INTI DAN RADIOAKTIVITAS

 

INTI DAN RADIOAKTIVITAS

 

1.INTI ATOM

 

E. RUTHERFORD

Inti bermuatan positif (mengandung proton saja) dan terkumpul di pusat inti

 

                Tidak cocok dengan berat atom yang ada

 

Berat atom menjadi separuh berat atom yang diamati

 

Di dalam inti selain terdapat proton juga terdapat netron (yaitu partikel yang tidak bermuatan dan massanya mendekati massa proton).

Jadi di dalam inti mengandung PROTON dan NETRON

 

                      A

                        X

                       z       

Dengan A = nukleon (proton + netron),  A = Z + N

                 = nomor massa

                 =  berat atom

            Z  = jumlah elektron yang mengelilingi inti

                = jumlah proton

                 = nomor atom

           X = nama unsur / atom

 

                ¹H                                            ²H

           (hidrogen)                              (deuterium)

 

                                                               

                ³H                                                ⁴He

            (tritium)                                            (helium)

-        : elektron

   

+  : proton

    : netron

Beberapa istilah :

 

Yaitu  atom dengan jumlah proton (z) sama tapi  jumlah netron (N) berbeda

                ¹H                    ²H                    ³H

 

yaitu atom dengan jumlah netron (N) yang sama

                ³H                    ⁴He

 

yaitu atom dengan jumlah nukleon A yang sama

                ³H                    ³H

Partikel                  Muatan                   Massa

 

Elektron                 1,602 x 10^-19C         9,109 x 10^-31 kg

Proton                    1,602 x 10^-19C         1,6729 x 10^-27 kg

Netron                            0                      1,6749 x 10^-27 kg

 

INTI MANTAP

Inti Mantap ditandai dengan jumlah proton mendekati jumlah   netron ( N ¥ Z)

Tinjau Grafik hubungan antara N terhadap Z di bawah ini :

*. Untuk Z < 20                     jumlah proton sama dengan jumlah   netron ( N = Z)

                                      

disebut INTI MANTAP YANG PALING RINGAN

*. Untuk Z > 20                     grafik menyimpang jauh dari

N = Z

*. Batas inti mantap                     yaitu Z = 83 dan A = 209

disebut INTI MANTAP TERBERAT

*. Untuk Z > 83 dan A > 209                   Inti akan meluruh secara spontan memancarkan partikel a dan b   

                                               Proses peluruhan terus berlangsung sampai dicapai N ¥ Z sehingga menjadi inti mantap

                     

60% NUKLIDE / INTI MANTAP mempunyai Z genap dan N genap    disebut NUKLIDE GENAP-GENAP

Contoh :

               

Sedangkan yang lainnya adalah :

NUKLIDE GENAP – GANJIL ( Z genap dan N    ganjil )

ATAU

NUKLIDE GANJIL – GENAP (Z ganjil dan N genap)

Contoh :

               

Ada  NUKLIDE GANJIL – GANJIL YANG MANTAP :

Contoh :

               

 

 

 

 

2.   INTI RADIOAKTIF

Adalah inti yang mempunyai sifat memancarkan sinar alpha (a) , betha ( b) dan gamma (g)

Sinar - a adalah inti Helium ()

Sinar - b adalah elektron (b^-) atau positron (b⁺)

Sinar - g adalah foton berenergi tinggi

 

2.1. SIFAT-SIFAT SINAR ALPHA

*. Mempunyai 4 nukleon ( 2 proton dan 2 netron)  tak lain adalah   inti helium

*. Daya tembusnya sangat kecil

                -. di udara hanya mampu menembus 4 cm

                -. tak dapat tembus pada selembar kertas

*. Hubungan antara energi dan jarak tembusnya  dinyatakan dengan rumus :

 

E = 2,12 R^2/3

Dengan    E adalah energi dalam satuan MeV

                        R adalah jarak tembus dalam satuan cm

*. Peristiwa peluruhan sinar - a

        -. Inti induk kekurangan 2 proton dan 2 netron

                        Z berkurang 2  dan       A berkurang 4

        -. Inti induk (P) dan inti anak (D)

                       

               

              Tetap mempertahankan hukum kekekalan muatan dan   nukleon

Contoh :

               

 

2.2. SIFAT-SIFAT SINAR BETHA

*. Peluruhan sinar ( b), yaitu :

        Proses peluruhan inti menghasilkan inti baru dimana z – nya    berubah tetapi A nya tetap

                                Elektron (b^-) 

 Partikel - b

                                Positron ( b⁺)

*. Peluruhan - b^-

                       

Contoh :

*. Peluruhan - b⁺

u : neutrino ( untuk mempertahankan hukum kekekalan energi dan momentum)

        muatan listriknya =  0

        massa diamnya    = 0

        spin                   = ±        ½

        kecepatannya   = c

*. Daya tembusnya hampir 100 x daya tembus sinar - a

 

                       

        E = energi

        R = jarak tembus

 

2.3. SIFAT-SIFAT SINAR GAMMA

*. Peluruhan sinar - g

        Inti dalam keadaan tereksitasi bertransisi ke keadaan yang lebih rendah dengan memancarkan sinar g

                                                                 n = 2

                                                            sinar-g   (hf)

                                                          n = 1

* Energi Foton sinar-g

 

        hf     =      E_f - E_i     

                E_f    = energi keadaan akhir

                E_i     = energi keadaan awal

* Energi foton sinar-g berorde 10 Kev s/d   Mev

* Foton sinar-g            tidak bermassa sehingga inti baru yang terbentuk tidak mengalami perubahan

