RSS Feed

TUGAS SAYA

ZAT RADIOAKTIF

  1. STANDAR KOMPETENSI

Memahami karakteristik unsur-unsur penting, kegunaan dan bahayanya serta terdapatnya di alam

       2. KOMPETENSI DASAR

Mendeskripsikan unsur-unsur radioaktif dari segi sifat-sifat fisik dan sifat-sifat kimia, kegunaan, dan bahayanya

      3. INDIKATOR

a)    Mendeskripsikan penemuan sinar radioaktif

b)    Mengidentifikasi sifat-sifat sinar radioaktif

c)     Menentukan pita kestabilan inti

d)    Menuliskan persamaan reaksi inti

e)    Mendeskripsikan kegunaan unsur-unsur radioaktif

f)      Mendeskripsikan bahaya unsur-unsur radioaktif

4. KONSEP

    1.   Penemuan zat radioaktif
    2.   Sifat-sifat zat radioaktif
    3.   Peluruhan zat radioaktif
    4.   Waktu paroh
    5.   Persamaan reaksi inti
    6.   Kegunaan zat radioaktif
    7.   Bahaya radiasi terhadap manusia                                                                                                                                                                      A.   PENEMUAN ZAT RADIOAKTIF

Reaksi kimia berasal dari unsur-unsur yang bergabung membentuk suatu senyawa. Dalam peristiwa ini elektron dan inti atom mempunyai peranan yang sangat penting. Di alam ini pada umumnya inti atom stabil tetapi ada pula yang kurang stabil seperti Polonium, Radium, Aktinium, Protaktinium, Uranium dan unsur-unsur lain dengan massa tertentu. Inti atom yang kurang stabil berupaya untuk menjadi stabil dengan cara berubah menjadi inti atom lain disertai dengan pemancaran sinar-sinar alfa, beta dan gamma. Unsur-unsur ini disebut unsur radioaktif.

Pada tahun 1895 Wilhelm Konrad Rontgen (1845-1923) dari Jerman menemukan bahwa apabila arus elektron (sinar katoda) menumbuk anoda akan timbul suatu cahaya (radiasi) yang dapat menyebabkan Fluoresensi (pendar cahaya). Radiasi tersebut dinamakan sinar X. Dinamakan demikian karena belum diketahui sifat-sifatnya.

Kemudian pada tahun 1896 Antonie Henry Becquerel (1852-1908) seorang ahli kimia dari Perancis. Yang mengetahui bahwa batuan koleksi ayahnya dapat memancarkan sinar, meskipun ia belum memahami sinar tersebut, dalam hatinya timbul pertanyaan sinar apakah ini ? untuk membuktikan sinar tersebut, Becquerel pada tahun 1896 menjemur batuan Kalium Uranil Sulfat (K2UO2(SO4)2 diatas lempeng fotografi yang diselimuti dengan keras hitam.

Becquerel mengharapkan bahwa sinar ultraviolet dari matahari membangkitkan Fluoresensi yang mungkin terkandung dalam batuan tersebut, sehingga sinar X menembus kertas dan menimbulkan bayangan hitam pada lempeng fotografi. Akan tetapi karena cuaca mendung hal itu tidak didapatkan, namun apa yang terjadi Becquerel justru menemukan sesuatu yaitu batuan tersebut tetap memancarkan sinar tetapi tidak mengalami Fluoresensi dan menghitamkan lempeng fotografi walaupun tanpa ada sinar matahari.

Pada tahun 1898 sepasang ahli kimia Marie Sklodovska Curre (1867-1934) dan suaminya Pierre Curie (1859-1906), mengamati bahwa radiasi dari Uranium dapat menyebabkan terbentuknya unsur baru.

