Jenis Peluruhan Radioaktif Peluruhan Radioaktif

129 Kerad ioakt ifan 1. Emisi alfa adalah emisi nuklida 4 2 He atau partikel alfa dari inti tidak stabil. Misalnya, pada peluruhan radioaktif 226 Ra. 226 88 Ra ⎯⎯ → 222 86 Rn + 4 2 He Nuklida yang memiliki nomor atom di atas 83 akan memancarkan partikel alfa. 2. Emisi beta b - adalah emisi elektron berkecepatan tinggi dari inti tidak stabil. Emisi beta sama dengan perubahan neutron menjadi proton. Persamaannya: 1 n ⎯⎯ → 1 1 1 p e − + Nuklida di atas pita kestabilan akan memancarkan partikel beta. 3. Emisi positron b + adalah emisi sejenis elektron yang bermuatan positif. Emisi positron setara dengan perubahan proton menjadi neutron. 1 1 p ⎯⎯ → 1 1 n e + Emisi positron terjadi pada nuklida yang berada di bawah pita kestabilan. 4. Penangkapan elektron , electron capture adalah peluruhan inti dengan menangkap elektron dari orbital yang terdekat ke inti, yaitu kulit K. Dalam hal ini, proton diubah menjadi neutron. 1 1 1 p e − + ⎯⎯ → 1 n 5. Emisi gamma g dihasilkan dari nuklida yang tereksitasi setelah menjalani peluruhan. Peluruhan radioaktif menghasilkan nuklida pada keadaan tereksitasi yang tidak stabil. Untuk mencapai keadaan stabil dilakukan dengan cara mengemisikan energi dalam bentuk radiasi gamma. Contohnya: 99 43 Tc m ⎯⎯ → 99 43 T c + γ Perisai t im bal Bahan radio aktif Radiasi β Radiasi α Radiasi γ Gambar 5.5 Radiasi a , b , g dalam medan m agnet Sumber: Introductory Chemistry, 1997 Kata Kunci • Emisi alfa • Emisi beta • Em isi positron • Penangkapan elekt ron • Emisi gamma • Transm utasi inti • Keadaan t ereksit asi Meramalkan Jenis Peluruhan Radioaktif Gunakan pita kestabilan untuk meramalkan peluruhan radioaktif dan tuliskan persamaan transmutasi intinya: a. 47 Ca b. 25 Al Jawab a. Nuklida 47 Ca memiliki 20 proton dan 27 neutron. Oleh karena nilai N Z 1 di bawah pita kestabilan maka akan terjadi emisi beta. b. Nuklida 25 Al memiliki 13 proton dan 12 neutron. Oleh karena nilai N Z 1 di bawah pita kestabilan maka akan terjadi emisi positron atau penangkapan elektron. Persamaan transmutasi intinya: 25 25 13 13 1 Al Al e ⎯⎯ → + emisi positron atau 25 25 13 12 1 Al e Mg − + ⎯⎯ → penangkapan elektron Contoh 5.3 130 Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII

3. Nukleosintesis dan Energi Ikat Inti

Nukleosintesis adalah pembentukan inti atom atau nuklida dari partikel- partikel penyusunnya proton dan neutron. Energi yang terlibat dalam nukleosintesis dinamakan energi ikat inti i. Lihat Gambar 5.6. Menurut aspek energitika, suatu inti atom stabil jika memiliki energi ikat inti besar. Dengan kata lain, makin besar energi ikat inti, makin stabil inti atom tersebut. Energi ikat inti, Ei didefinisikan sebagai selisih energi antara energi nuklida hasil sintesis dengan energi nukleon penyusunnya. Contoh, nuklida 4 He disintesis dari 2 proton dan 2 neutron. 2 1 1 p+ 2 1 n ⎯⎯ → 4 2 He Δ E nukelosintesis = Ei = E nuklida He – E 2p + 2n Bagaimana mengukur perubahan energi inti tersebut? Menurut Einstein, perubahan energi inti dapat ditentukan secara langsung dari perubahan massa nukleon, sebab perubahan massa selalu disertai perubahan energi sesuai persamaan: E = m c 2 atau DE = c 2 Δ m Keterangan: c = kecepatan cahaya 3× 10 8 m s –1 Dm = perubahan massa kg Gambar 5.6 Kehilangan massa diubah menjadi energi yang digunakan untuk m engikat nukleon m em bentuk satu kesatuan di dalam inti. b e – n p H a Li Be B C O Fe Co Pb Po Rn Ra Simbol Tabel 5.4 Massa Nukleon dan Nuklida dalam Satuan Massa Atom sma –1 1 1 1 2 2 3 3 4 5 5 6 6 8 26 27 82 82 82 84 86 88 1 1 2 3 3 4 6 7 9 10 11 12 13 16 56 59 206 207 208 210 222 226 A 0,00055 1,00867 1,00728 2,01345 3,01550 3,01493 4,00150 6,01347 7,01435 9,00999 10,0102 11,0066 11,9967 13,0001 15,9905 55,9206 58,9184 205,9295 206,9309 207,9316 209,9368 221,9703 225,9771 Massa sma Nu kleo n n + p D m diu b ah m en jadi energi unt uk m en gikat n ukleon agar t et ap dalam int i Nuklid a Pen g ikat Mahir Menjawab Pada int i Fr t erjadi reaksi berikut . 223 87 Fr → 223 88 Ra + X X adalah part ikel .... A. n eu t ro n B. p ro t o n C. p osit ron D. el ekt ro n E. m eg at ro n Pembahasan 223 87 Fr → 223 88 Ra + X X } 223 223 87 88 1 − = − =− }elekt ron 1 − e Jadi, X adalah partikel elektron. D SPM B 2004 131 Kerad ioakt ifan Satuan yang digunakan untuk energi ikat inti adalah Mega elektron volt MeV. Satu Mega elektron volt 1 MeV sama dengan 1,062 × 10 –13 Joule, atau 1 MeV = 1,062 × 10 –13 Joule Hubungan satuan energi ikat inti dan massa partikel subinti dalam satuan sma adalah 1 sma = 931,5 MeV T h Pa U Pu 90 90 91 92 92 92 92 94 230 234 234 233 234 235 238 239 229,9837 233,9942 233,9931 232,9890 233,9904 234,9934 238,0003 239,0006 Kekurangan massa pada pembentukan nuklida helium Contoh Soal 5.4 di atas disebabkan telah diubah menjadi energi yang digunakan untuk mengikat partikel subinti agar tidak pecah. Oleh karena itu, makin besar energi ikat inti makin stabil inti tersebut. Energi ikat per nukleon bervariasi bergantung pada nomor atom unsur- unsur stabil. Energi ikat rata-rata maksimum sekitar 8,8 MeV dimiliki oleh atom Fe dan Ni, seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Makanan Iradiasi Pada t ahun 1953, Angkat an Darat Am erika Serikat m em ulai program percobaan iradiasi m akanan sehingga pasukan yang t ersebar m em punyai m akanan segar t anpa harus dibekukan. Sum ber radiasi unt uk ham pir sem ua pengaw et an m akanan adalah kobalt –60 dan cesium –137 . Keduanya m engem isikan sinar gam m a γ w alaupun sinar X dan elekt ron dapat juga digunakan unt uk m engiradiasi m akanan. Keunt ungan iradiasi m akanan sangat jelas, selain m enghem at energi karena t idak p erlu pendinginan, juga m em perlam a w akt u sim pan berbagai m acam m akanan. Hal ini sangat berguna bagi negara-negara m iskin. Akan t et api, ket akut an t ersendiri pada prosedur ini pun ada. Pert am a, bahw a m akanan yang diiradiasi dapat m enjadi radioakt if meskipun tidak ada dat a kejadian mengenai hal ini. Kedua, iradiasi dapat merusak nutrien, seperti asam amino dan vitamin. Selain itu, radiasi yang mengionisasi akan menghasilkan spesi yang reaktif, sepert i radikal hidroksil yang akan bereaksi dengan m olekul organik dan m enghasilkan zat yang berbahaya. Menariknya, efek yang sam a dihasilkan juga ket ika m akanan t ersebut dipanaskan. Sumber: Chemistry,2000 Sekilas Kimia Kata Kunci • Nukleon • Energi ikat rata-rata • Massa partikel subinti Menentukan Perubahan Energi Inti Hitung perubahan energi pada pembentukan nuklida helium partikel alfa berikut. 1 1 4 1 2 2 n 2 p He + ⎯⎯ → a. dalam satuan MeV b. dalam satuan Joule Jawab a. Energi ikatan inti dalam satuan Me Perubahan massa pada pembentukan He: m = m He – 2m n + m p { 4,00150 – 21,00867 + 1,00728} sma = – 0,0304 sma Ei = – 0,0304 sma 931,5 MeV sma –1 = – 28,3176 MeV b. Energi ikat inti dalam satuan Joule 1 MeV = 1,062 × 10 –13 J Ei = –28,3176 MeV × 1,062 × 10 –13 J MeV –1 = –3,007 × 10 –12 J Jadi, pada pembentukan nuklida He dilepaskan energi sebesar 28,3176 MeV atau 3,007 × 10 –12 J. Contoh 5.4 Sumber: General Chemistry , 1990