                                        Z dan A

Contoh:

                                                   a

                                                                                                              g     

                                                                      X (1,17 M eV)

Jika sinar -g menembus lapisan materi setebal x maka intensitasnya akan berkurang menurut persamaan

 

                        I = I₀ .e -^mx

I  =  intensitas sinar -g setelah menembus materi setebal x

I₀ =  intensitas mula-mula dari sinar-g

m =  koefisien serap materi / zat yang dilalui

*. Tebal materi yang dapat menyerap sinar-g sehingga I = ½ I₀ disebut    nilai lapisan menengah (HVL) yang biasa disebut  Tebal  paruh

 

                       

 

2.3 SINAR X

Sumber sinar –x

·       Arus listrik dipakai untuk memanaskan filamen, sehingga filamen dapat memberikan elektron.

·       Elektron-elektron tersebut akan dipercepat dari katoda menuju anoda (target logam)

·       Karena perbedaan potensial yang besar antara kedua elektroda menyebabkan elektron elektron terpancar.

·       Pancaran elektron-elektron itu disebut sinar katoda atau sinar-x.

·       Tabung dihampakan supaya elektron sampai pada target tanpa halangan.

·       Sinar-x sama halnya sinar-g merupakan gelombang elektromagnetik

·       Istilah HVL pada sinar-x diartikan tebalnya suatu benda yang dapat menyebabkan intensitas radiasi berkurang separuh dari intensitas mula-mula.

·       Nilai HVL menyatakan energi atau daya tembus radiasi.

·       Makin besar/ tebal HVL berarti semakin besar pula daya tembusnya.

        Nilai HVL untuk Aluminium adalah 2,5 mm

Bandingkan dengan HVL Pb adalah                  0,1 mm     sehingga bahan Pb baik jika digunakan sebagai bahan pelindung terhadap radiasi sinar – x.

 

 

3. ENERGI ABSORPSI

*. Pada penyinaran  akan terjadi penyerapan energi radiasi oleh materi/ jaringan tubuh yang disinari.

*. Berdasarkan energi radiasi yang diserap maka ada 3 proses absorpsi radiasi yaitu :

1.   Efek foto listrik

2.   Efek Compton

3.   Pembentukan sepasang elektron

 

3.1. EFEK FOTOLISTRIK

Sudah dijelaskan di depan !!!!!!!!

 

3.2. EFEK COMPTON

Terjadi perubahan panjang gelombang Dl sebesar :

                        Dl = l’ - l

                      

 

3.2. PEMBENTUKAN SEPASANG ELEKTRON

Proses 1 :

                Energi radiasi seluruhnya diubah menjadi materi / partikel (menghasilkan pasangan elektron – positron ) disebut PRODUKSI PASANGAN

Proses 2 :

                Proses anhilasi pasangan yaitu menghilangnya pasangan positron – elektron berubah menjadi 2 foton sinar - g

 

4.   IONISASI DAN JENIS RADIASI

Ionisasi :  

yaitu peristiwa pembentukan ion negatif  dan ion positif.

Akibat peristiwa ionisasi ini akan menyebabkan kerusakan pada jaringan tubuh

Jenis radiasi yang dapat menimbulkan ionisasi adalah :

·       sinar alpha (a)

·       sinar  betha ( b)

·       sinar gamma (g)

·       Sinar - x

         

Jika radiasi tersebut mengenai materi / jaringan akan mengionkan atom-atom dan memecah molekul

Muncul efek yang sangat merusak sel-sel hidup

Merupakan bencana kesehatan bagi orang-orang yang bekerja dengan bahan radioaktif (para teknisi di bagian radiologi)

Disisi yang lain dapat memberikan manfaat yakni dapat digunakan untuk membunuh / merusak sel kanker.

 

5.KECEPATAN PELURUHAN

Kecepatan peluruhan berbanding langsung dengan jumlah inti N

       

 

        N= jumlah inti setelah waktu t

                N₀ = jumlah inti mula-mula

l         = konstanta peluruhan

Kecepatan peluruhan = aktivitas bahan radioaktif (A)

       

       

       

Satuan A adalah curie (Ci)

1 Ci = 3,7 x 10¹⁰ peluruhan / s

 

        WAKTU PARUH

Adalah waktu yang diperlukan bagi suatu zat radioaktif dimana aktivitasnya menjadi separuh aktivitas mula-mula.

 

1.    ⁶⁰Co digunakan sebagai sumber radiasi dalam ilmu kedokteran. Waktu paruhnya 5,25 tahun. Setelah berapa lama aktivitas sampel berkurang hingga tinggal 1/8 harga semula ?

2.    Waktu paruh ¹⁴C adalah 5730 tahun. Berapa bagian sampel ¹⁴C yang tidak meluruh setelah waktu 5 x T_1/2  berlalu ?

3.    Berapa waktu yang diperlukan untuk 5 mg ²²Na dengan T_1/2 = 2,6 tahun berkurang menjadi 1 mg ?

4.    Jika 3 x 10^-9 kg radioaktif ²⁰⁰Au mempunyai aktivitas 58,9 Ci, berapakah waktu paruhnya ?

(N_A = 6,02 x 10²⁶ atom / kmol)

• Tweet
• Share
• Share
• Share
• Share

About SiChesse

Di blog ini juga Saya membagikan beberapa hasil karya tulis Saya seperti yang bisa sobat baca secara gratis. Harapan Saya yaitu semoga blog ini dapat memberikan kontribusi yang bermanfaat bagi sobat semua.

Related Post