-
Disusun oleh Kelompok A1:
Siti Lailatul Arifah 12030234021/ KB 2012
Nuril Khoiriyah 12030234022/ KB 2012
Nurma Erlita Damayanti 12030234204/ KB 2012
Amardi Suprasetyo 12030234208/ KA 2012
Amalia Nabilah 12030234224/ KA 2012
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN KIMIA
PRODI KIMIA
2014
KIMIA INTI DAN RADIOKIMIA
INTI DAN RADIOAKTIVITAS
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 2
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL
................................................................................................
1
DAFTAR ISI
............................................................................................................
2 BAB I: KAJIAN TEORI
1.1 Inti dan Radiaktif
........................................................................................
3 1.2 Stabilitas Inti
..............................................................................................
5 1.3 Jenis Emisi Radiaktif
..................................................................................
7 1.4 Reaksi Inti dan Persamaan Inti
...................................................................
10
1.5 Laju Peluruhan Radioaktif
.........................................................................
15 BAB II: PENUTUP
2.1 Kesimpulan
.................................................................................................
19 2.2 Soal Latihan
................................................................................................
19
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 3
BAB I
KAJIAN TEORI
1.1 Inti dan Radioaktif Perjalanan kita menuju pembahasan inti
atom dimulai dengan review singkat.
Seperti yang telah dipelajari pada bab 2 dimana proton dan
neutron pada tiap atom berukuran sangat kecil, pusat inti berukuran
sekitar 1/100.000 dari diameter atom. Juga telah dipelajari bahwa
atom tiap unsur tidak mesti sama. Dua atau lebih atom, dengan
jumlah proton sama namun jumlah neutron berbeda, disebut dengan
isotop. Perbedaan isotop dari unsur sama yang memiliki nomor atom
sama, namun nomor massanya berbeda, yakni jumlah proton dan neutron
dalam inti. Pada konteks sains nuklir, proton dan neutron disebut
dengan nukleon (inti atom), karena mereka berada pada nukleus
(inti).
Nomor massa atom biasa disebut jumlah nukleon, dan ciri khusus
dari inti, karakterisasi dari nomor atom spesifik dan jumlah
nukleon, disebut nuklida. Nuklida dalam notasi kimia diwakili oleh
penulisan nomor atom (Z) dan jumlah nukleon/ nomor massa (A) pada
sisi kiri simbol unsur (X)
Sebagai contoh, nuklida paling berlimpah dari uranium memiliki
92 proton dan 146 neutron, sehingga nomor atomnya adalah 92, nomor
massanya adalah 238
(92+146), dan disimbolkan dengan . Sering kali, nomor atom tidak
dituliskan pada simbol unsur. Hal ini karena suatu nomor atom
adalah tetap dan menjadi karakteristik masing-masing unsur.
Nuklida juga dapat dituliskan dengan nama unsur diikuti dengan
nomor massa. Misalnya, juga dapat ditulis 238U atau uranium 238.
Contoh 1.1.1 dan 1.1.2 dapat digunakan sebagai latihan penulisan
dan penerapan simbol nuklida.
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 4
1.1.1 Contoh Simbol Nuklida
Sebuah nuklida mempunyai 26 proton dan 33 neutron digunakan
untuk mempelajari persenyawaan kimia dari darah. Tuliskan simbol
nuklida dengan rumus . Tulis 2 cara lain untuk mewakili nuklida
ini.
Penyelesaian
Karena nuklida ini memiliki 26 proton, nomor atomnya, Z, adalah
26, yang dapat diidentifikasi sebagai unsur besi, Fe. Inti atom
dari Fe mempunyai total nukleon 59 (26 proton + 33 neutron),
sehingga jumlah nukleonnya, A, adalah 59. atau 59Fe atau besi-59
1.1.2 Contoh Simbol Nuklida
Dokter dapat menafsirkan fungsi paru-paru seorang pasien dengan
bantuan kripton-81. Berapakah nomor atom dan nomor massa dari
senyawa ini? Berapa banyak proton dan neutron yang ada dalam inti
dari tiap atom? Tuliskan 2 cara lain untuk mewakili nuklida
ini?
