Transcript Lec_15_RADIOAKTIVITAS (1)

RADIOAKTIVITAS
Yohanes Edi Gunanto
Biology and Math. Educ. Program
TC UPH
Suatu zat (unsur) akan menjadi
radioaktif jika memiliki inti atom yang
tidak stabil. Suatu inti atom berada
dalam keadaan tidak stabil jika jumlah
proton jauh lebih besar dari jumlah
netron. Pada keadaan inilah gaya
elektrostatis jauh lebih besar dari gaya
inti sehingga ikatan atom-atom menjadi
lemah dan inti berada dalam keadaan
tidak stabil.
Apakah inti atom yang tidak
stabil bisa berubah menjadi inti
atom yang stabil?
Jika bisa bagaimana caranya?
Radioaktivitas adalah pemancaran
sinar radioaktif secara spontan oleh inti
atom tidak stabil menjadi inti atom yang
stabil
INTI ATOM
Inti atom:
proton = 1.007276 sma 1 sma
neutron = 1.008665 sma  1 sma
A
Simbol inti :
Contoh :
Z
ket : Z = nomor atom =  proton
A = nomor massa = p + n.
35
17
Berarti : No atom 17, p= 17 dan n= 35-17 = 18
Inti atom
Hal.: 5
ISOTOP
Atom yang jml protonnya sama tp berbeda jml neutronnya
Contoh : Atom hidrogen
Hidrogen
Deuterium
Tritium
Proton
1
1
1
Neutron
0
1
2
Elektron
1
1
1
Radioaktivitas alam
Inti tdk stabil meluruh  radiasi
226
88
Isotop
Ra  Rn +   He
Th  Pa +  e
NP+e
Hal.: 6
Peluruhan radioaktif ada
3 yaitu peluruhan alfa,
peluruhan beta dan
peluruhan gamma
Daya tembus sinar radioaktif:
Sinar alfa < sinar beta < sinar gamma
TABEL PELURUHAN RADIOAKTIF & PERUBAHAN INTI
Jenis
Radiasi
Simbol
No.
Massa
Muatan
Perub No
massa
Perub No.
Atom
Alfa

4
2
Beta

0
1-
Tetap
Tambah 1
Gamma

0
0
Tetap
Tetap
Berkuran Berkurang
g4
2
Contoh :
Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah yg
tbtk?
Jawab :
Massa unsur baru = 239-4 = 235 dan muatannya = 94-2 = 92
Muatan inti (nomor atom) 92 adalah uranium (U)
239
94
Peluruhan Radioaktif
Pu 
4
2
He 
235
92
U
Hal.: 13
Pada peristiwa peluruhan berlaku:
 Hukum kekekalan energi
 Hukum kekekalan momentum linier
 Hukum kekekalan momentum sudut
 Hukum kekekalan nomor massa
 Hukum kekekalan nomor atom
4
2
226
88

Ra
PARTIKEL ALPA
INTI INDUK (X)
INTI ANAK (Y)
222
86
226
88
Ra 
222
86
Rn  
4
2
Rn
Peluruhan alfa
Ketika sebuah inti memancarkan sinar alfa,
inti tersebut kehilangan empat nukleon
dua diantaranya adalah proton
Induk
88 p
138 n
226
88
A
Z
Ra 
X 
anak
sinar alfa
86 p
136 n
+
222
86
A4
Z 2
2p
2n
Rn  
4
2
Y 
4
2
X
Y
+

 m  m int i x  ( m int i Y  m int i  )
 m  ( m atom X  Zme X )  [( m atom Y  Zme Y )  ( m partikel
Q  m int i x  ( m int i Y  m int i  ) c

 Zme  )]
2
Q  (( m atom X  Zme X )  [( m atom Y  Zme Y )  ( m partikel

 Zme  )]) c
2
226
88
Ra 
222
86
Rn  He
m  (m
226
88
Ra  88 me )  [( m
m  m
226
88
Ra  m
222
86
4
2
222
86
Rn  86 me )  ( m He  2 me )]
4
2
Rn  m He
4
2
 m  m atom X  m atom Y  m partikel

Q  ( m atom X  m atom Y  m partikel  ) 931 ,5 MeV
WAKTU PARUH
Yaitu perioda waktu dimana 50% dari jml atom semula yang ada tlh
meluruh
9
5
B t1 / 2
238
92
U t1 / 2
= 8 x 10-19 detik
= lama sekali
Contoh :
1. Berapa fraksi atom radioaktif tersisa setelah 5 waktu paruh?
Jawab:
Setelah 1 waktu paruh, tersisa 1/2 bagian
Setelah 2 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/2 = 1/4 bagian
Setelah 3 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/4 = 1/8 bagian
Setelah 4 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)3 = (1/2)4 = 1/16 bagian
Setelah 5 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)4 = (1/2)5 = 1/32 bagian
Waktu Paruh
Hal.: 19
WAKTU PARUH
2. Bila dimulai dgn 16 juta atom radioaktif, berapa yg tertinggal
setelah 4 waktu paruh?
Jawab:
Tersisa = (1/2)4 = 1/16 x 16 juta = 1 juta atom
Setelah n kali waktu paruh, tersisa 1/2n bagian
Transmutasi buatan
Transmutasi : Perubahan suatu unsur menjadi unsur lain
 alami
 buatan
Reaksi umum : , n, partikel subatomik lain + inti stabil
 pemancaran radioaktif
Waktu Paruh
Hal.: 20
James Chadwick :
Ernest Rutherford :
14
7
N  2 He  8 O  1 H
4
17
1
9
4
Be  2 He  6 C  0 n
4
12
1
Contoh:
Bila Kalium-39 ditembak dgn neutron akan terbentuk klor-36.
Partikel apakah yg terpancar?
39
19
K  0 n  17 Cl  2 He
1
36
4
Hal.: 21
RADIOAKTIF TERINDUKSI
yaitu : pancaran radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti
radioaktif yg terbentuk dr reaksi inti sebelumnya
27
13
Al 
4
2
He 
30
15
P
0
1
e
30
14
1
1
H
0
1
e
0
1
P
30
15
1
0
n
Si
n
Contoh:
Karbon-10 memancarkan positron ketika meluruh. Tuliskan reaksinya!
Jawab:
10
6
C
0
1
e
10
5
B
Hal.: 22
DAYA TEMBUS
Daya Tembus
Daya ionisasi
:<<
:>>

