Aplikasi dalam Industri dan Pertanian

137 Kerad ioakt ifan Neutron penginduksi biasanya bersumber dari Po + Be dengan peluruhan sekitar 107 neutron per detik dan dirakit, seperti pada Gambar 5.15 . Setelah terjadi induksi keradioaktifan oleh neutron, unsur-unsur sekitar menjadi bersifat radioaktif, dan memancarkan radiasi gamma dengan energi yang khas untuk setiap unsur. Radiasi gamma akan tersidik pada detektor sehingga dapat diketahui macam unsur yang ada dalam tanah itu. Teknik ini secara luas dikembangkan untuk menentukan keberadaan sumber air atau minyak bumi. Jika terdapat unsur hidrogen, energi gamma yang tersidik sekitar 2,2 MeV, unsur oksigen sekitar 6,7 MeV, dan unsur karbon sekitar 4,4 MeV.

4. Aplikasi dalam Kepurbakalaan

Pengukuran umur batuan dapat dilakukan melalui pengukuran peluruhan 14 C yang telah membuka tabir sejarah manusia dan prasejarah sekitar 35.000 tahun silam. Isotop 14 C dengan waktu paruh 5.730 tahun dihasilkan secara terus-menerus di atmosfer akibat sinar kosmik. Sinar kosmik berenergi sangat tinggi menyebabkan terjadinya reaksi inti berenergi tinggi menghasilkan neutron. Neutron tersebut selanjutnya bertumbukan dengan inti 14 N di atmosfer membentuk 14 C. 1 14 7 n N + ⎯⎯ → 1 14 1 6 H C + Isotop 14 C masuk ke atmosfer bumi dan bercampur dengan 12 C yang stabil membentuk senyawa, misalnya H 14 CO 3 – dalam lautan, 14 CO 2 di atmosfer. Senyawa tersebut selanjutnya dikonsumsi oleh tanaman dan hewan, selanjutnya oleh manusia. Jika tanaman atau hewan mati misalnya, jika pohon ditebang, pertukaran karbon dengan sekitarnya berhenti. Oleh karenanya, jumlah 14 C yang terdapat dalam tanaman yang ditebang mulai meluruh. Setelah ratusan bahkan ribuan tahun, tanaman yang mati sudah menjadi fosil. Melalui pengukuran aktivitas 14 C dalam fosil tanaman, umur fosil itu dapat diramalkan. Metode pengukuran dengan 14 C dikembangkan oleh .F. Libby yang dikalibrasi terhadap teknik pengukuran umur batuan yang lain seperti catatan sejarah yang ditulis dan hasilnya cukup konsisten. Namun demikian, pembakaran fosil minyak bumi selama satu abad terakhir dapat meningkatkan produksi isotop 12 C di atmosfer, yang tentu dapat menimbulkan kesukaran dalam menerapkan metode pengukuran dengan 14 C pada masa yang akan datang. Gambar 5.15 Teknik pencarian sum ber alam air, m inyak bum i Neutron m engaktifasi unsur- unsur di sekitarnya Kata Kunci • Akt ivit as • Neut ron penginduksi • Reaksi int i Fragmen tulang manusia purba ditemukan dekat Bengawan Solo, dan dianalisis dengan radiokarbon. Sebanyak 100 g sampel tulang dicuci dengan HCl 1 M untuk mengeluarkan mineral dalam tulang dan tersisa protein. Protein tulang dikumpulkan, dikeringkan, dipirolisis. Gas CO 2 yang dihasilkan dikumpulkan dan dimurnikan. Perbandingan 14 12 diukur. Jika cuplikan ini mengandung 5,7 14 C, berapa usia manusia purba itu? Kegiatan Inkuiri 138 Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII Gambar 5.16 Reaksi fisi 235 U dengan neut ron m em bent uk kript on dan barium disert ai p elep asan energi seb esar 3,5 × 10 -11 J dan sejum lah neut ron yang siap bereaksi fisi dengan int i yang lain. Kerjakanlah di dalam buku latihan. 1. Dalam laju reaksi dikatakan bahwa katalis turut serta dalam reaksi, tetapi pada akhir reaksi, katalis diperoleh kembali. Bagaimana Anda dapat membuktikan bahwa katalis turut serta dalam reaksi dengan cara runutan isotop radioaktif? Tes Kompetensi Subbab B 2. Mengapa isotop 60 Co lebih umum dipakai untuk terapi kanker daripada isotop 222 Rn. 3. Pernahkah Anda di-sca n dengan radioisotop Rontgen ? B erapa rent ang wakt u yang di- perbolehkan untuk di-scan kembali? Sumber: Chemistry :The Central Science, 2000 Nuklida 2 Neut ron dari hasil fisi Proyeksi neut ron

C. Reaksi Fisi dan Fusi

Reaksi inti, seperti halnya reaksi elektronik, melibatkan perubahan energi. Akan tetapi, perubahan energi dalam reaksi inti bersifat sertamerta dan berantai sehingga perlu pengetahuan dan teknologi tinggi untuk mengembangkan reaktornya. Ada tiga jenis reaktor nuklir, yaitu reaktor untuk reaksi fusi, reaktor fisi, dan reaktor pembiak.

1. Reaksi Fisi

Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan nuklida radioaktif menjadi nuklida- nuklida dengan nomor atom mendekati stabil. Pembelahan nuklida ini disertai pelepasan sejumlah energi dan sejumlah neutron. Reaksi fisi inti uranium–235 dioperasikan dalam reaktor tenaga nuklir untuk pembangkit tenaga listrik. Jika inti 235 U dibombardir dengan neutron, akan dihasilkan inti-inti atom yang lebih ringan, disertai pelepasan energi, juga pelepasan neutron sebanyak 2 hingga 3 buah. Jika neutron dari setiap reaksi fisi bereaksi lagi dengan inti 235 U yang lain, inti-inti ini akan terurai dan melepaskan lebih banyak neutron. Oleh karena itu, terjadi reaksi yang disebut reaksi berantai chain reaction. Reaksi berantai adalah sederetan reaksi fisi yang berlangsung spontan dan serta merta, disebabkan oleh neutron yang dilepaskan dari reaksi fisi sebelumnya bereaksi lagi dengan inti-inti yang lain. Oleh karena satu reaksi fisi dapat menghasilkan 3 neutron, jumlah inti yang melakukan fisi berlipat secara cepat, seperti ditunjukkan pada Gambar 5.17. Reaksi berantai dari fisi inti merupakan dasar dari reaktor nuklir dan senjata nuklir. Sumber: Chemistry: The Central Science, 2000 1 n 235 92 U 91 36 Kr 146 56 Ba 1 n Gambar 5.17 Reaksi berantai pada reaksi fisi