Penyelesaian
Tabel periodik menunjukkan bahwa nomor atom untuk kripton adalah
36, sehingga tiap kripton memiliki 36 proton. Nomor yang mengikuti
nama unsur pada kripton-81 merupakan nomor masa nuklida. Selisih
antara nomor massa (jumlah proton dan neutron) dan nomor atom
(jumlah proton) menunjukkan banyaknya neutron, sehingga kripton-81
memiliki 45 neutron (81 36).
Nomor atom = 36; nomor massa = 81; 36 proton dan 45 neutron atau
81Kr
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 5
1.2 Stabilitas Inti Dua gaya bertindak atas partikel dalam inti
untuk menghasilkan struktur inti.
Gaya pertama, disebut gaya elektrostatik (atau gaya
elektromagnetik), adalah gaya yang menyebabkan muatan listrik yang
berlawanan saling menarik satu sama lain dan muatan yang sama
saling menolak. Proton bermuatan positif dalam inti atom memiliki
gaya elektrostatik yang mendorong untuk terpisah. Gaya lain dalam
inti, disebut gaya kuat, menjaga nukleon (proton dan neutron) tetap
bersama-sama.
Jika suatu proton bertemu dengan proton yang lain, gaya
elektrostatis yang mendorong untuk terpisah akan lebih besar
daripada gaya kuat yang menarik mereka bersama-sama, dan dua proton
akan terbang dalam arah yang terpisah. Oleh karena itu, inti yang
mengandung lebih dari satu proton dan tidak ada neutron tidaklah
ada. Neutron dapat digambarkan sebagai perekat nuklir yang
memungkinkan proton untuk tetap bersama dalam inti. Karena neutron
tidak bermuatan, tidak ada tolakan elektrostatik antara mereka dan
partikel lainnya. Pada saat yang sama, setiap neutron dalam
intiatom tertarik ke arah neutron lain dan proton oleh gaya kuat.
Oleh karena itu, menambahkan neutron pada inti meningkatkan gaya
tarik menarik yang menjaga partikel inti tetap bersama-sama tanpa
meningkatkan jumlah tolakan antara partikel-partikel tersebut.
Akibatnya, meskipun inti yang terdiri dari hanya dua proton tidak
stabil, inti helium yang terdiri dari dua proton dan dua neutron
sangatlah stabil. Stabilitas yang meningkat tercermin dalam jumlah
yang signifikan dari energi yang dilepaskan ketika dua proton dan
dua neutron bergabung membentuk inti helium.
Gb 1. Dua proton dan dua neutron bergabung membentuk inti helium
diikuti dengan pelepasan energi yang cukup besar
Sumber: Nuclear Chemistry Chapter 18
Untuk unsur-unsur yang lebih ringan, kepemilikan jumlah yang
samaantara proton dan neutron menyebabkan atom stabil. Sebagai
contoh, atom karbon-12, C , dengan enam proton dan enam neutron,
dan atom oksigen-16, O , dengan delapan proton dan delapan neutron,
keduanya sangat stabil. Atom yang lebih besar dengan lebih banyak
proton dalam inti mereka memerlukan rasio neutron yang lebih
tinggi
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 6
terhadap proton untuk menyeimbangkan peningkatan tolakan
elektrostatik antar proton. Tabel 1 menunjukkan peningkatan yang
stabil dalam rasio neutron-proton dari isotop berlimpah unsur-unsur
dalam golongan 15 pada tabel periodik.
Tabel 1.
Ada 264 nuklida stabil yang ditemukan di alam. Grafik pada
Gambar 2 menunjukkan rasio neutron-proton nuklida stabil tersebut.
Secara kolektif, nuklida ini terdapat dalam apa yang dikenal
sebagai pita stabilitas.
Gb 2. Rasio proton-neutron 264 nuklida stabil di alam membentuk
pita stabilitas. Bila pita dilanjutkan maka akan berakhir pada
pulau stabilitas.
Sumber: Nuclear Chemistry Chapter 18
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 7
Sebuah nuklida dengan jumlah proton dan neutron yang
menempatkannya di luar pita stabilitas akan tidak stabil sampai
mengalami satu atau lebih reaksi nuklir sehingga membawanya ke pita
stabilitas. Atom tidak stabil ini disebut nuklida radioaktif, dan
perubahan untuk mencapai stabilitas disebut peluruhan radioaktif.
