Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
180
140 130
120 110
100 90
80 70
60 50
40 30
20 10
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Gambar 10.4 Grafik stabilitas inti
Nomor atom Z
Jumlah neutron N
N = Z
Inti stabil
Seperti telah kita ketahui bahwa gaya inti bekerja pada jangkauan yang sangat kecil, yaitu
hanya bekerja antara atom-atom yang berdekatan, sedangkan jangkauan gaya Coulomb tidak
terbatas. Gaya tolak antarproton akibat gaya Coulomb bekerja pada jarak yang tidak terjangkau
oleh gaya inti. Hal ini mengakibatkan inti-inti berat dengan jumlah proton Z besar memiliki gaya tolak
yang lebih besar dari gaya inti, sehingga inti-inti berat tidak stabil. Berdasarkan hasil eksperimen,
inti berat yang paling stabil adalah bismut. Inti-inti berat dengan Z 80 akan cenderung mejadi inti
stabil dengan melepaskan proton atau menangkap neutron.
Di alam terdapat sekitar 300 kombinasi ikatan proton dan neutron dalam keadaan stabil. Para
ilmuwan sudah dapat menghasilkan sekitar 3.000 inti buatan di dalam laboratorium. Sebagian besar inti ini dalam keadaan tidak stabil,
karena adanya kelebihan proton atau neutron. Inti-inti tidak stabil akan mengalami proses menuju inti stabil yang dikenal dengan proses
peluruhan radioaktif atau radioaktivitas.
B. Radioaktivitas
Radioaktivitas adalah gejala terpancarnya partikel-partikel radioaktif
akibat peluruhan disintegrasi inti dalam rangka menuju inti stabil. Inti-inti yang mengalami peluruhan ini disebut inti radioaktif.
Gejala radioaktivitas ditemukan secara tidak sengaja oleh Henri Becquerel, seorang fisikawan berkebangsaan Prancis pada tahun 1896.
Ketika ia meletakkan pelat film di sekitar uranium, pelat film tersebut kemudian menjadi hitam. Gejala fosforesensi phosporesence dan
fluoresensi fluoresence tidak dapat menjawab fenomena penyebab penghitaman pelat film di sekitar uranium. Akhirnya, Becqeurel
berkesimpulan bahwa penyebabnya adalah sinar yang dipancarkan secara spontan oleh uranium. Sinar ini kemudian disebut sebagai sinar
radioaktif. Sedangkan unsur-unsur yang memancarkan sinar radioaktif disebut unsur radioaktif.
Dari hasil penelitian selanjutnya terdapat tiga sinar radioaktif yaitu sinar alfa
D, sinar beta E, dan sinar gamma
J
. Selain menghitamkan pelat film, ketiga sinar tersebut memiliki sifat-sifat sebagai berikut.
1. Sinar alfa
DDDDD
a. Sinar alfa bermuatan positif 2+.
b. Dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet.
c. Memiliki daya tembus yang paling rendah dibandingkan sinar beta
maupun gamma.
Radioaktivi- tas
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
181
2. Sinar beta
EEEEE
a. Sinar beta bermuatan negatif 1–.
b. Dibelokkan oleh medan listrik maupun medan
magnet. c.
Memiliki daya tembus yang lebih besar dari sinar alfa, tetapi di bawah sinar gamma.
3. Sinar gamma
J a.
Sinar gamma tidak bermuatan sehingga tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet.
b. Sinar gamma memiliki daya tembus yang paling kuat
di antara ketiga sinar radioaktif yang ada. Perhatikan gambar 10.6 di bawah ini Gambar 10.6
menunjukkan pembelokan sinar radioaktif di dalam medan magnetik. Perhatikan bahwa partikel alfa dan beta adalah
partikel bermuatan Ingat kembali konsep gaya Lorentz pada partikel bermuatan
Gambar 10.6 Pembelokan sinar radioaktif dalam medan magnetik
Medan magnet dengan arah
meninggalkan bidang gambar
Sumber sinar radioaktif
D E
J
Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa sinar alfa, beta, dan gamma termasuk sinar radioaktif. Demikian halnya dengan
partikel-partikel radioaktif lain, sinar-sinar tersebut juga mengalami peluruhan. Mekanisme peluruhan sinar-sinar radioaktif dapat dijelaskan
sebagai berikut.
1. Peluruhan alfa
Sinar alfa sering disimbolkan dengan
4 2
He
. Dengan demikian, ketika suatu inti memancarkan sinar alfa, inti induk akan kehilangan
dua proton dan dua neutron. Misalnya inti X dengan nomor atom Z dan nomor massa A memancarkan sinar alfa dan menghasilkan inti
baru yaitu Y. Mekanisme peluruhannya dapat dituliskan sebagai:
o
A A 2
4 Z
Z 2 2
He X
Y
Peluruhan alfa merupakan peluruhan yang memancarkan energi. Energi yang dipancarkan pada peluruhan alfa adalah:
E = m
x
– m
y
– m
D
c
2
Sebaiknya Tahu
Antoine Henri Becquerel 1852–1908
Fisikawan Prancis ini adalah pemenang hadiah
nobel di bidang fisika atas penemuannya dalam radio-
aktivitas pada uranium.
Ketika ia akan melakukan penyelidikan tentang ke-
mungkinan bahan fluo- resensi memancarkan
sinar-X jika disinari, ia menemukan radioaktivitas
pada uranium.
Berawal dari ketidak- sengajaan ini ia terus
melanjutkan penelitiannya terhadap berbagai aspek
radioaktivitas uranium hingga akhir hayatnya. Ia
menerima hadiah Nobel di bidang fisika pada tahun
1903.
Rep. www .wiking solar
.de
Gambar 10.5 Antoine Henri Becquerel
