Unsur radioaktif adalah unsur yang memiliki inti yang tidak stabil

1. RADIO
AKTIF

2. Perkembangan
Keradioaktifan
Pada tahun 1895 W.C. Rontgen melakukan percobaan dengan
sinar katode. Ia menemukan bahwa tabung sinar katoda menghasilkan
suatu radiasi berdaya tembus besar yang dapat menghitamkan film
foto. Selanjutnya sinar itu diberi nama sinar X. Sinar X tidak
mengandung elektron, tetapi merupakan gelombang elektromagnetik.
Sinar X tidak dibelokkan oleh bidang magnet, serta memiliki panjang
gelombang yang lebih pendek daripada panjang gelombang cahaya.
Berdasarkan hasil penelitian W.C Rontgen tersebut, maka Henry
Becquerel pada tahun 1896 bermaksud menyelidik sinar X, tetapi
secara kebetulan ia menemukan gejala keradioaktifan.
Pada penelitiannya ia menemukan bahwa garam-garam
uranium dapat merusak film foto meskipun ditutup rapat dengan kertas
hitam. Menurut Becquerel, hal ini karena garam-garam uranium
tersebut dapat memancarkan suatu sinar dengan spontan. Peristiwa ini
dinamakan radio aktivitas spontan.

3. Perkembangan
Keradioaktifan
Marie Curie merasa tertarik dengan temuan Becquerel,
selanjutnya dengan bantuan suaminya Piere Curie berhasil
memisahkan sejumlah kecil unsur baru dari beberapa ton bijih uranium.
Unsur tersebut diberi nama radium. Pasangan Currie melanjutkan
penelitiannya dan menemukan bahwa unsur baru yang ditemukannya
tersebut telah terurai menjadi unsur-unsur lain dengan melepaskan
energi yang kuat yang disebut radioaktif.
Ilmuwan Inggris, Ernest Rutherford menjelaskan bahwa inti
atom yang tidak stabil (radionuklida) mengalami peluruhan radioaktif.
Partikel-partikel kecil dengan kecepatan tinggi dan sinar-sinar
menyebar dari inti atom ke segala arah. Para ahli kimia memisahkan
sinar-sinar tersebut ke dalam aliran yang berbeda dengan
menggunakan medan magnet. Dan ternyata ditemukan tiga tipe radiasi
nuklir yang berbeda yaitu sinar alfa, beta, dan gamma. Semua

4. X : lambang atom
Z : nomor atom : jumlah proton
dalam inti = p
A : nomor masa : jumlah proton
dengan neutron = p+n

5. Zat Radioaktif
• Mempunyai inti tidak stabil, sehingga dapat
berubah menjadi inti atom unsur lain
• Memancarkan radiasi partikel
Alfa (α)
Beta (β)
Gamma (γ)
• Proses perubahan inti tidak stabil menjadi inti
stabil disebut peluruhan.

6. Sinar Alfa (α)
Radiasi ini terdiri dari seberkas sinar
partikel alfa. Radiasi alfa terdiri dari partikel-
partikel yang bermuatan positif dengan
muatan +2 dan massa atomnya 4. Partikel ini
dianggap sebagai inti helium karena mirip
dengan inti atom helium. Sewaktu menembus
zat,sinar α menghasilkan sejumlah besar ion.
Oleh karena bermuatan positif partikel α
dibelokkan oleh medan magnet maupun
medan listrik. Partikel alfa memiliki daya
tembus yang rendah. Partikel-partikel alfa
bergerak dengan kecepatan antara 2.000 –
20.000 mil per detik, atau 1 –10 persen
kecepatan cahaya.