Perhatikan bahwa pita stabilitas berhenti pada proton 83.
Semua nuklida dengan lebih dari 83 proton merupakan radioaktif,
tetapi para ilmuwan telah berpostulat bahwa harus ada pulau
stabilitas kecil di sekitar titik yang mewakili 114 proton dan
neutron 184. Stabilitas relatif dari atom terberat yang sejauh ini
telah disintesis di laboratorium menunjukkan bahwa ini benar.
1.3 Jenis Emisi Radioaktif 1.3.1 Emisi Alfa (, He )
Salah satu cara yang nuklida dengan lebih dari 83 proton berubah
untuk mencapai pita stabilitas adalah dengan melepaskan dua proton
dan dua neutron dalam bentuk inti helium, yang dalam konteks ini
disebut partikel alfa. Uranium alam, yang ditemukan dalam banyak
formasi batuan di bumi, memiliki tiga isotop yang mengalami emisi
alfa, pelepasan partikel alfa.
Komposisi isotop uranium alam adalah 99,27% uranium-238, 0,72%
uranium-235, dan jejak uranium-234. Persamaan nuklir untuk emisi
alfa dari uranium-238, isotop yang paling melimpah, adalah U Th +
He
Sumber: Nuclear Chemistry Chapter 18
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 8
Dalam persamaan nuklir untuk emisi alfa, partikel alfa ditulis
sebagai atau He . Perhatikan bahwa dalam emisi alfa, nuklida
radioaktif berubah menjadi elemenberbeda, dengan nomor atom
berkurang 2 dan nomor massa berkurang 4.
1.3.2 Emisi Beta (, ) Beberapa nuklida radioaktif memiliki rasio
neutron-proton yang terlalu tinggi,
menyebabkan mereka berada di atas pita stabilitas. Untuk
mencapai keadaan yang lebih stabil mereka mengalami emisi beta (-).
Dalam proses ini, neutron menjadi proton dan elektron. Proton tetap
di inti, dan elektron, yang disebut partikel beta dalam konteks
ini, dikeluarkan dari atom.
n p + e-
Dalam persamaan nuklir untuk emisi beta, elektron ditulis
sebagai , -, atau e . Iodin-131, yang memiliki beberapa kegunaan
medis, termasuk pengukuran serapan yodium oleh tiroid, adalah
emitor beta: I Xe + e
Sumber: Nuclear Chemistry Chapter 18
Perhatikan bahwa dalam emisi beta, nuklida radioaktif berubah
menjadi elemen yang berbeda, dengan nomor atom bertambah 1 namun
nomor massanya sama.
1.3.3 Emisi Positron (+, + ) Jika nuklida radioaktif memiliki
rasio neutron-proton yang terlalu rendah,
menyebabkan mereka berada di bawah pita stabilitas, maka dapat
bergerak ke arah stabilitas dengan salah satu dari dua cara, emisi
positron atau penangkapan elektron. Emisi positron (+) mirip dengan
emisi beta, tetapi dalam kasus ini, proton menjadi neutron dan
elektron anti-materi, atau anti-elektron. Anti-elektron juga
disebut positron karena, meskipun menyerupai sebuah elektron di
sebagian besar cara, ia memiliki
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 9
muatan positif. Neutron tetap dalam inti, dan positron kecepatan
dari inti dengan kecepatan tinggi.
p n + e+
Dalam persamaan nuklir untuk emisi positron, elektron ditulis
sebagai +, e+ , atau e . Kalium-40, yang penting dalam penanggalan
geologi, mengalami emisi positron: K Ar + e+
Sumber: Nuclear Chemistry Chapter 18
Perhatikan bahwa dalam emisi positron, nuklida radioaktif
berubah menjadi elemen yang berbeda, dengan nomor atom berkurang 1
namun nomor massanya sama.