Istilah keradioaktifan (radioactivity) diusulkan Marie Curie untuk menggambarkan gejala yang paling mudah diamati yang menyertai perubahan inti atom tertentu yang dikenal dengan emisi radiasi pengion. Sinar yang dipancarkan disebut sinar radioaktif dan unsur yang memancarkan disebut unsur radioaktif. Pierre dan Marie Curie berhasil mengisolasi dua unsur baru yang terbentuk dari peluruhan unsur Uranium, kedua unsur tersebut diberi nama Polonium dan Radium 

B.    SIFAT-SIFAT ZAT RADIOAKTIF

1.       PENGERTIAN UNSUR RADIOAKTIF

Unsur radioaktif adalah unsur yang secara spontan memancarkan radiasi. Unsur-unsur ini biasanya mempunyai nomor atom diatas 83, misal Uranium (nomor atom 92). Unsur-unsur radioaktif mempunyai perbandingan jumlah neutron  dan proton yang tidak stabil, maka untuk menstabilkan diri, maka unsur tersebut memancarkan radiasi. Sinar radiasi mempunyai sifat :

1. Dapat menghitamkan pelat fotografi
2. Dapat menyebabkan permukaan yang dilapisi seng sulfide (ZnS) berpendar.

2. JENIS-JENIS SINAR RADIOAKTIF

Ernest Rutherford dapat membuktikan terdapatnya dua jenis radiasi. Jenis pertama Rutherford menamakan sinar alpha, jenis kedua mempunyai daya ionisasi rendah tetapi daya rembusnya besar oleh Rutherford dinamakan sinar beta (β). Sedangkan sinar gamma ditemukan oleh Villard.

Gambar  1 :

Pengurai sinar radioaktif dalam medan magnet

Pada penelitian yang dilakukan oleh Rutherford dan Villard ternyata unsur-unsur radioaktif dapat memancarkan 3 jenis sinar radioaktif yaitu :

              a.  Sinar Alpha 

  •  Sinar alpha terdiri dari inti Helium  yang mengandung 2 proton dan 2 neutron.
  •  Ditemukan oleh Ernest Rutherford (1871-1937) pada tahun 1903
  •  Bermuatan positif, sehingga dapat membelok ke arah kutub negatif dalam medan listrik
  •  Daya pengion tinggi, tetapi daya tembus terhadap suatu materi rendah
  •  Daya tembus kecil. Sinar a hanya mempunyai daya jangkau 2,8-8,5 cm dalam udara dan dapat ditahan oleh selembar kertas   biasa.
  • LAMBANG                                                                                                                                                                                  
  • b.  Sinar Beta
  •  Sinar beta terdiri dari elektron-elektron yang bergerak cepat
  •  Ditemukan oleh Ernest Rutherford (1871-1937) pada tahun 1903
  •  Bermuatan negatif, karena itu dalam medan listrik membelok ke kutub yang positif
  •  Kecepatan mendekati kecepatan cahaya
  •  Daya tembus lebih besar dari pada sinar alpha. Sinar beta dapat menembus lempeng Timbal atau lempeng Aluminium yang cukup tebal.
  • Dapat mengionkan benda-benda yang dilalui
  • LAMBANG                                                                                                                                                                             c.   Sinar Gamma
  • Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik. Satu jenis dengan sinar X tetapi mempunyai panjang gelombang sangat pendek, berkisar antara 1-10-3A.
  • Ditemukan oleh Paul Ulrich Villard
  • Tidak bermuatan listrik, karena itu tidak dapat dibelokkan oleh medan magnet/listrik
  • Daya tembus sangat besar hanya dapat ditahan oleh selapis baja atau beton
  • Dapat mengionkan materi yang dilalui, tetapi tidak sekuat sinar Alpha atau Beta
  • LAMBANG 

Gambar 2 :

Sinar-sinar radioaktif

           3.       SIFAT-SIFAT SINAR RADIOAKTIF

    1. Mempunyai daya tembus yang besar
    2. Dapat mengionkan gas
    3. Dapat berpendar (berfluoresensi) bila jatuh pada permukaan zat yang berlapis seng sulfide (ZnS) atau seng blende