7. Sinar Beta (β)
Berkas sinar β terdiri dari partikel-
partikel yang bermuatan negatif dan partikel β
identik dengan elektron. Sinar beta
mempunyai daya tembus yang lebih besar
tetapi daya pengionnya lebih kecil
dibandingkan sinar α . Berkas ini dapat
menembus kertas aluminium setebal 2 hingga
3 mm. Partikel beta juga dibelokkan oleh
medan listrik dan medan magnet , tetapi
arahnya berlawanan dari partikel alfa. Selain
itu partikel β mengalami pembelokan yang
lebih besar dibandingkan partikel dalam
medan listrik maupun dalam medan magnet.
Hal itu terjadi karena partikel β mempunyai
massa yang jauh lebih ringan dibandingkan
partikel α

8. Sinar Gamma (γ)
Beberapa proses peluruhan
radioaktif yang memancarkan partikel α
atau β menyebabkan inti berada dalam
keadaan energetik, sehingga inti
selanjutnya kehilangan energi dalam
bentuk radiasi elektromagnetik yaitu
sinar gamma. Sinar gamma mempunyai
daya tembus besar dan berkas sinar ini
tidak dibelokkan oleh medan listrik
maupun medan magnet. Sinar gamma
mempunyai panjang gelombang yang
sangat pendek.

10. Kestabilan
Inti Atom

11. Pita Kestabilan
• Radioisotop di atas Pita Kestabilan
 Memiliki jumlah neutron lebih
banyak daripada proton
 Cenderung mengurangi jumlah
neutron dengan cara mengubah
neutron menjadi proton
 Contoh :

12. • Radioisotop di Bawah Pita Kestabilan
Memiliki jumlah proton lebih banyak
Cenderung mengurangi jumlah protonnya dengan cara :
 Mengubah proton menjadi neutron disertai
pembentukan positron
- Contoh :
 Menangkap elektron
- Contoh :

13. BILANGAN AJAIB
• Nuklida dengan jumlah proton atau neutron
sebanyak 2, 8, 20, 28, 50, dan 82 (juga 126
khusus untuk neutron) cenderung stabil
• Contoh :

14. Fenomena Ganjil Genap
• Di antara 264 isotop stabil, 157 di antaranya
mempunyai proton dan neutron masing-
masing berjumlah genap, sementara hanya 5
isotop stabil dengan jumlah proton dan
neutron masing-masing berjumlah ganjil
• Fenomena ganjil genap dikaitkan dengan spin
nukleon

15. Gaya Inti
Antar nukleon(proton dengan proton, proton
dengan neutron, neutron dengan neutron)
bekerja suatu gaya tarik menarik yang disebut
gaya inti. Gaya inti lebih kuat daripada gaya
coulomb, namun gaya inti berkurang jauh lebih
drastis daripada gaya coulomb jika jaraknya
bertambah.

16. • Inti Berat
– Inti-inti berat yaitu inti yang mempunyai nomor
atom lebih besar dari 83, dapat merupakan
pemancar sinar alfa, beta, atau gama
– Inti-inti berat cenderung mengurangi ukurannya,
yaitu dengan memancarkan sinar alfa
– Jika nomor atomnya cukup besar, maka kestabilan
akan dicapai dalam serangkaian peluruhan
• Pemancar Gama
– Biasanya dipancarkan menyertai pemancaran
sinar beta atau sinar gama
– Pemancaran gama dikaitkan dengan tingkat
tingkat-tingkat energi dalam inti

17. Laju Peluruhan dan Waktu Paruh
• Laju Peluruhan
– Secara matematis, dinyatakan sebagagai berikut :
Keterangan :
v = laju peluruhan (keaktifan), yaitu banyaknya
peluruhan dalam satu satuan waktu
λ = tetapan peluruhan (serupa dengan k dalam
persamaan laju reaksi), nilainya bergantung pada
jenis radioisotop
N = jumlah nuklida radioaktif

18. • Waktu paruh
– Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan,
sehingga separuh zat radioaktif meluruh
– Secara matematis, dinyatakan sebagai berikut :
– Oleh karena kereaktifan sebanding dengan jumlah
atom radioaktif, maka
Nt = Jumlah zat radioaktif yang masih tersisa pada
waktu t
No = Jumlah zat radioaktif mula-mula
n = =
At = Kereaktifan pada waktu t
Ao = Kereaktifan awal