1.3.4 Penangkapan elektron () Cara kedua yang atom dengan rasio
neutron-proton rendah dapat mencapai
keadaan yang lebih stabil adalah proton dalam intinya menangkap
salah satu elektron atom. Dalam proses ini, yang disebut
penangkapan elektron, elektron bergabung dengan proton untuk
membentuk neutron.
e- + p n
Iodin-125, yang digunakan untuk menentukan kadar hormon darah,
bergerak ke arah stabilitas melalui penangkapan elektron. e + I
Te
Sumber: Nuclear Chemistry Chapter 18
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 10
Seperti emisi positron, penangkapan elektron menyebabkan nuklida
radioaktif untuk berubah menjadi elemen baru, dengan nomor atom
berkurang 1 tetapi dengan nomor massa yang sama.
1.3.5 Emisi Sinar Gamma () Oleh karena peluruhan radioaktif
mengarah ke produk yang lebih stabil, maka
selalu melepaskan energi. Beberapa energi ini dilepaskan dalam
bentuk energi kinetik, menambah gerak anpartikel produk, tetapi
sering sebagian dilepaskan sebagai bentuk energi radiasi yang
disebut sinar gamma. Sinar gamma dapat dipandang sebagai aliran
foton energi tinggi. Misalnya, cesium-137 adalah emitor beta yang
juga melepaskan radiasi gamma. Energi yang dipancarkan pada emisi
beta menyebabkan elemen produk, barium-137, dalam keadaan
tereksitasi. Ketika barium-137 turun kekeadaan dasar, memancarkan
fotondi wilayahsinar gamma dari spektrumenergi radiasi.
Sumber: Nuclear Chemistry Chapter 18
1.4 Reaksi Inti dan Persamaan Inti Setelah melihat beberapa
contoh reaksi inti, mari kita lihat lebih dekat
bagaimana mereka berbeda dari reaksi kimia yang telah kita
pelajari di seluruh teks ini. - Reaksi inti melibatkan perubahan
dalam inti, sedangkan reaksi kimia melibatkan
kehilangan, tambahan, dan berbagi elektron. - Isotop yang
berbeda dari unsur yang sama dapat mengalami reaksi inti yang
sangat
berbeda, meskipun isotop unsur ini karakteristik kimianya sama.
- Tidak seperti reaksi kimia, laju reaksi inti tidak dipengaruhi
oleh suhu, tekanan,
dan adanya atom lain yang dapat berikatan dengan atom
radioaktif. - Reaksi inti, pada umumnya, mengeluarkan lebih banyak
energi daripada reaksi
kimia.
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 11
Persamaan yang menggambarkan reaksi inti berbeda dengan yang
menggambarkan reaksi kimia karena dalam persamaan nuklir muatan
diabaikan. Jika mempelajari perubahan inti untuk emisi alfa, beta,
dan positron sudah dijelaskan pada bagian ini, Anda akan melihat
bahwa produk harus bermuatan. Sebagai contoh, ketika partikel alfa
dilepaskan dari inti uranium-238, dua proton bermuatan positif
hilang. Dengan asumsi bahwa atom uranium tidak bermuatan awalnya,
atom torium yang terbentuk akan memiliki muatan -2. Karena partikel
alfa terdiri dari dua proton bermuatan positif dan dua neutron tak
bermuatan (dan tidak ada elektron), memiliki muatan +2
keseluruhan.
Ion-ion kehilangan muatan mereka dengan cepat dengan bertukar
elektron dengan partikel lain. Karena biasanya muatan diabaikan
untuk reaksi inti, dan karena muatan ini tidak berlangsung lama,
mereka biasanya tidak disebutkan dalam persamaan inti.
Pada konteks kimia inti yang menjadi fokus adalah perubahan yang
terjadi dalam inti partikel awal dan akhir. Oleh karena itu,
persamaan inti harus jelas menunjukkan perubahan nomor atom nuklida
(jumlah proton) dan perubahan nomor massa mereka (jumlah dari nomor
proton dan neutron).
Perhatikan bahwa dalam setiap persamaan berikut, jumlah dari
superskrip (nomor massa, A) untuk reaktan sama dengan jumlah dari
superskrip untuk produk. Demikian juga, jumlah dari subskrip (nomor
atom, Z) untuk reaktan sama dengan jumlah dari subskrip untuk
produk. Untuk menunjukkan bahwa hal tersebut benar, partikel beta
dituliskan sebagai e , dan positron dituliskan e+ .
