit

dibanding tipe BWR. Dewasa ini, 70% reaktor nuklir dunia menggunakan tipe PWR.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_xi/sinar-sinar-radioaktif/

http://renideswantikimia.wordpress.com/kimia-kelas-xii-3/semester-i/3-kimia-unsur/5-unsur-radioaktif/

http://ingebinzoez.wordpress.com/radioaktif/

http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/Asep%20Novandi_060893/index_files/Page612.htm

http://bebas.ui.ac.id/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Fisika/0351%20Fis-3-7d.htm

http://id.wikipedia.org/wiki/Peluruhan_radioaktif

36

Page 38: kimia anorganik

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_xi/sinar-sinar-radioaktif/

http://forumkimia.multiply.com/journal/item/11

37