Tabel 1 : Jenis-jenis partikel dasar

  1. A.   PELURUHAN ZAT RADIOAKTIF

1. KESTABILAN INTI ATOM

Inti  atom yang stabil tidak akan mengalami perubahan-perubahan untuk membentuk inti lain, sedangkan inti yang tidak stabil merupakan isotop-isotop radioaktif yang akan berubah membentuk suatu inti yang stabil. Atom-atom yang memiliki jumlah proton sama tetapi massa atom yang berbeda disebut isotop. Untuk mempelajari reaksi inti dan peluruhan radioaktif, maka digunakan istilah nuklida. Nuklida adalah istilah umum yang digunakan apabila ingin menunjukkan inti atom dari isotop tertentu. Contoh nuklida Karbon .

Kekhasan nuklida ditentukan oleh jumlah proton dan jumlah neutron yang membentuknya. Pada saat ini di alam terdapat nuklida lebih dari 3000 nuklida, hanya 280 nuklida diantaranya stabil, yang lain tidak. Nuklida yang tidak stabil mengalami peluruhan atau transformasi radioaktif (perubahan inti secara spontan) sampai terbentuk nuklida yang stabil. Kestabilan inti dapat ditentukan oleh perbandingan jumlah proton dan neutron dalam nuklida tersebut.

Macam-macam nuklida:

a.  Isotop: nuklida yang mempunyai jumlah proton sama tetapi jumlah neutron   berbeda.

Contoh:  

b. Isobar: nuklida yang mempunyai jumlah proton dan neutron sama tetapi jumlah proton berbeda.

Contoh:  

c. Isoton: nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama.

Contoh:  

Untuk mencapai inti yang stabil, maka suatu nuklida radioaktif akan mengalami proses-proses antara lain :

  1. Mengubah kelebihan proton neutron dan sebaliknya
  2. Melepas kelebihan proton atau neutron
  3. Menangkap elektron dari kulit K
  4. Mengadakan pembelahan inti membentuk inti-inti yang lebih ringan

Gambar 3 :

Proses inti mencapai kestabilan

2. PITA KESTABILAN

Inti atom tersusun dari partikel proton dan neutron.Inti yang stabil apabila memiliki harga n/p = 1. Kestabilan inti dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 4 : Pita kestabilan inti


  • Inti  yang stabil terletak pada pita kestabilan
  • Untuk harga Z sampai 20 pita itu berimpit dengan garis N=Z artinya perbandingan antara N/Z = 1
  • Sedangkan inti-inti dengan harga Z lebih besar dari 20 menunjukkan penyimpangan terhadap garis N/Z =1
  • Pita kestabilan terputus pada harga Z = 83, artinya seluruh isotop dengan harga Z lebih dari 83 bersifat tidak stabil

3. PELURUHAN ZAT RADIOAKTIF

Peluruhan zat radioaktif adalah merupakan peristiwa perubahan secara spontan dari nuklida radioaktif menjadi nuklida yang baru sambil memancarkan sinar-sinar radiokatif.

Gambar 5 :

Penembakan sebuah inti atom oleh neutron

Berdasarkan pita kestabilan letak nuklida radioaktif ada tiga daerah yaitu :

4. LAJU PELURUHAN 

Isotop radioaktif akan memancarkan (mengemisi) sinar radioaktif maka dengan sendirinya aktivitas zat tersebut makin lama makin berkurang. Laju peluruhan radioaktif tidak tergantung pada temperatur, tekanan atau keadaan lain.