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 12
Persamaan umum berikut menjelaskan perubahan inti:
Tabel 2 merangkumkan perubahan inti yang dijelaskan dalam bab
ini. Tabel 2. Perubahan Inti
Jenis Perubahan Simbol
Perubahan Proton (Nomor
Atom, Z) Perubahan
Neutron Perubahan
Nomor Massa, A
Emisi alfa atau -2 -2 4 Emisi beta , -, atau +1 -1 0 Emisi
positron +, + , atau -1 +1 0 Penangkapan
elektron E. C -1 +1 0
Emisi gamma , atau 0 0 0
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 13
Contoh di bawah memberikan latihan dalam menulis persamaan inti
untuk emisi alfa, emisi beta, emisi positron, dan penangkapan
elektron.
1.4.1 Contoh Persamaan Inti
Tulis persamaan inti untuk (a) emisi alfa oleh polonium-210,
yang digunakan dalam terapi radiasi, (b) emisi beta oleh emas-198,
yang digunakan untuk menilai aktivitas ginjal, (c) emisi positron
oleh nitrogen-13, digunakan untuk menggambarkan otak, jantung, dan
hati, dan (d) penangkapan elektronoleh gallium-67, digunakan untuk
melakukan scan seluruh tubuh untuk tumor.
Penyelesaian
a. Simbol untuk polonium-210 adalah , dan simbol untuk partikel
alfa adalah . Oleh karena itu, persamaan awal adalah ____ + Langkah
pertama dalam menyelesaikan persamaan ini adalah menentukan
subskrip dari formula yang hilang dengan menentukan nomor yang akan
membuat jumlah dari bagian di sebelah kanan panah sama dengan
bagian di sebelah kiri. Angka ini merupakan nomor atom dari nuklida
yang hilang. Kemudian dari tabel periodik dapat diketahui elemen
nuklida yang hilang. Dalam persamaan tertentu, bagian di sebelah
kanan harus menambahkan hingga 84, sehingga subskrip untuk nuklida
yang hilang harus 82. Ini merupakan nomor atom timbal, sehingga
simbol untuk nuklida produk adalah Pb. Selanjutnya menentukan
superskrip untuk formula hilang dengan menentukan nomor yang
akanmembuat jumlah dari bagian di sebelah kanan panah sama dengan
bagian di sebelah kiri. Nomor massa untuk nuklida produk harus 206.
+
b. Simbol untuk emas-198 adalah , dan simbol untuk partikel beta
. Oleh karena itu, persamaan awal adalah ____ +
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 14
Untuk menyeimbangkan bagian subskrip dalam persamaan ini,
subskrip nuklida yang hilang harus 80, menunjukkan bahwa simbol
untuk nuklida produk adalah Hg, merkuri. Nomor massa tetap sama
dalam emisi beta, yaitu 198. +
c. Simbol untuk nitrogen-13 adalah , dan simbol untuk positron
adalah + . Oleh karena itu, persamaan awal adalah ____+ + Untuk
menyeimbangkan bagian subskrip dalam persamaan ini, superskrip
nuklida yang hilang harus 6, menunjukkan bahwa simbol untuk nuklida
produk adalah C, karbon. Nomor massa tetap sama dalam emisi
positron, yaitu 13. + +
d. Simbol untuk gallium-67 adalah , dan simbol untuk elektron
adalah . Oleh karena itu, persamaan awal adalah + _____ Untuk
menyeimbangkan bagian subskripdalam persamaan ini, bagian nuklida
yang hilang harus 30, menunjukkan bahwa simbol untuk nuklida produk
adalah Zn, seng. Nomor massa tetap sama dalam emisi positron, yaitu
67. +
1.4.2 Contoh Persamaan Inti
Glenn Seaborg dan timnya, ilmuwan di Laboratorium Lawrence di
Universitas California, Berkeley, menemukan sejumlah elemen baru,
beberapa di antaranya-berkelium, kalifornium, lawrensium-telah
dinamai untuk menghormati pekerjaan mereka. Lengkapi persamaan inti
berikut yang menggambarkan proses yang digunakan untuk membuat
elemen-elemen ini.
