Unsur Radioaktif
121
2 Peluruhan positron
Contoh
44 44
21 20
1
Sc Ca
+ β
→
54 54
27 26
1
Co Fe
+ β
→ 3 Penangkapan elektron. Proses ini jarang terjadi
pada isotop alam, tetapi terjadi pada radionuklida buatan.
Contoh
44 44
22 -1
21
Ti + e Sc
→
50 50
23 -1
22
V + e Ti
→ c Peluruhan gamma
γ →
60 60
27 27
Co Co +
Proses ini seringkali disebut transisi isomer. Pada peluruhan sinar gamma tidak dihasilkan unsur baru
karena sinar gamma merupakan energi foton yang tidak bermassa dan tidak bermuatan.
2 Pembelahan Spontan Proses ini hanya terjadi pada nuklida-nuklida yang nomor
atomnya besar dan membelah secara spontan menjadi dua nuklida yang massanya berbeda.
254 108
142 1
98 42
56
Cf Mo
Ba + 4 n →
+ 3 Mengalami Transmutasi Inti
Pada tahun 1919, Rutherford berhasil menembak gas nitrogen dengan partikel alfa dan menghasilkan hidrogen
dan oksigen.
14 4
17 1
7 2
8 1
N + He O + H
→ Reaksi ini merupakan transmutasi buatan pertama yaitu
perubahan suatu unsur menjadi unsur lain. Pada tahun 1934, Irene Joliot Curie, putri Marie Curie,
berhasil membuat atom fosfor yang bersifat radioaktif dengan menembakkan aluminium dengan sinar alfa yang
berasal dari polonium.
27 4
30 1
13 2
15
Al + He P + n
→
2. Deret Keradioktifan
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
Di unduh dari : Bukupaket.com
122
Kimia SMA dan MA Kelas XII
diberi nama sesuai dengan nama anggota yang mempunyai waktu paro terpanjang yaitu berturut-turut 1,39 × 10
10
dan 4,51 × 10
9
tahun. Deret aktinium dimulai dari unsur uranium U-235 dengan waktu paruh 7,1 × 10
8
tahun. Deret keradioaktifan yang keempat adalah deret keradioaktifan
buatan yang disebut deret neptunium. Unsur induk deret neptunium adalah neptunium dengan waktu paruh 2,20 × 10
6
tahun. Perhatikan Tabel 6.1
3. Waktu Paruh Half Life
Proses peluruhan atom radioaktif sebenarnya merupakan kejadian yang bersifat acak. Akan tetapi jika jumlah atom
radioaktif sangat besar maka peristiwa peluruhan tersebut dapat dijelaskan seperti berikut.
Dalam peluruhan radioaktif mengikuti hukum laju reaksi orde kesatu, artinya laju peluruhan berbanding lurus dengan jumlah
atom radioaktif yang tertinggal. Dengan demikian laju peluruhan radioaktif setiap waktu t dapat dirumuskan seperti berikut.
Laju peluruhan =
[ ]
N λ
.............6-1 Keterangan:
λ = tetapan laju peluruhan
N = banyaknya inti radioaktif Hasil integrasi dari persamaan 6-1 adalah seperti berikut.
t t
N N e
λ − ⋅
= ⋅
.................6-2 Jika t =
1 2
t
maka konsentrasi [N
t
] adalah
1 2
[N ]. Oleh karena itu
besarnya
1 2
t
atau waktu paruh dapat ditentukan seperti berikut.
1 2
1 1
2 2
1 2
1 1
2 2
1 2
1 atau
2 2
ln 2 0,693
0,693 atau
T T
T
N N e
e e
T T
T
λ λ
λ
λ λ
− ⋅ − ⋅
⋅
= ⋅
= =
= =
= ........6-3
Nama Deret Unsur Induk
Uranium alam
239 92
U
206 82
Pb
4n + 2 Thorium alam
232 90
Th
208 82
Pb
4n Aktinium alam
235 92
U
207 82
Pb
4n + 3 Neptunium buatan
237 93
Np
209 83
Bi
4n + 1
Berakhir Jenis
Tabel 6.1 Deret Radioaktif
Di unduh dari : Bukupaket.com
Unsur Radioaktif
123
Keterangan: N
= jumlah zat radioaktif mula-mula N
t
= jumlah zat radioaktif yang masih tersisa pada waktu t
1 2
T
= waktu paruh
Contoh
1. Waktu paruh peluruhan unsur radioaktif Bi-210 adalah 5,0 hari. Hitung:
a. tetapan peluruhan dalam s
- 1
, b. waktu yang diperlukan agar 0,016 mg Bi-210 meluruh
menjadi 0,001 mg
Penyelesaian: Diketahui :
1 2
T
= 5 hari N
t
= 0,001 mg N
= 0,016 mg Ditanya
: a.
λ ... ?
b. t ... ? Jawab
: a.
λ =
1 2
0,693 T
=
0,693 432.000
= 1,6 × 10
-6
sekon b.
t
N N
=
t
e
λ − ⋅
0,001 0,016
=
6
1,6 10 t
e
−
− ×
⋅
0,0625 =
6
1,6 10 t
e
−
− ×
⋅
ln 0,0625 = -1,6 × 10
-6
⋅ t
t =
6
2,773 1,6
10
−
× = 1.732.868 detik
2. Hitung berapa persen cuplikan
60 27
Co yang tinggal setelah 3
tahun, jika waktu paruh
60 27
Co adalah 5,26 tahun
Penyelesaian: Diketahui :
1 2
T
= 5,26 tahun t
= 3 tahun Ditanya
: N
t
...? Jawab
: λ
=
1 2
0,693 T
= 0,693
5,26 tahun = 0,132tahun
t t
N N e
λ − ⋅
= ⋅
0 ,132 tahun 3tahun t
N e
N
− ⋅
= ln
t
N N
=-0,396
N N
=0,673 atau N = 0,673 No
Jika N dianggap 100 maka cuplikan
60 27
Co yang tinggal
adalah 67,3.
Di unduh dari : Bukupaket.com
124
Kimia SMA dan MA Kelas XII
4. Reaksi pada Inti