6
BAB II DASAR TEORI
A. Radiasi Nuklir
Radiasi Nuklir adalah suatu berkas foton yang dipancarkan dari suatu sumber yang mengalami proses perubahan inti atom dari keadaan tidak stabil
menjadi stabil Sayono,1991. Kestabilan suatu inti diantaranya disebabkan oleh jumlah neutron dan proton dalam suatu inti. Pada inti ringan jumlah proton
hampir sama dengan jumlah neutron N ≈ Z sedangkan pada inti berat jumlah
neutron lebih banyak dari jumlah proton NZ.
Gambar 2.1 Grafik Nomor Neutron N Terhadap Nomor Atom Z.
Lingkaran hitam diisi menyatakan nuklida stabil, lingkaran kelabu yang diisi menyatakan nuklida yang relatif stabil.
7
Inti-inti atom yang tidak stabil, baik karena komposisi jumlah proton dan neutronnya yang tidak seimbang ataupun karena tingkat energinya yang tidak
berada pada keadaan dasarnya berada dalam keadaan tereksitasi, cenderung untuk berubah menjadi stabil. Bila ketidakstabilan inti disebabkan karena
komposisi jumlah proton dan neutronnya yang tidak seimbang, maka inti tersebut akan berubah dengan memancarkan radiasi alpha atau radiasi beta. Kalau
ketidakstabilannya disebabkan karena tingkat energinya yang berada pada keadaan tereksitasi maka akan berubah dengan memancarkan radiasi gamma.
Proses perubahan inti atom yang tidak stabil menjadi atom yang lebih stabil tersebut dinamakan peluruhan radioaktif.
Radiasi Nuklir ada 2 jenis yang meliputi radiasi bermuatan dan radiasi tak bermuatan.
Radiasi bermuatan
meliputi: 1.
Radiasi Alpha Radiasi ini pada umumnya terjadi pada elemen berat, yaitu atom
yang nomor massanya besar jumlah proton dan neutron dan energi ikatnya rendah. Inti-inti berat umumnya berubah menjadi inti lain dengan
memancarkan partikel alpha. He
Y X
A Z
A Z
4 2
4 2
+ →
− −
94
Pu
239
––
2
He
4
+
92
U
235 2
He
4
= radiasi Alpha
8 Radiasi Alpha pada umumnya diikuti juga oleh radiasi Gamma. Contoh
peluruhan Alpha adalah peluruhan Plutonium menjadi Uranium yang reaksinya sebagai berikut:
235 92
4 2
239 94
U He
Pu +
→ U
U
235 92
235 92
+ →
γ
2. Radiasi Beta
a. Radiasi beta negatif
Radiasi beta negatif disamakan dengan pemancaran elektron dari suatu inti atom. Bentuk peluruhan ini terjadi pada inti yang
kelebihan neutron. Pada radiasi beta negatif, dihasilkan partikel lain dengan nomor atom akan bertambah 1, sedangkan nomor
massanya tetap. Contoh peluruhan radiasi beta negatif adalah : e
Y X
A Z
A Z
1 1
− +
+ →
56
Ba
140
––
-1
e +
57
La
140 -1
e = elektron negatif
b. Radiasi beta positif
Radiasi ini sama dengan pancaran positron elektron positif dari inti atom. Bentuk peluruhan ini terjadi pada inti yang
kelebihan proton. Pancaran positron dapat terjadi bila perbedaan energi antara inti semula dengan inti hasil perubahan reaksi inti
paling tidak sama dengan 1,02 MeV. Radiasi beta positif akan selalu diikuti dengan peristiwa annihilasi atau peristiwa
penggabungan, karena begitu terbentuk zarah Beta + akan langsung bergabung dengan elektron - yang banyak terdapat di
alam ini dan menghasilkan radiasi Gamma yang lemah. Contoh radiasi beta positif :
e Y
X
A Z
A Z
1 1
+ →
−
7
N
13
––
+1
e +
6
C
13 +1
e = elektron positifpositron
9 c.
Tangkapan elektron Elektron dalam kulit K ada kalanya masuk kedalam inti dan
ditangkap. Proses reaksinya adalah: Y
e X
A Z
A Z
1 1
− −
→ +
Elektron yang ditangkap itu meninggalkan lubang dalam kulit K, sehingga terjadi transisi elektron dari kulit L untuk mengisi lubang
tersebut sambil menghasilkan sinar X. Radiasi tak bermuatan meliputi:
1. Sinar Gamma
Sinar
γ
merupakan partikel radiasi tak bermuatan
γ
. Sinar
γ
terjadi karena proses transisi inti atom dari tingkat energi tinggi tingkat eksitasi ke energi yang lebih rendah tingkat dasar. Sinar
γ
memiliki energi berkisar antara 0.1 MeV- 10 MeV. Nilai tersebut sesuai dengan
panjang gelombang dari sekitar 10
4
fm hingga 100 fm. Radiasi sinar
γ
tidak bermuatan dan tak bermassa maka mempunyai daya tembus yang sangat kuat.
2. Sinar X
Sinar X adalah gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh elektron yang mengalami perpindahan dari suatu tingkat energi tinggi ke
tingkat energi yang lebih rendah. Sinar X mempunyai jangkau energi 100 eV hingga 100 keV. Sinar X mempunyai daya tembus yang besar karena
tidak bermassa dan tidak bermuatan.
10
B. Detektor Isian Gas
Kategori