1. PENGERTIAN UNSUR RADIOAKTIF
Unsur radioaktif adalah unsur yang secara spontan memancarkan radiasi. Unsur-unsur ini biasanya mempunyai nomor atom diatas 83, misal Uranium (nomor atom 92). Unsur-unsur radioaktif mempunyai perbandingan jumlah neutron dan proton yang tidak stabil, maka untuk menstabilkan diri, maka unsur tersebut memancarkan radiasi. Sinar radiasi mempunyai sifat :
1. Dapat menghitamkan pelat fotografi
2. Dapat menyebabkan permukaan yang dilapisi seng sulfide (ZnS) berpendar.
2. JENIS-JENIS SINAR RADIOAKTIF
Ernest Rutherford dapat membuktikan terdapatnya dua jenis radiasi. Jenis pertama Rutherford menamakan sinar alpha, jenis kedua mempunyai daya ionisasi rendah tetapi daya rembusnya besar oleh Rutherford dinamakan sinar beta (β). Sedangkan sinar gamma ditemukan oleh Villard.
Gambar 1 :
Pengurai sinar radioaktif dalam medan magnet
Pada penelitian yang dilakukan oleh Rutherford dan Villard ternyata unsur-unsur radioaktif dapat memancarkan 3 jenis sinar radioaktif yaitu :
a. Sinar Alpha
· Sinar alpha terdiri dari inti Helium 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 a hanya mempunyai daya jangkau 2,8-8,5 cm dalam udara dan dapat ditahan oleh selembar kertas biasa.
· LAMBANG
· b. Sinar Beta
· 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 alpha. Sinar beta dapat menembus lempeng Timbal atau lempeng Aluminium yang cukup tebal.
· Dapat mengionkan benda-benda yang dilalui
· LAMBANG
c. Sinar Gamma· Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik. Satu jenis dengan sinar X tetapi mempunyai panjang gelombang sangat pendek, berkisar antara 1-10-3A.
· 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 Alpha atau Beta
· LAMBANG
Gambar 2 :
Sinar-sinar radioaktif
3. SIFAT-SIFAT SINAR RADIOAKTIF
1.
A. Mempunyai daya tembus yang besar
B. Dapat mengionkan gas
C. Dapat berpendar (berfluoresensi) bila jatuh pada permukaan zat yang berlapis seng sulfide (ZnS) atau seng blende
A. PELURUHAN ZAT RADIOAKTIF
1. 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.
Macam-macam nuklida:
a. Isotop: nuklida yang mempunyai jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda.
b. Isobar: nuklida yang mempunyai jumlah proton dan neutron sama tetapi jumlah proton berbeda.
c. Isoton: nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama.
Untuk mencapai inti yang stabil, maka suatu nuklida radioaktif akan mengalami proses-proses antara lain :
1. Mengubah kelebihan proton neutron dan sebaliknya
2. Melepas kelebihan proton atau neutron
3. Menangkap elektron dari kulit K
4. Mengadakan pembelahan inti membentuk inti-inti yang lebih ringan
2. PITA KESTABILAN
Inti atom tersusun dari partikel proton dan neutron.Inti yang stabil apabila memiliki harga n/p = 1.
· Inti yang stabil terletak pada pita kestabilan
· Untuk harga Z sampai 20 pita itu berimpit dengan garis N=Z artinya perbandingan antara N/Z = 1
· Sedangkan inti-inti dengan harga Z lebih besar dari 20 menunjukkan penyimpangan terhadap garis N/Z =1
· Pita kestabilan terputus pada harga Z = 83, artinya seluruh isotop dengan harga Z lebih dari 83 bersifat tidak stabil
3. PELURUHAN ZAT RADIOAKTIF
Peluruhan zat radioaktif adalah merupakan peristiwa perubahan secara spontan dari nuklida radioaktif menjadi nuklida yang baru sambil memancarkan sinar-sinar radiokatif.
Berdasarkan pita kestabilan letak nuklida radioaktif ada tiga daerah yaitu :
4. 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.