a. + ___ + + 2 b. + ___ + 4 c. ___ + + 5
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 15
Penyelesaian
Pertama, menentukan subskrip untuk formula yang hilang dengan
melihat nomor yang merupakan jumlah dari subskrip di kiri panah
sama dengan di sebelah kanan. Angka itu merupakan nomor atom dari
nuklida yang hilang sehingga diperoleh simbol unsur untuk nuklida
tersebut. Selanjutnya, menentukan superskrip untuk formula hilang
dengan menjumlah nomor dari superskrip di sebelah kiri panah sama
dengan jumlah dari superskrip di sebelah kanan.
a. + + + 2 b. + + 4 c. + + 5
1.5 Laju Peluruhan Radioaktif Karena nuklida radioaktif yang
berbeda memiliki kestabilan yang berbeda, laju
peluruhannya berbeda juga. Angka ini dijelaskan dengan waktu
paruh nuklida, waktu yang dibutuhkan untuk setengah dari sampel
menghilang. Misalnya, radioaktif karbon-14, yang meluruh untuk
membentuk nitrogen-14 dengan memancarkan partikel beta, memiliki
waktu paruh 5730 tahun. Setelah 5730 tahun, setengah dari sampel
tetap, dan setengah telah menjadi nitrogen-14. Setelah 11,460 tahun
(dua waktu paruh), setengah dari sisanya yang akan meluruh untuk
membentuk nitrogen-14, membuat sampel menjadi seperempat dari
jumlah aslinya. Setelah 17,190 tahun (tiga waktu paruh), setengah
dari apa yang tersisa setelah 11,460 tahun akan meluruh untuk
membentuk nitrogen-14, jadi seperdelapan dari sampel asli akan
tetap. Ini terus berlanjut, dengan satu-setengah dari sampel
meluruh setiap paruh.
Bayangkan memiliki kue dan diberitahu bahwa Anda hanya
diperbolehkan untuk makan setengah dari jumlah semua di piring per
hari. Hari pertama Anda makan setengah dari kue. Hari berikutnya
Anda makan setengah dari apa yang ada, tapi itu hanya seperempat
dari kue (1/2 1/2). Keesokan harinya Anda hanya bisa makan
seperdelapan dari kue asli (1/2 1/4 atau 1/2 1/2 1/2), dan pada
hari berikutnya seperenam belas (1/2 1/8 atau 1/2 1/2 1/2 1/2).
Pada hari kelima (setelah lima waktu paruh), potongan yang Anda
makan hanya 1/32 dari kue asli (1/2 1/16 atau 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2).
Proses berlanjut sampai tidak ada cukup kue untuk dimakan.
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 16
Ini adalah situasi yang sama dengan nuklida radioaktif. Setengah
dari jumlah mereka menghilang setiap paruh sampai tidak ada jumlah
yang signifikan yang tersisa. Lamanya waktu yang diperlukan untuk
sampel radioaktif berkurang untuk tidak signifikan tergantung pada
waktu paruh dan jumlah sampel yang ada untuk memulai peluruhan
(Gambar 3).
Dalam kimia atau fisika, Anda bisa belajar teknik umum untuk
menggunakan waktu paruh nuklida untuk memprediksi lamanya waktu
yang dibutuhkan untuk setiap persentase tertentu dari sampel
meluruh. Contoh 18.5 memberikan sekilas dari prosedur ini dengan
menunjukkan bagaimana untuk memprediksi lamanya waktu yang
dibutuhkan untuk nuklida radioaktif tertentu (dengan paruh yang
diberikan) untuk meluruh sampai 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, atau 1/32 dari
jumlah aslinya. Contoh waktu paruh 1.5.2 menunjukkan bagaimana Anda
dapat memprediksi apa fraksi sampel akan tetap setelah satu, dua,
tiga, empat, atau lima waktu paruh.
Gb 3. Ilustrasi peluruhan radioaktif dan waktu paruhnya
Sumber: Nuclear Chemistry Chapter 18
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 17
Tabel 3 berikut menunjukkan waktu beberapa paruh nuklida
radioaktif berikut jenis emisi yang dilakukan untuk berada pada
keadaan stabil. Tabel 3.
1.5.1 Contoh Waktu Paruh
Radon-222, yang ditemukan di udara dalam rumah yang dibangun di
atas tanah yang mengandung uranium, memiliki paruh 3.82 hari.
Berapa lama sebelum sampel meluruh hingga 1/32 dari jumlah
awal?