  1. B.    WAKTU PAROH

Waktu yang diperlukan untuk meluruh tidak tergantung dari banyaknya bahan, tetapi tergantung dari partikel yang dipancarkan dan jumlahnya. Waktu yang diperlukan oleh zat radioaktif sehingga aktivitasnya tinggal separo disebut waktu paroh (t1/2). Laju peluruhan radioaktif berbanding lurus dengan konsentrasi atau massa dari satu pereaksi saja dan reaksinya termasuk reaksi orde satu. Jika N merupakan jumlah atom radioaktif dan selama waktu dt meluruh sebanyak dN, maka laju peluruhan zat tersebut adalah :

Perhitungan waktu paroh dapat disederhanakan dengan cara menghitung berkurangnya aktivitas zat radioaktif tersebut, dengan menggunakan rumus :

Jika n =  t/t1/2

Keterangan :

 Nt = jumlah zat yang tersisa

No = jumlah zat mula-mula

t = waktu peluruhan

t1/2 = waktu paroh

 C.    PERSAMAAN REAKSI INTI

    1. 1.       REAKSI INTI

Suatu nuklida dapat diubah menjadi nuklida yang lain melalui reaksi inti, reaksi inti dapat digolongkan menjadi :

a. Reaksi penembakan ( reaksi transmutasi )

Untuk mendapatkan unsur baru dilakukan dengan cara menembak ( membombardir) atom suatu unsur dengan partikel ringan yang berenergi tinggi ( p, n, d, a ) dan partikel berat misal 12C, 14N, 16O

b.  Reaksi fisi ( reksi pembelahan inti )

Yaitu reaksi pembelahan inti berat menjadi dua inti baru yang massanya hampir sama disertai pemancaran neutron dan energi. Umumnya reaksi pembelahan (fisi) akan dilepaskan satu atau lebih neutron yang akan bereaksi dengan inti lain dan menimbulkan reaksi pembelahan baru. Reaksi pembelahan yang baru akan menghasilkan satu atau lebih neutron lagi dan seterusnya. Sehingga terjadi reaksi pembelahan berantai.

Gambar 6 :

Reaksi fisi pada inti U-235

c.  Reaksi fusi ( reaksi penggabungan )

Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti-inti kecil menjadi inti yang lebih besar. Produk yang dihasilkan dari reaksi fusi tidak bersifat radioaktif sehingga lebih aman penggunaannya. Saat ini mulai dilakukan pengembangan pembuatan unsur-unsur yang lebih berat dari Uranium sebagai bahan bakar reaktor atom. Pada umumnya digunakan Uranium 235

  1. 2.       PENULISAN PERSAMAAN REAKSI PELURUHAN

Pada penulisan persamaan reaksi peluruhan hampir sama dengan ketika kita menuliskan persamaan reaksi kimia biasa. Cara penulisan reaksi peluruhan adalah sebagai berikut :

  1.   Reaksi peluruhan harus setimbang yaitu jumlah nomor atom dan jumlah nomor massa antara reaktan (disebelah kiri tanda    panah) dengan produk (disebelah kanan tanda panah) harus sama.

Contoh :  

2.  Partikel-partikel seperti proton, elektron, neutron dan positron yang bertindak sebagai nomor atom adalah muatannya.

Contoh :  

3.  Penulisan reaksi peluruhan selain dengan cara seperti di atas adalah dengan cara meletakkan partikel penembak dan partikel hasil

didalam tanda kurung antara dua nuklida.

Contoh :     

D.    KEGUNAAN ZAT RADIOAKTIF

  1. Sebagai perunut

Radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop dapat dideteksi dengan alat khusus yang disebut detektor. Apabila unsur radioisotop berpindah maka perpindahan dapat diikuti dengan detektor. Teknik untuk mengikuti perpindahan radioisotop dalam suatu sistem disebut teknik perunut (tracer).

Kegunaan radioisotop banyak dipakai dalam berbagai bidang, misal bidang kedokteran, farmasi, pertanian, hidrologi, biologi, kimia, industri, pengetahuan angkasa, oceanografi, serta penelitian masalah lingkungan seperti polusi air, udara dan dapat meramal keadaan cuaca

Di Negara-negara maju para ahli biologi dan biokimia secara cepat memakai metode radioisotop dalam penelitiannya. Dalam bidang kedokteran dapat menolong para dokter untuk mendiagnosis dan terapi terhadap pasien. Pada bidang industri digunakan untuk menentukan tebal tipisnya logam dengan cara radiografi.