19. Reaksi Inti
Pada reaksi inti, berlaku :
 Jumlah nomor masa pereaksi = hasil reaksi
 Jumlah nomor atom pereaksi = hasil reaksi

20. Jenis Reaksi Inti
Reaksi Penghasil Energi
Reaksi Peluruhan (Disintegrasi)
Reaksi Transmutasi
Reaksi Fisi
Reaksi Fusi

21. Reaksi Peluruhan (Disintegrasi)
• Terjadi perubahan inti tidak stabil
menjadi inti stabil.
• Contoh :

22. Reaksi Transmutasi
• Suatu inti menyerap suatu partikel dan berubah
menjadi inti lain dengan memancarkan suatu
radiasi.
• Contoh :
• Notasi : T(x,y)P
T : inti sasaran (target)
x : partikel yang ditembakkan
y : partikel hasil
P : inti baru (produk)

23. Reaksi Penghasil Energi
( Reaksi Fisi )
Sesaat sebelum perang dunia kedua beberapa
kelompok ilmuwan mempelajari hasil reaksi yang
diperoleh jika uranium ditembak dengan neutron. Otto
Hahn dan F. Strassman, berhasil mengisolasi suatu
senyawa unsur golongan II A, yang diperoleh dari
penembakan uranium dengan neutron. Mereka
menemukan bahwa jika uranium ditembak dengan
neutron akan menghasilkan beberapa unsur menengah
yang bersifat radioaktif. Reaksi ini disebut
reaksi pembelahan inti atau reaksi fisi.

24. Dari reaksi fisi telah ditemukan lebih dari 200 isotop dari
35 cara sebagai hasil pembelahan uranium-235. Ditinjau
dari sudut kestabilan inti, hasil pembelahan
mengandung banyak proton. Dari reaksi pembelahan
inti dapat dilihat bahwa setiap pembelahan inti oleh
satu neutron menghasilkan dua sampai empat neutron.
Setelah satu atom uranium-235 mengalami
pembelahan, neutron hasil pembelahan dapat
digunakan untuk pembelahan atom uranium-235 yang
lain dan seterusnya sehingga dapat menghasilkan reaksi
rantai. Bahan pembelahan ini harus cukup besar
sehingga neutron yang dihasilkan dapat tertahan dalam
cuplikan itu. Jika cuplikan terlampau kecil, neutron akan
keluar sehingga tidak terjadi reaksi rantai.

25. Reaksi Penghasil Energi
( Reaksi Fusi )
Pada reaksi fusi, terjadi proses penggabungan dua
atau beberapa inti ringan menjadi inti yang lebih berat.
Energi yang dihasilkan dari reaksi fusi lebih besar
daripada energy yang dihasikan reaksi fisi dari unsur
berat dengan massa yang sama. Reaksi-reaksi fusi
biasanya terjadi pada suhu sekitar 100 juta derajat
celsius. Pada suhu ini terdapat plasma dari inti dan
elektron. Reaksi fusi yang terjadi pada suhu tinggi ini
disebutreaksi termonuklir. Energi yang dihasikan pada
reaksi fusi

26. Dosis Radiasi
• Curie (Ci) dan Becquerel (Bq)
adalah suatu satuan yang digunakan untuk
menyatakan keaktifan suatu radioisotop.

27. • Gray (Gy) dan Rad (rd)
adalah satuan yang digunakan untuk menyatakan
jumlah (dosis) radiasi yang diserap oleh suatu materi

28. • Rem (radiation equivalen for man)
adalah satuan dosis setelah memerhitungkan
pengaruh radiasi pada makhluk hidup
Dosis dalam rem diperoleh dari perkalian antara
dosis dalam rad dengan suatu faktor yang
bergantung pada jenis radiasi, yang disebut faktor
kualitas (Q) atau relative biological effectiveness
(r.b.e.)