Penyelesaian:
Dalam setiap paruh dari nuklida radioaktif, jumlah yang
berkurang adalah setengah. Fraksi 1/32 adalah x x x x , sehingga
diperlukan lima waktu paruh untuk membuat sampel menjadi 1/32.
Untuk radon-222, lima waktu paruhnya adalah 19.1 hari (5 x 3.82
hari)
1.5.2 Contoh Waktu Paruh
Salah satu masalah yang terkait dengan penyimpanan limbah
radioaktif dari pembangkit listrik tenaga inti adalah bahwa
beberapa nuklida radioaktif tetap ada dalam waktu yang sangat lama.
Contohnya adalah plutonium-239, yang memiliki waktu paruh
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 18
2.44 x 104 tahun. Berapa fraksi yang dibutuhkan oleh
plutonium-239 sehingga tersisa setelah 9.76 x 104 tahun?
Penyelesaian:
Lamanya waktu dibagi dengan paruh menghasilkan jumlah paruh: 9.
x tahun.44 x tahun = 4 waktu paruh Dalam setiap paruh dari nuklida
radioaktif, jumlah yang berkurang adalah setengah, sehingga fraksi
sisanya akan menjadi 1/16 ( x x x ).
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 19
BAB II
PENUTUP
2.1 Kesimpulan Dari pembahasan di atas dapat diambil beberapa
kesimpulan tentang inti dan
radioaktivitas sebagai berikut: 1. Pada konteks sains nuklir,
proton dan neutron disebut dengan nukleon (inti
atom), karena mereka berada pada nukleus (inti). Nomor massa
atom biasa disebut jumlah nukleon, dan karakterisasi dari nomor
atom spesifik dan jumlah nukleon disebut nuklida.
2. Stabilitas inti atom dipengaruhi rasio proton-neutronnya.
Atom yang tidak stabil memiliki rasio proton-neutron kurang dari 1
atau lebih dari 1 disebut nuklida radioaktif, dan perubahan untuk
mencapai stabilitas disebut peluruhan radioaktif.
3. Beberapa jenis peluruhan radioaktif, yaitu emisi alfa untuk
nuklida dengan jumlah proton lebih dari 83 dan berada di atas pita
kestabilan, emisi beta untuk nuklida di atas pita kestabilan, emisi
positron untuk nuklida di bawah pita, penangkapan elektron untuk
nuklida di bawah pita, dan emisi sinar gamma pada pemancaran energi
kinetik.
4. Reaksi dan persamaan inti, berbeda dengan reaksi dan
persamaan kimia, tidak memperhatikan muatan unsur karena sifatnya
yang sementara.
5. Nuklida radioaktif memiliki waktu tertentu yang diperlukan
untuk meluruh menjadi sebagian dari massanya yaitu waktu paruh.
2.2 Soal Latihan Latihan 2.2.1 Simbol Nuklida
Sebuah nuklida yang digunakan pada terapi radiasi untuk
pengobatan kanker memiliki
39 proton dan 51 neutron. Tuliskan simbol nulida dengan rumus .
Tulis 2 cara lain untuk mewakili nulida ini.
Latihan 2.2.2 Simbol nuklida
Sebuah atom dengan simbol 201TI dapat digunakan untuk
menafsirkan jantung pasien pada tes ketegangan. Berapakah nomor
atom dan nomor massanya? Berapa jumlah
-
Nukleus dan Radioaktivitas| 20
proton dan jumlah neutron yang ada pada inti tiap atomnya?
Tuliskan 2 cara lain untuk mewakili nuklida ini?
Latihan 2.2.3 Persamaan Inti
Tulis persamaan inti untuk (a) emisi alfa oleh plutonium-239,
salah satu zat yang dibentuk pada pembangkit listrik tenaga inti,
(b) emisi beta oleh natrium-24, digunakan untuk mendeteksi gumpalan
darah, (c) emisi positron oleh oksigen-15, digunakan untuk menilai
efisiensi paru-paru, dan (d) penangkapan elektron oleh tembaga-64,
digunakan untuk mendiagnosa penyakit paru-paru.
Latihan 2.2.4 Persamaan Inti Lengkapi persamaan inti berikut
a. + ___ + b. + ___ + 5 c. ____ + +