1. B. WAKTU PAROH
Waktu yang diperlukan untuk meluruh tidak tergantung dari banyaknya bahan, tetapi tergantung dari partikel yang dipancarkan dan jumlahnya. Waktu yang diperlukan oleh zat radioaktif sehingga aktivitasnya tinggal separo disebut waktu paroh (t1/2). Laju peluruhan radioaktif berbanding lurus dengan konsentrasi atau massa dari satu pereaksi saja dan reaksinya termasuk reaksi orde satu. Jika N merupakan jumlah atom radioaktif dan selama waktu dt meluruh sebanyak dN, maka laju peluruhan zat tersebut adalah :
Perhitungan waktu paroh dapat disederhanakan dengan cara menghitung berkurangnya aktivitas zat radioaktif tersebut, dengan menggunakan rumus :
Jika n = t/t1/2
Keterangan :
Nt = jumlah zat yang tersisa
No = jumlah zat mula-mula
t = waktu peluruhan
t1/2 = waktu paroh
C. PERSAMAAN REAKSI INTI
1. REAKSI INTI
Suatu nuklida dapat diubah menjadi nuklida yang lain melalui reaksi inti, reaksi inti dapat digolongkan menjadi :
a. Reaksi penembakan ( reaksi transmutasi )
Untuk mendapatkan unsur baru dilakukan dengan cara menembak ( membombardir) atom suatu unsur dengan partikel ringan yang berenergi tinggi ( p, n, d, a ) dan partikel berat misal 12C, 14N, 16O
b. Reaksi fisi ( reksi pembelahan inti )
Yaitu reaksi pembelahan inti berat menjadi dua inti baru yang massanya hampir sama disertai pemancaran neutron dan energi. Umumnya reaksi pembelahan (fisi) akan dilepaskan satu atau lebih neutron yang akan bereaksi dengan inti lain dan menimbulkan reaksi pembelahan baru. Reaksi pembelahan yang baru akan menghasilkan satu atau lebih neutron lagi dan seterusnya. Sehingga terjadi reaksi pembelahan berantai.
Gambar 6 :
Reaksi fisi pada inti U-235
c. Reaksi fusi ( reaksi penggabungan )
Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti-inti kecil menjadi inti yang lebih besar. Produk yang dihasilkan dari reaksi fusi tidak bersifat radioaktif sehingga lebih aman penggunaannya. Saat ini mulai dilakukan pengembangan pembuatan unsur-unsur yang lebih berat dari Uranium sebagai bahan bakar reaktor atom. Pada umumnya digunakan Uranium 235
1. 2. PENULISAN PERSAMAAN REAKSI PELURUHAN
Pada penulisan persamaan reaksi peluruhan hampir sama dengan ketika kita menuliskan persamaan reaksi kimia biasa. Cara penulisan reaksi peluruhan adalah sebagai berikut :
1. Reaksi peluruhan harus setimbang yaitu jumlah nomor atom dan jumlah nomor massa antara reaktan (disebelah kiri tanda panah) dengan produk (disebelah kanan tanda panah) harus sama.
Contoh :
2. Partikel-partikel seperti proton, elektron, neutron dan positron yang bertindak sebagai nomor atom adalah muatannya.
Contoh :
3. Penulisan reaksi peluruhan selain dengan cara seperti di atas adalah dengan cara meletakkan partikel penembak dan partikel hasil
didalam tanda kurung antara dua nuklida.
Contoh :
D. KEGUNAAN ZAT RADIOAKTIF
1. Sebagai perunut
Radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop dapat dideteksi dengan alat khusus yang disebut detektor. Apabila unsur radioisotop berpindah maka perpindahan dapat diikuti dengan detektor. Teknik untuk mengikuti perpindahan radioisotop dalam suatu sistem disebut teknik perunut (tracer).
Kegunaan radioisotop banyak dipakai dalam berbagai bidang, misal bidang kedokteran, farmasi, pertanian, hidrologi, biologi, kimia, industri, pengetahuan angkasa, oceanografi, serta penelitian masalah lingkungan seperti polusi air, udara dan dapat meramal keadaan cuaca
Di Negara-negara maju para ahli biologi dan biokimia secara cepat memakai metode radioisotop dalam penelitiannya. Dalam bidang kedokteran dapat menolong para dokter untuk mendiagnosis dan terapi terhadap pasien. Pada bidang industri digunakan untuk menentukan tebal tipisnya logam dengan cara radiografi.