29. Pengaruh Radiasi
Pada Materi

30. • Ionisasi
– Partikel radiasi menabrak elektron orbital dari atom atau
molekul zat yang dilalui, sehingga terbentuk ion positif dan
elektron terionisasi. Kejadian ini disebut ionisasi primer
• Eksitasi
– Dalam hal ini, radiasi tidak menyebabkan elektron terlepas
dari orbital atom atau molekul zat, tetapi hanya tereksitasi.
Ketika elektron tereksitasi kembali ke tingkat dasar akan
disertai pembebebasan energi yang dapat berupa sinar X,
sinar ultraviolet, sinar tampak, atau gelombang inframerah
• Pemutusan Ikatan Kimia
– Radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif ada yang
mempunyai energi yang cukup untuk memutuskan ikatan-
ikatan kimia

31. Pengaruh Radiasi
Pada Makhluk Hidup
Akibat radiasi yang melebihi dosis yang
diperkenankan dapat menimpa seluruh tubuh atau hanya
lokal. Radiasi tinggi dalam waktu singkat dapat
menimbulkan efek akut atau seketika sedangkan radiasi
dalam dosis rendah dampaknya baru terlihat dalam
jangka waktu yang lama atau menimbulkan efek yang
tertunda. Radiasi zat radioaktif dapat memengaruhi
kelenjarkelenjar kelamin, sehingga menyebabkan
kemandulan. Berdasarkan dari segi cepat atau lambatnya
penampakan efek biologis akibat radiasi radioaktif ini,
efek radiasi dibagi menjadi seperti berikut.

32. 1. Efek segera
Efek ini muncul kurang dari satu tahun sejak
penyinaran. Gejala yang biasanya muncul adalah
mual dan muntah muntah, rasa malas dan lelah
serta terjadi perubahan jumlah butir darah.
2. Efek tertunda
Efek ini muncul setelah lebih dari satu tahun
sejak penyinaran. Efek tertunda ini dapat juga
diderita oleh turunan dari orang yang menerima
penyinaran.

33. Kegunaan
Radioaktif

34. Bidang Kedokteran
Digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi
berbagai jenis penyakit, antara lain:
a. 24Na, mendeteksi adanya gangguan peredaran
darah.
b. 59Fe, mengukur laju pembentukan sel darah
merah.
c. 11C, mengetahui metabolisme secara umum.
d. 131I, mendeteksi kerusakan pada kelenjar tiroid.
e. 32P, mendeteksi penyakit mata, liver, dan
adanya tumor.

35. Bidang Industri
Digunakan untuk meningkatkan kualitas produksi,
seperti pada:
a. Industri makanan, sinar gama untuk
mengawetkan makanan, membunuh
mikroorganisme yang menyebabkan
pembusukan pada sayur dan buahbuahan.
b. Industri metalurgi, digunakan untuk mendeteksi
rongga udara pada besi cor, mendeteksi
sambungan pipa saluran air, keretakan pada
pesawat terbang, dan lain-lain.
c. Industri kertas, mengukur ketebalan kertas.
d. Industri otomotif, mempelajari pengaruh oli dan
aditif pada mesin selama mesin bekerja.

36. Bidang Hidrologi
a. 24Na dan 131I, digunakan untuk mengetahui
kecepatan aliran air sungai.
b. Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.
c. 14C dan 13C, menentukan umur dan asal air
tanah.

37. Bidang Kimia
Digunakan untuk analisis penelusuran
mekanisme reaksi kimia, seperti:
a. Dengan bantuan isotop oksigen–18 sebagai
atom perunut, dapat ditentukan asal molekul
air yang terbentuk.
b. Analisis pengaktifan neutron.
c. Sumber radiasi dan sebagai katalis pada
suatu reaksi kimia.
d. Pembuatan unsur-unsur baru.

38. Bidang Biologi
a. Mengubah sifat gen dengan cara
memberikan sinar radiasi pada gen-gen
tertentu.
b. Menentukan kecepatan pembentukan
senyawa pada proses fotosintesis
menggunakan radioisotop C–14.
c. Meneliti gerakan air di dalam batang
tanaman.
d. Mengetahui ATP sebagai penyimpan energi
dalam tubuh dengan menggunakan
radioisotop 38F.