dpt ditahan oleh lapisan kulit
dpt ditahan selembar kertas

dpt ditahan papan kayu atau Al

dpt menembus & merusak organ
dpt ditahan oleh beberapa cm Pb
Hal.: 23
penggunaan radioisotop
Isotop suatu unsur tertentu, radioaktif atau tdk, mempunyai tingkah
laku yg sama dlm proses kimia & fisika  pelacak
Penggunaan
Kebocoran pipa
Penyerapan
pupuk P
Pertanian
Penelitian dasar
Isotop
Keterangan
Isotop yg
Alat pencacah Geiger
pendek umurnya
Isotop P
-
14C
Hasilnya disebut autoradiograf
Menguji keefektifan pupuk & herbisida
Membandingkan nilai nutrisi pakan
Pemberantasan hama
Mekanisme fotosintesis jalur
metabolisme hewan & manusia
Hal.: 24
PENGOBATAN NUKLIR
ISOTOP
NAMA
PENGUNAAN
51Cr
Kromium-51
Penentuan volume sel darah & volume darah
total
58Co
Kobalt-58
Penentuan serapan vit. B12
60Co
Kobalt-60
Perlakuan radiasi utk kanker
131I
Iod-131
Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuran
aktifitas hati & metabolisme lemak;
perlakuan utk kanker tiroid
59Fe
Besi-59
Pengukuran laju pembentukan & umur sel
darah merah
Hal.: 25
PENGOBATAN NUKLIR
ISOTOP
NAMA
PENGUNAAN
32P
Fosfor-32
Deteksi kanker kulit /kanker jaringan yg
terbuka krn operasi
226Ra
Radium-226
Terapi radiasi utk kanker
24Na
Natrium-24
Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlm sistem
sirkuler
99Tcm
Teknetium-99m
Diagnosis beberapa penyakit
3H
Tritium
Penentuan total air tubuh
Hal.: 26
EFEK RADIASI
Radiasi : dpt menguntungkan & merugikan
Partikel berenergi tinggi & sinar melepaskan e- dr atom  ion
Jk tjd dlm tubuh akan berbahaya, misalnya H2O  H2O2
• Merusak sel darah putih
• Mempengaruhi sumsum tulang  anemia
• Merangsang leukimia
• Perubahan molekul DNA  mutasi
Hal.: 27
IONISASI
 Peristiwa pembentukan ion positif
dan ion negatif karena energi radiasi
Jenis Radiasi
1. Tidak menimbulkan radiasi
a. Sinar Ultra Ungu
b. Sinar infra merah
c. Gelombang Ultrasonic
2. Menimbulkan ionisasi
a. Sinar Alfa
b. Sinar Beta
c. Sinar Gama
d. Sinar X
e. Proton
EFEK BIOLOGIS YG DITIMBULKAN OLEH
RADIASI PENGION
 Dibagi menjadi 2 macam berdasar kerusakan sel:
1. Efek somatis
Terdapat
2 efek yg merusak :
2.Efek genetik
a. Efek ionisasi
Pd sel yg terionisasi akan memancarkan elektron pd struktur
ikatan kimia sehingga molekul2 akan terpeceh dan terjadi kerusakan
sel.
b. Efek Biokimia’
Jaringan sebagian besar air,radiasi pengion menyebabkan air terpecah
menjadi ion H+ dan OH- serta atom netal H dan OH yg
reaktif,jaringan terpecah ini menyebabkan kerusakan jaringan.
Berkaitan dgn besar radiasi yg diabsorpsi dan respon jaringan
thdp absorpsi.
EFEK SOMATIS
 Terhadap kulit





1. Timbul peradangan kulit akut.
2. Late effect dari dermatitis akut.
Terdapat mata
1. Menimbulkan keratitis.
2. Menimbulkan katarak pd penyinaran 400-500 rad.
Terhadap alat kelamin.
1. Dosis 600 rad menimbulkan sterilisasi.
2. Dosis rendah menimbulkan kelainan pd keturunan.
3. Pada wanita hamil menimbulkan kematian janin atau kelainan.
Terhadap paru-paru
Batuk, sesak nafas dan nyeri dada.
Terhadap tulang
Menghambat pertumbuhan tulang dan osteoporosis.
Terhadap syaraf
Timbul mielitis dan degenerasi jaringan otak.
Isi dengan Judul Halaman Terkait
Hal.: 31
ENERGI IKATAN INTI
Energi yg tbtk dr sebagian massa apabila neutron & proton dibiarkan
bersama-sama membtk inti
1
1
p  2 0 n  2 He
1
4
{2 x 1,007276} + {2 x 1,008665}  4,001506 sma
4,031882 sma
 4,001506 sma
m = 0,030376 sma
massa hilang sebesar m sbg energi  Energi ikat
bdsrkan rumus Einstein, E = mc2 maka m setara dgn E
Energi ikatan inti
Hal.: 32
THANKS