2. 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
Contoh penggunaan Na-24 sebagai perunut dalam mendiagnosa peredaran darah dalam tubuh manusia, digunakan garam dapur yang tersusun dari Na-24 dan Cl yang stabil lalu disuntikkan pada tubuh melalui urat darah dibagian tubuh tertentu, misal pada kaki, garam dapur akan mengikuti peredaran darah, sehingga bila terjadi penyumbatan pada urat darah dapat dideteksi oleh detektor.
Gambar 7 :
Radioisotop digunakan untuk deteksi gangguan peredaran darah
Dengan dosis rendah radiasi pengion dapat menyebabkan penyakit kanker, tetapi radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk mengobati penyakit kanker. Dasar pengobatan, radiasi cenderung merusak semua sel, tetapi sel kanker lebih mudah rusak dibandingkan dengan sel normal. Jadi 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.
3. Bidang industri
Bila suatu industri baja ingin mengetahui kualitas industrinya dapat digunakan sinar yang dipancarkan oleh zat radioaktif yaitu sinar gamma, sinar gamma tidak akan dapat merusak bahan yang akan diuji tersebut. Sinar gamma yang dipancarkan terhadap suatu bahan, ada yang diserap ada pula yang diteruskan, sinar gamma yang diteruskan akan ditangkap oleh film yang dipasang dibelakang bahan yang di uji. Setelah film dicuci akan terbentuk gambar hitam yang tingkat kehitamannya berbeda-beda tergantung pada keadaan bahan tersebut. Jadi, tingkat kehitaman pada film menunjukkan baik atau tidaknya suatu bahan.
4. 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 5. 5. Bidang kimia
· Pada reaksi esterifikasi digunakan isotop Oksigen-18
· Pada reaksi fotosintesis digunakan isotop Oksigen-18 dan karbon-14 2. Sebagai sumber radiasi A.Bidang kedokteran
· Untuk sterilisasi 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 B. Bidang pertanian
· Untuk pembentukan bibit unggul, pemberantasan hama, menghambat pertumbuhan tunas pada kentang dan bawang
· 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 tanaman yang baik
Gambar 8 :
Radioisotop berguna bagi tumbuhan
C. Bidang industri
· Radiasi digunakan untuk pemeriksaan benda-benda tanpa merusak, mengontrol ketebalan bahan, mengawetkan bahan kayu, barang-barang seni serta meningkatkan mutu tekstil
· Radiasi C0-60 digunakan untuk mengetahui ketebalan suatu bahan yang paling tebal
· Radiasi Ir-92 digunakan untuk mengukur ketebalan bahan yang tebalnya kira-kira 10 cm
· Radiasi Cs-137 digunakan untuk mengetahui umur suatu bahan E. BAHAYA ZAT RADIOAKTIF
Penggunaan zat radioaktif juga dapat membahayakan membahayakan kehidupan makluk hidup. Apabila radiasi yang dipancarkan berlebihan dapat berakibat racun bagi tubuh, mengganggu pekerjaan sel dan dapat mematikan sel. Jaringan sel yang paling peka terhadap radiasi adalah mata, alat kelamin dan sumsum tulang belakang. Selain itu juga menyebabkan kekebalan berkurang dan menimbulkan pembelahan sel darah putih, sehingga penambahan sel darah putih dalam tubuh banyak sekali. Penyakit ini disebut leukemia. Penyakit ini banyak diderita orang-orang didekat Nagasaki dan Hiroshima sebagai akibat ledakan bom atom pada perang dunia ke-2
Gambar 9 :
Ledakan bom di jepang saat perang dunia ke-2
Pengaruh radiasi terhadap kelenjar-kelenjar kelamin dapat menyebabkan kemandulan dan mutasi-mutasi pada keturunannya. Pada umumnya mutasi-mutasi ini dapat merugikan, misalnya berwajah buruk, cacat dan sebagainya
Beberapa gejala akibat radiasi berlebih antara lain :
1. Kerusakan somatis berbentuk local
· Kerusakan kulit berupa penyakit kulit
· Kerusakan sel pembuat sel darah merah
· Kerusakan sistem saraf
Gambar 10 :
Radiasi menyebabkan rusaknya susunan DNA dan penyakit kulit
2. Kerusakan genetis
Kerusakan genetis dapat mengakibatkan makluk menjadi steril atau mandul atau terjadi pada keturunannya
3.Kerusakan sel-sel yang lain
· Lensa mata menjadi pudar (mata katarak)
· Leukemia (kanker darah)
**********************************
Posting Komentar