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