2.  Bidang kedokteran

Radioisotop digunakan untuk mendiagnosis berbagai penyakit

  •   I-131 : Mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, terapi kanker kelenjar tiroid
  •   Na-24 : Mendeteksi adanya gangguan peredaran darah
  •   Xe-133 : Mendeteksi penyakit paru-paru
  •   Fe-59 : Mempelajari pembentukan sel darah merah
  •   Ca-47 : Mendeteksi penyakit pada tulang
  •   K-42 : Mendeteksi penyakit pada otot

Contoh penggunaan Na-24 sebagai perunut dalam mendiagnosa peredaran darah dalam tubuh manusia, digunakan garam dapur yang tersusun dari Na-24 dan Cl yang stabil lalu disuntikkan pada tubuh melalui urat darah dibagian tubuh tertentu, misal pada kaki, garam dapur akan mengikuti peredaran darah, sehingga bila terjadi penyumbatan pada urat darah dapat dideteksi oleh detektor.

Gambar 7 :

Radioisotop digunakan untuk deteksi gangguan peredaran darah

Dengan dosis rendah radiasi pengion dapat menyebabkan penyakit kanker, tetapi radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk mengobati penyakit kanker. Dasar pengobatan, radiasi cenderung merusak semua sel, tetapi sel kanker lebih mudah rusak dibandingkan dengan sel normal. Jadi berkas sinar gamma atau sinar X yang berenergi tinggi yang diarahkan dengan hati-hati dan dengan dosis yang tepat dapat digunakan untuk menghentikan pertumbuhan sel kanker.

3.  Bidang industri

Bila suatu industri baja ingin mengetahui kualitas industrinya dapat digunakan sinar yang dipancarkan oleh zat radioaktif yaitu sinar gamma, sinar gamma tidak akan dapat merusak bahan yang akan diuji tersebut. Sinar gamma yang dipancarkan terhadap suatu bahan, ada yang diserap ada pula yang diteruskan, sinar gamma yang diteruskan akan ditangkap oleh film yang dipasang dibelakang bahan yang di uji. Setelah film dicuci akan terbentuk gambar hitam yang tingkat kehitamannya berbeda-beda tergantung pada keadaan bahan tersebut. Jadi, tingkat kehitaman pada film menunjukkan baik atau tidaknya suatu bahan.

4.  Bidang Hidrologi

  •  Na-24 : untuk mengukur kecepatan aliran air sungai, air tanah atau minyak bumi dalam pipa
  •  Mendeteksi kebocoran pipa saluran dalam tanah
  •  Untuk penentuan pengendapan lumpur                                                                                                                                                                              5.  5.  Bidang kimia
  •   Pada reaksi esterifikasi digunakan isotop Oksigen-18
  •   Pada reaksi fotosintesis digunakan isotop Oksigen-18 dan karbon-14                                                                                                                          2.  Sebagai sumber radiasi                                                                                                                                                                                                            A.Bidang kedokteran
  • Untuk sterilisasi alat-alat kedokteran
  • Radiasi Co-60 digunakan untuk terapi penyakit kanker
  • Radiasi P-32 digunakan untuk penyembuhan penyakit leukimia
  • Radiasi P-60 atau Cs-137 digunakan sebagai bahan desterilisasi                                                                                                                                       B. Bidang pertanian
  • Untuk pembentukan bibit unggul, pemberantasan hama, menghambat pertumbuhan tunas pada kentang dan bawang
  • Radiasi P-32 digunakan untuk mempercepat terjadinya bunga dan merangsang pembuahan
  • Radiasi C-14 digunakan untuk mengetahui tempat pemupukan yang tepat, sehingga tanaman tumbuh dengan baik
  • Pemberantasan hama yaitu dengan cara membuat serangga jantan mandul sehingga tidak dapat menghasilkan keturunan
  • Untuk menghasilkan mutasi-mutasi tanaman yang baik

Gambar 8 :

