,S.Pd

RADIOAKTIVITAS

Inti atom stabil

Inti atom tidak stabil

Jumlah proton (Z) lebih Jumlah proton (Z) lebih sedikit atau sama banyak besar dari jumlah netron dengan neutron (N) (N) Gaya inti lebih besar Gaya elektrostatis jauh dibandingkan dengan gaya lebih besar di bandingkan elektrostatis dengan gaya inti

Gambar : Gaya Inti terjadi pada partikel yang saling berdekatan saja

Gambar :Gaya elektroststis terjadi pada partikel yang berdekatan dan berjauhan

Grafik kestabilan inti menunjukkan bahwa jumlah netron menjadi lebih besar dari jumlah proton begitu nomor atom Z meningkat.

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

Peluruhan radioaktif ada 3 yaitu peluruhan alfa, peluruhan beta dan peluruhan gamma

Daya tembus sinar radioaktif: Sinar alfa < sinar beta < sinar gamma

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

PARTIKEL ALPA

226 88

Ra

INTI INDUK (X) INTI ANAK (Y)222 86

Rn

226 88

Ra Rn + 222 86 4 2

Peluruhan alfa

Ketika sebuah inti memancarkan sinar alfa, inti tersebut kehilangan empat nukleon dua diantaranya adalah proton Induk 88 p 138 n anak 86 p 136 n sinar alfa

+

2p 2n

A Z

226 88

Ra

X

A 4 Z 2

222 86

Y+ 4 2

Rn + 4 2

X

Y

+

m = mint i x (mint i Y + mint i )m = (matom X Zme X ) [(matomY Zme Y ) + (m partikel Zme )]

Q = mint i x (mint i Y + mint i )c 2

Q = ((matom X Zme X ) [(matom Y Zme Y ) + (m partikel Zme )])c 2

226 88226 88

Ra Rn + He222 86 4 2222 86 4 2

m = (m Ra 88me) [(m Rn 86me) + (m He 2me)]

m = m Ra m Rn m He226 88 222 86 4 2

m = matom X matomY m partikel Q = (matom X matom Y m partikel )931,5MeV

Energi yang dibebaskan menjadi energi kinetik alfa dan energi kinetik anak.

Ek

A4 = Q A

Subtitusikan persamaan 1 dan 2

p sebelum = p sesudah m x v x = mY vY + m v jika int i induk diam (v x = 0) 0 = mY vY + m v m v vY = ......................(1) mYQ =E kY + k EQ= 1 1 2 2 mY vY + m v ....( 2) 2 2

m v 1 Q = mY 2 mY 2

1 + m v 2 2

2

1 m 1 2 2 Q= v + m v 2 mY 2m 1 1 2 2 Q= m v + m v mY 2 2

m E k +E k mY m Q = + E k 1 m Y m mY k Q = E m + mY Y Q=A 4 4 + Q = E k 4 A 4 A E k = Q A

Peluruhan beta

Peluruhan beta Dalam peluruhan beta sebuah netron berubah menjadi sebuah proton atau sebaliknya

n p+e

Partikel yang dipancarkan disebut partikel beta; dan kemudian partikel itu dikenal sebagai elektron Elektron yang dipancarkan diperoleh dari elektron yang diciptakan oleh inti atom dari energi yang ada.

n p+eReaksi di atas kurang tepat karena pada reaksi ini energi, momentum dan momentum sudut tidak kekal Pauli melalui hipotesisnya mengusulkan suatu partikel baru yaitu netrino. Sehingga reaksinya menjadi:

n p + e +

Beta Minus23 10

Ne Na + e +23 11 0 1

Beta Plus230 91

Pa Th + e +230 90 0 + 1

Sifat-sifat anti-netrino: Muatannya netral Mempunyai spin = Mempunyai energi Tidak mempunyai massa

A Z

X Y + e +A Z +1A Z

0 1

m =m X int i m Y23 10 23 11 0 123 10

A Z +1 int i

m e

0 1

Ne Na + e +23 11

m = (m Ne 10me) (m Na 11me) me

m =m Ne m Na23 10 23 11

m =m X m YA Z A Z

Q = (m X m Y )9 3 15 M e V ,A Z A Z

1. Carilah persamaan energi yang terjadi pada saat peluruhan beta plus!

230 91

Pa Th + e +230 90 0 + 1

2. Tentukan energi kinetik beta yang terjadi dengan asumsi energi kinetik neutrino minimum!

Energi yang diperoleh dari massa berubah menjadi energi elektron dan energi netrino. Elektron akan mempunyai kinetik yang maksimum jika netrino sama dengan nol.

defek kinetik energi Energi

Energi kinetik maksimum sama dengan Energi yang berasal dari defek massa

E k (el ) = Q = (m X m Y )931,5 MeVA Z A Z

PELURUHAN PROTON MERUPAKAN SALAH SATU JENIS PELURUHAN BETA

P n + e ++

e+ positron(elektron positif) netrino(anti anti-netrino)

PELURUHAN GAMMA Peluruhan gamma dapat terjadi pada peluruhan alpha dan beta ketika inti akhir masih berada pada keadaan eksitasinya. Peluruhan gamma adalah peristiwa pemancaran sinar gamma (foton) yang terjadi ketika suatu inti yang berada dalam keadaan tereksitasi kembali ke keadaan dasar (ground state). Energi sinar gamma yang dipancarkan sama dengan perbedaan energi antara dua tingkat energi dikurangi dengan energi kinetik inti yang terpental

Inti induk

Ei

Keadaan eksitasi

E = Ei E oEo

E = E E RKeadaan dasar

E = E E RE = Ei E o

1 E ER = 2 MC 22

E = beda energi keadaan eksitasi dengankeadaan dasar

Ei = energi keadaan eksitasi EO = energi keadaan dasar M = massa inti mula-mula ER = energi pentalan inti setelah peluruhan C = kecepatan cahaya