Radioisotop berguna bagi tumbuhan

C. Bidang industri

  • Radiasi digunakan untuk pemeriksaan benda-benda tanpa merusak, mengontrol ketebalan bahan, mengawetkan bahan kayu, barang-barang seni serta meningkatkan mutu tekstil
  • Radiasi C0-60 digunakan untuk mengetahui ketebalan suatu bahan yang paling tebal
  • Radiasi Ir-92 digunakan untuk mengukur ketebalan bahan yang tebalnya kira-kira 10 cm
  • Radiasi Cs-137 digunakan untuk mengetahui umur suatu bahan                                                                                                                                             E.   BAHAYA ZAT RADIOAKTIF

Penggunaan zat radioaktif juga dapat membahayakan membahayakan kehidupan makluk hidup. Apabila radiasi yang dipancarkan berlebihan dapat berakibat racun bagi tubuh, mengganggu pekerjaan sel dan dapat mematikan sel. Jaringan sel yang paling peka terhadap radiasi adalah mata, alat kelamin dan sumsum tulang belakang. Selain itu juga menyebabkan kekebalan berkurang dan menimbulkan pembelahan sel darah putih, sehingga penambahan sel darah putih dalam tubuh banyak sekali. Penyakit ini disebut leukemia. Penyakit ini banyak diderita orang-orang didekat Nagasaki dan Hiroshima sebagai akibat ledakan bom  atom pada perang dunia ke-2

Gambar 9 :

Ledakan bom di jepang saat perang dunia ke-2

Pengaruh radiasi terhadap kelenjar-kelenjar kelamin dapat menyebabkan kemandulan dan mutasi-mutasi pada keturunannya. Pada umumnya mutasi-mutasi ini dapat merugikan, misalnya berwajah buruk, cacat dan sebagainya

Beberapa gejala akibat radiasi berlebih antara lain :

  1. Kerusakan somatis berbentuk local
  •  Kerusakan kulit berupa penyakit kulit
  •  Kerusakan sel pembuat sel darah merah
  •  Kerusakan sistem saraf

Gambar 10 :

Radiasi menyebabkan rusaknya susunan DNA dan penyakit kulit

2. Kerusakan genetis

Kerusakan genetis dapat mengakibatkan makluk menjadi steril atau mandul atau terjadi pada keturunannya

3.Kerusakan sel-sel yang lain

  •  Lensa mata menjadi pudar (mata katarak)
  •  Leukemia (kanker darah)

**********************************

 SOAL LATIHAN

A. SOAL URAIAN

    1. Apakah yang dimaksud dengan zat radioaktif ? Berikan contoh !

   2. Zat radioaktif banyak digunakan dibidang kedokteran, pertanian, industri dan bidang           lain. Bagaimana dampak negatif terhadap lingkungan dan kelangsungan makhluk

       hidup?

   3. Bom atom menggunakan prinsip reaksi inti. Jelaskan!

   4. Suatu zat radioaktif pada tanggal 25 Desember 2004 jam 10 pagi menunjukkan

       angka 72000 cpm (pancaran per menit). ketika diukur lagi pada tanggal 1 Januari

       2005 jam 10 pagi menunjukkan angka 9000 cpm. Tentukan waktu paroh zat

       tersebut!

   5. Tuliskan persamaan reaksi yang lengkap pada proses peluruhan pospor 32 menjadi

       belerang 32 dengan memancarkan sinar beta! Nomor P-15 dan S-16

   6. Sebanyak 25% isotop radioaktif  meluruh dalam 10 hari. Berapa hari waktu paroh

       isotop tersebut ?

   7. Sebutkan kegunaan zat radioaktif dalam bidang pertanian, kimia dan perindustrian !

   8. Bagaimana pendapat anda tentang adanya reaktor nuklir didunia

   9. Bagaimana pendapat anda tentang PLTN di Indonesia? Apakah anda setuju? Jelaskan

       alasan anda

   10. Sekarang marak alat kosmetik menggunakan zat-zat kimia. Apakah hal ini dapat

       merusak lingkungan? Jelaskan!

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d blogger menyukai ini: