KIMIA INTI

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kita telah mengetahui bahwa atom terdiri atas inti atom dan elektron-elektron yang beredar mengitarinya. Reaksi kimia biasa (seperti reaksi pembakaran dan penggaraman), hanya menyangkut perubahan pada kulit atom, terutama elektron pada kulit terluar, sedangkan inti atom tidak berubah. Reaksi yang menyangkut perubahan pada inti disebut reaksi inti atau reaksi nuklir (nukleus=inti).
Reaksi nuklir ada yang terjadi secara spontan ataupun buatan. Reaksi nuklir spontan terjadi pada inti-inti atom yang tidak stabil. Zat yang mengandung inti tidak stabil ini disebut zat radioaktif. Adapun reaksi nuklir tidak spontan dapat terjadi pada inti yang stabil maupun,inti yang tidak stabil. Reaksi nuklir disertai perubahan energi berupa radiasi dan kalor. Berbagai jenis reaksi nuklir disertai pembebasan kalor yang sangat dasyat, lebih besar dan reaksi kimia biasa.
Dewasa ini, reaksi nuklir telah banyak digunakan untuk tujuan damai (bukan tujuan militer) baik sebagai sumber radiasi maupun sebagai sumber tenaga dan pemanfaatannya dalam bidang kesehatan.
1.2 Rumusan Masalah
1)
1.3 Tujuan

BAB II
KAJIAN FUSTAKA
2.1. Landasan Teori
2.1.1. Definisi kimia inti
Kimia inti adalah kajian mengenai perubahan-perubahan dalam inti atom. Perubahan ini disebut reaksi inti. Peluruhan radioaktif dan transmutasi inti merupakan reaksi inti.
Dimukakan bawa atom trdiri dari inti yang mngandung proton dan neutron. Inti dapat diubah scara tidak sepontan melalui reaksi inti
a) Nuklida
Dalam reaksi kimia tidak terjadi perubahan dalam inti atom yang beraksi,tetapi perubahan inti dapat mempengaruhui reaksi kimia,oleh sebab itu,dalam memplajari kimia perlu memahami tentang inti dan perubahannya,sifat inti dan perubahan yang dialaminya merupakan pokok pembahsan kimia inti,perubahan ini menghasilkan unsur baru dan energi yang besar,yang keduannya dapat digunakan untuk keperluan manusia
Inti atom mngandung dua jenis partikl dasar yaitu proton (berrmuatan positif) dan nutron (tidak bermuatan).kduannya itu disbut nukleon,tampa membedakan apakah itu proton ataukah neutron,suatu inti yang mempunyai jumlah nulkleon tertentu disebut nuklida,yaitu atom tampa elektron pada kulit-kulitnya
Suatu nullitida dapat dinyatakan dengan lambang unsur yang dilengkapi nomor massa (jumlah nulkeon), sedangkan nomor atom boleh ditulis atau tidak,karna dapat dilihat pada sistem periodik,sebagai contoh nuklida :
1H1 8 O 16 11 Na 23 92 U 235
dapat dituliskan : H1 O 16 Na 23 U 235
jumlah proton suatu proton suatu nuliida dilamabangkan dwngan Zm dan jumlah neutron dengan n,sedangkan jumlah nukleon dengan A,dengan hubungan N = A – Z.
Dalam sistm periodik terlihat bahwa unsur alami ( yang terdapat dialam) hanya 90 buah dan ditambahkan belasan unsur buatan,tetapi jumlah nuklida tlah diketahui lebih dari 200 buah. Dua nuklida atau lbih dapat mmpunyai ksamaan 9 iso ) yaitu isotop.isobar,dan isomer
Isotop adalah dua nulida atau lbih yang brnomor atom ( Z) sama,contohnya isotop hidrogen dan natrium :
dan Na
Isobar adalah nuklida yang bernomor massa sama,contonya

Isoton adalah nuklida yang jumlah nutronnya sama,contohnya

Isomer adalah nuklida yang sama A,Z,dan N-nya, ttapi tingkat enrginya berbeda,contohnya

Yang memakai tanda bintang (*) menunjukan nuklida bernrgi tinggi (kadaan trksitas) dan cndrung brubah menjadi normal (tidak brbitang
Ditinjau dari perubahan yang dialaminya),nuklida ada yang stabil dan ada yang tidak.nulida yang stabil,bila tidak mengalami prubahan selama 10-21 tahun atau lebih, sedangkan yang tidak stabil brunah spontan mnjadi nuklida lain yang lebih stabil,perubahan itu selalu diikiti oleh plpasan ( peluruhan) partikel dalam bntuk sinar ( radiasi),sinar yang dipancarkan disbut sinar radioaktif.sedankan unsurnya disebur unsur radioaktif
X Y + sinar radioaktif
Radiokatif ( tidak stabil ) stabil

Contohnya :

2.1.2. Sifat Inti
Setiap inti atom mmpunyai ukuran,bntuk,massa dan enrgi trtentu.
a) Ukuran inti
Ukuran inti mula-mula di kemukakan olh rutherford dari hasil prcobaan penghamburan sinar alfa . jari-jari atom mnurut perhitungannya skitar 10-12 cm. Kmudian dengan cara yang lebih tliti dapat diktahui jari-jari sejumlah nuklida. Trnyata ukuran inti bergantung pada jumlah nuklon dngan Rumus
R = Ro A1/3
Dengan R = jar-jari inti,ro = ttapan (1,33 x 10 -13 cm ) dan A =nuklon
b) Bentuk inti
Bntuk pnybatan proton dapat ditliti dari gaya tarik coulomb antara proton dalam inti dengan lektron yang mngilinginya.inti yang tidak bulat memenpunyai momen kuadrupol listrik yang merupakan gaya tambahan kpada gaya Coulomb. Nilai momen kuadrupol listrik yang kecil sekali dapat diktahui dalam inti dengan cara trtntu,ttapi tidak dikemeukakan disini
Hasil pnylidikan mnunjukan bahwa hanya sdikit sekali nuklida yang menpunyai momn kuadrupol nol (brbentuk bola) yaitu :
1H 8 O 20 Ca 28 Ni 82 Pb
Inti yang jumlah protonnya mendekati salah satu angka tertsebut akan brbntuk hamp[ir sepri bola,sedangkan kebanyakan inti mmpunyai nilai momen kuadrupol yang besar,berarti mempunyai bntuk lonjong atau cakram
c) Massa inti
Massa partikl matri dapat ditentukan dengan spektrokopi massa dengan satuan amu ( atomic mass unit) yang difenisikan sebagai 1/12 massa atom 12 C. Hasil pngikuran yang crmat trhadap parile dasr keadaan diam adalah :
Massa nutron (n) = 1,0086650 amu
Massa proton (p+) = 1,0072765 amu
Massa elektron (e-) = 1,0054858 amu
Adapun massa beberapa atom

Jika kita bandingkan ternyata hasil perhitungan selalu lebih besar daripada hasil pengukuran,itu karna bukan karna kesalahan pengukuran,ttapi mrupaan kenyataan bahwa massa partikl berkurang bila bergabung membentuk atom. Kekuragan itu disebut kehilanagn massa
d) Energi ikat inti
Menurut hukum kkalan massa,tidak mungkin massa hilang begitu saja. Yang mungkin hanyalah massa itu telah brubah mnjadi energi ikat,yaitu energi yang diprlukan untuk mengurangi suatu inti mnjadi nukleonnya yang bebas,halmini sesuai dengan hukum persamaan hukum enstein “bahwa masssa dapat diubah menjadi energi. Energi 1 amu adalah
E = m c 2
= (1,6606 x 10 -22 kg) x (2,9979 x 10 8 ms-1)
= 1,4924 x 10-10 J
1 amu = 1,4924 x 10-10 J
Gelombang elektromagnet yang biasa terlibat dalam reaksi inti adalah γ (gamma) dengan massa 0 dan muatan 0.
Perbandingan antara reaksi kimia dan reaksi inti
No
Reaksi kimia
Reaksi Inti
1 Atom diubah susunannya melalui pemutusan dan pembentukan ikatan
Unsur (atau isotop dari unsur yang sama) dikonversi dari unsur yang satu ke lainnya
2 Hanya elektron dalam orbital atom atau molekul yang terlibat dalam pemutusan dan pembentukan ikatan
Proton, neutron, elektron dan partikel dasar lain dapat saja terlibat
3 Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang relatif kecil
Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang sangat besar
4 Laju reaksi dipengaruhi oleh suhu, tekanan, katalis dan konsentrasi
Laju reaksi biasanya tidak dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan katalis
Aturan dalam penyetaraan reaksi inti;
1. Jumlah total proton ditambah neutron dalam produk dan reaktan harus sama (kekekalan nomor massa)
2. Jumlah total muatan inti dalam produk dan reaktan harus sama (kekekalan nomor atom)
2.1.3. Kestabilan Inti
Kestabilan inti tidak dapat diramalkan dengan suatu aturan. Namun, ada beberapa petunjuk empiris yang dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang bersifat radioaktif/tidak stabil, yaitu:
1. Semua inti yang mempunyai proton 84 atau lebih tidak stabil
2. Aturan ganjil genap, yaitu inti yang mempunyai jumlah proton genap dan jumlah neutron genap lebih stabil daripada inti yang mempunyai jumlah proton dan neutron ganjil
3. Bilangan sakti (magic numbers)
Nuklida yang memiliki neutron dan proton sebanyak bilangan sakti umumnya lebih stabil terhadap reaksi inti dan peluruhan radioaktif.
Bilangan tersebut adalah :
Untuk neutron : 2, 8, 20, 28, 50, 82 dan 126
Untuk proton : 2, 8, 20, 28, 50 dan 82.
Pengaruh bilangan ini untuk stabilitas inti sama dengan banyaknya elektron untuk gas mulia yang sangat stabil.
4. Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron-proton
Teori pasangan nukleon
Nullida yang tidak stabil akan selalu meluruh. ( memancarkan partikel) untuk mencapai kestabilan agar energi ikat rata-rata nuklonnya brtambah.enrgi rata-rata itu berbeda antara satu nuklida dengan yang lainnya. Yang menarik adalah adanya puncak-puncak pada 4 He,12C.16O.10Ne dan 24 mg. Berrati nuklida trsbut mempunyai nrgi ikat rat-rata lebih besar daripada nuklida didekatnya.dengan meperhatikan nukleonnya,4H (2p-2n).12c (60p-6n),160 O ( 8p-8n) dan seterusnya,mempunyai proton dan neutron genap
Dengan kata lain.kestabilan inti ditntukanolh genap atau ganjilnya proton dan nutron.ini didukung olh fakta bahwa lbih dari stngah jumlah nuklida yang stabil mmpunyai proton dan nutron gnap,

.fakta ini menunjukan bahwa dalam inti terjadi pasangan proton-proton (p-p),nutron-neutron
2.1.4. Pita Kestabilan
Grafik antara banyaknya neutron versus banyaknya proton dalam berbagai isotop yang disebut pita kestabilan menunjukkan inti-inti yang stabil. Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton, agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan. Kebanyakan unsur radioaktif terletak di luar pita ini.

1. Di atas pita kestabilan, Z <>
Untuk mencapai kestabilan :
inti memancarkan (emisi) neutron atau memancarkan partikel beta
2. Di atas pita kestabilan dengan Z > 83, terjadi kelebihan neutron dan proton
Untuk mencapai kestabilan :
Inti memancarkan partikel alfa
3. Di bawah pita kestabilan, Z <>
Untuk mencapai kestabilan :
Inti memancarkan positron atau menangkap elektron
2.1.5. Energi Pengikat Inti
Satu ukuran kuantitatif dari stabilitas inti adalah energi ikatan inti (nuclear binding energy, yaitu energi yang diperlukan untuk memecah inti menjadi komponen-komponennya, proton dan neutron. Kuantitas ini menyatakan konversi massa menjadi energi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi inti eksotermik yang menghasilkan pembentukan inti .
Konsep energi ikatan berkembang dari kajian sifat-sifat inti yang menunjukkan bahwa massa inti selalu lebih rendah dibandingkan jumlah massa nukleon.
Contoh : isotop fluorine (F), intinya memiliki 9 proton, 9 elektron dan 10 neutron dengan massa atom yang terukur sebesar 18, 9984 sma.
Analisis perhitungan teoritis massa atom F:
Massa atom = (9 x massa proton) +(9 x massa elektron) + (10 x massa neutron)
= (9 x 1,00728 sma) + ( 9 x 0,000549 sma) + (10 x 1,00867)
= 19, 15708 sma
Harga massa atom F berdasarkan perhitungan ternyata lebih besar dibandingkan dengan massa atom terukur, dengan kelebihan massa sebesar 0,1578 sma.
Selisih antara massa atom dan jumlah massa dari proton, elektron dan neutron disebut cacat massa (mass defect).
Menurut teori relativitas, kehilangan massa muncul sebagai energi (kalor) yang dilepas ke lingkungan. Banyaknya energi yang dilepas dapat ditentukan berdasarkan hubungan kesetaraan massa-energi Einstein ( E = m c2).
ΔE = Δm c2
Dengan faktor konversi : 1 kg = 6,022 x 1026 sma
1 J = 1 kg m2/s2
Untuk atom F tersebut:
ΔE =( -0,1578 sma) (3x 108 m/s)2
= (-1,43 x 1016 sma m2/s2) x (1 kg/6,022 x 1026 sma) x (1 J/1 kg m2s2)
= -2,37 x 10-11 J
Ini merupakan banyaknya energi yang dilepas bila satu inti fluorin-19 dibentuk dari 9 proton dan 10 neutron. Energi yang diperlukan untuk menguraikan inti menjadi proton dan neutron yang terpisah adalah sebesar -2,37 x 10-11 J. Untuk pembentukan 1 mol inti fluorin, energi yang dilepaskan adalah:
ΔE = (-2,37 x 10-11 J) (6,022 x 1023/mol)
= -1,43 x 1013 J/mol
Dengan demikian, energi ikatan inti adalah 1,43 x 1013 J/mol untuk 1 mol inti fluorin-19, yang merupakan kuantitas yang sangat besar bila dibandingkan dengan entalpi reaksi kimia biasa yang hanya sekitar 200 kJ.
2.1.6. Transmutasi Inti
Pada tahun 1919, Rutherford berhasil menembak gas nitrogen dengan partikel alfa dan menghasilkan hidrogen dan oksigen. Reaksi ini merupakan transmutasi buatan pertama, yaitu perubahan satu unsur menjadi unsur lain. Coba tuliskan reaksinya!
Pada tahun 1934, Irene Joliot-Curie, berhasil membuat atom fosfor yang bersifat radioaktif dengan menembakkan aluminium dengan sinar alfa yang berasal dari polonium.
Beberapa contoh reaksi inti:
1) Penembakan atom litium-7 dengan proton menghasilkan 2 atom helium-4
2) Penembakan nitrogen-14 dengan neutron menghasilkan karbon-14 dan hidrogen
3) Penembakan aluminium-27 dengan proton menghasilkan magnesium-24 dan helium-4
2.1.7. Fisi Inti
Fisi inti (nuclear fission) /reaksi fisi adalah proses di mana suatu inti berat (nomor massa >200) membelah diri membentuk inti-inti yang lebih kecil dengan massa menengah dan satu atau lebih neutron. Karena inti berat kurang stabil dibandingkan produknya, proses ini melepaskan banyak energi.
Reaksi fisi uranium-235:
Sebagai contoh adalah energi yang dihasilkan pada pembelahan 235 gram uranium-235 adalah ekivalen dengan energi yang dihasilkan pada pembakaran 500 ton batubara.
Selain besarnya jumlah energi yang besar, ciri penting dari fisi uranium-235 adalah adanya kenyataan bahwa lebih banyak neutron yang dihasilkan dibandingkan dengan yang semula ditangkap dalam prosesnya. Sifat ini memungkinkan berlangsungnya reaksi rantai inti, yaitu serangkaian reaksi fisi yang dapat berlangsung sendiri tanpa bantuan. Neutron yang dihasilkan selama tahap awal dari fisi dapat mengakibatkan terjadinya fisi dalam inti uranium-235 lain, yang selanjutnya menghasilkan neutron lebih banyak dan seterusnya. Dalam waktu kurang dari satu detik, reaksi dapat menjadi tak terkendali, membebaskan banyak sekali kalor ke lingkungan. Agar reaksi rantai terjadi, harus ada cukup uranium-235 dalam sampel untuk menangkap neutron, sehingga dikenal istilah massa kritis, yaitu massa minimum material terfisikan yang diperlukan untuk membangkitkan reaksi rantai inti yang dapat berlangsung sendiri.
2.1.8. Aplikasi Fisi Inti
Bom Atom
Penerapan pertamakali fisi inti ialah dalam pengembangan bom atom. Faktor krusial dalam rancangan bom ini adalah penentuan massa kritis untuk bom itu. Satu bom atom yang kecil setara dengan 20.000 ton TNT. Massa kritis suatu bom atom biasanya dibentuk dengan menggunakan bahan peledak konvensional seperti TNT tersebut, untuk memaksa bagian-bagian terfisikan menjadi bersatu. Bahan yang pertama diledakkan adalah TNT, sehingga ledakan akan mendorong bagian-bagian yang terfisikan untuk bersama-sama membentuk jumlah yang lebih besar dibandingkan massa kritis.
Uranium-235 adalah bahan terfisikan dalam bom yang dijatuhkan di Hiroshima dan plutonium-239 digunakan dalam bom yang meledak di Nagasaki.
Reaktor Nuklir
Suatu penerapan damai tetapi kontroversial dari fisi inti adalah pembangkitan listrik menggunakan kalor yang dihasilkan dari reaksi rantai terbatas yang dilakukan dalam suatu reaktor nuklir. Ada 3 jenis reaktor nuklir yang dikenal, yaitu:
a. Reaktor air ringan. Menggunakan air ringan (H2O) sebagai moderator (zat yang dapat mengurangi energi kinetik neutron).
b. Reaktor air berat. Menggunakan D2O sebagai moderator.
c. Reaktor Pembiak (Breeder Reactor). Menggunakan bahan bakar uranium, tetapi tidak seperti reaktor nuklir konvensional, reaktor ini menghasilkan bahan terfisikan lebih banyak daripada yang digunakan.
2.1.9. Fusi Inti
Fusi inti (nuclear fusion) atau reaksi fusi adalah proses penggabungan inti kecil menjadi inti yang lebih besar. Reaksi ini relatif terbebas dari masalah pembuangan limbah.
Dasar bagi penelitian pemakaian fusi inti untuk produksi energi adalah perilaku yang diperlihatkan jika dua inti ringan bergabung atau berfusi membentuk inti yang lebih besar dan lebih stabil, banyak energi yang akan dilepas selama prosesnya.
Fusi inti yang terus-menerus terjadi di matahari yang terutama tersusun atas hidrogen dan helium.
Reaksi fusi hanya terjadi pada suhu yang sangat tinggi sehingga reaksi ini sering dinamakan reaksi termonuklir. Suhu di bagian dalam matahari mencapai 15 jutaoC!!!!!!
Aplikasi Fusi Inti yang telah dikembangkan adalah bom hidrogen.

2.2. Definisi Radiokimia
Pada tahun 1986,Henri becquerel mlaporkan bahwa senyawa kalium uranil sulfat,K2UO2(SO4)2 memencarkan sinar yang dapat mngitamkan film foto dalam ruang glap,sinar itu mmpunyai sifat mirip dengan sinar X. Kmudian Mme curie dan G.C. schmidt juga mnmukan sinar yang sama pada logam uranium. Setlah itu cirie dan rekan=rekannya juga mnmukan sinar yang mirip pada unsur polonium dan radium. Karena sinar itu mmpunyai nrgi yang bsar atau mudah bereaksi maka disebut snar radioaktifmsdangkan unsurnya disbut unsur radoaktif
Sinar radiaktof berasal dari inti atom,sedangkan sinar X dari perpindahan elktron pada kulit atom.adanya unsur yang radioaktf ,sepri U,Po, dan ra diatas, mrupakan bukti bahwa dialam trdapat inti atom tyang tidak ( blum) stabil dan cnderung mencapai kestabilan.
Penemuan keradioaktifan
Pada tahun 1895, W.C. Rontgen menemukan bahwa tabung sinar katode mengahasilkan suatu radiasi berdaya tembus tinggi yang dapat menghitamkan film potret, walupun film tersebut terbungkus kertas hitam. Karena belum mengenal hakekatnya, sinar ini dinamai sinar X. Ternyata sinar X adalah suatu radiasi elektromagnetik yang timbul karena benturan berkecepatan tinggi (yaitu sinar katode dengan suatu materi (anode). Sekarang sinar X disebut juga sinar rontgen dan digunakan untuk rongent yaitu untuk mengetahui keadaan organ tubuh bagian dalam.
Penemuan sinar X membuat Henry Becguerel tertarik untuk meneliti zat yang bersifat fluorensensi, yaitu zat yang dapat bercahaya setelah terlebih dahulu mendapat radiasi (disinari), Becquerel menduga bahwa sinar yang dipancarkan oleh zat seperti itu seperti sinar X. Secara kebetulan, Becquerel meneliti batuan uranium. Ternyata dugaan itu benar bahwa sinar yang dipancarkan uranium dapat menghitamkan film potret yang masih terbungkus kertas hitam. Akan tetapi, Becqueret menemukan bahwa batuan uranium memancarkan sinar berdaya tembus tinggi dengan sendirinya tanpa harus disinari terlebih dahulu. Penemuan ini terjadi pada awal bulan Maret 1986. Gejala semacam itu, yaitu pemancaran radiasi secara spontan, disebut keradioaktifan, dan zat yang bersifat radioaktif disebut zat radioaktif.
Zat radioaktif yang pertama ditemukan adalah uranium. Pada tahun 1898, Marie Curie bersama-sama dengan suaminya Pierre Curie menemukan dua unsur lain dari batuan uranium yang jauh lebih aktif dari uranium. Kedua unsur itu mereka namakan masing-masing polonium (berdasarkan nama Polonia, negara asal dari Marie Curie), dan radium (berasal dari kata Latin radiare yang berarti bersinar).
Ternyata, banyak unsur yang secara alami bersifat radioaktif. Semua isotop yang bernomor atom diatas 83 bersifat radioaktif. Unsur yang bernomor atom 83 atau kurang mempunyai isotop yang stabil kecuali teknesium dan promesium. Isotop yang bersifat radioaktif disebut isotop radioaktif atau radioi isotop, sedangkan isotop yang tidak radiaktif disebut isotop stabil. Dewasa ini, radioisotop dapat juga dibuat dari isotop stabil. Jadi disamping radioisotop alami juga ada radioisotop buatan.
Radiokimia mempelajari penggunaan teknik-teknik kimia dalam mengkaji zat radioaktif dan pengaruh kimiawi dari radiasi zat radioaktif tersebut.
Radioaktivitas adalah fenomena pemancaran partikel dan atau radiasi elektromagnetik oleh inti yang tidak stabil secara spontan .
Semua unsur yang memiliki nomor atom lebih besar dari 83 adalah radioaktif.
Peluruhan radioaktif terjadi melalui pemancaran partikel dasar secara spontan.
Contoh: polonium-210 meluruh spontan menjadi timbal-206 dengan memancarkan sebuah partikel α
Transmutasi inti dihasilkan dari pemboman inti oleh neutron, proton, atau inti lain.
Contoh: konversi nitrogen-14 atmosfer menjadi karbon-14 dan hidrogen
Nukleon : partikel-partikel penyusun inti, yaitu proton dan neutron
Nuklida : suatu spesies nuklir tertentu, dengan lambang:
Z = nomor atom
A = nomor massa = jumlah proton + neutron
N = neutron, biasanya tidak ditulis karena N = A-Z
Isotop : kelompok nuklida dengan nomor atom sama
Isobar : kelompok nuklida dengan nomor massa sama
Isoton : kelompok nuklida dengan neutron sama
2.2.1. Radioaktivitas Alami
Disintegrasi inti radioaktif sering merupakan awal dari deret peluruhan radioaktif, yaitu rangkaian reaksi inti yang akhirnya menghasilkan pembentukan isotop stabil. Misalnya adalah deret peluruhan uranium-238 hingga menghasilkan timbal-206 yang stabil.
Jenis-jenis peluruhan radioaktif meliputi; peluruhan(pemancaran) alfa, peluruhan negatron, peluruhan positron, penangkapan elektron, peluruhan gamma, pemancaran neutron, pemancaran neutron terlambat dan pembelahan spontan.
Pembelahan spontan hanya terjadi pada nuklida-nuklida yang sangat besar dan membelah secara spontan menjadi dua nuklida yang massanya berbeda, misal Cf-254 membelah spontan menjadi Mo-108 dan Ba-142 dengan memancarkan 4 neutron.
2.2.2. Sinar-sinar Radioaktif
Pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa radiasi yang dipancarkan zat radioaktif dapat dibedakan atas dua jenis berdasarkan muatannya. Radiasi yang berrnuatan positif dinamai sinar alfa, dan yang bermuatan negatif diberi nama sinar beta. Selanjutnya Paul U.Viillard menemukan jenis sinar yang ketiga yang tidak bermuatan dan diberi nama sinar gamma.
a. Sinar alfa ( α )
Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. Partikel sinar alfa sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar-sinar radioaktif. Diudara hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi. Akhirnya partikel alfa akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom helium 4 2
b. Sinar beta (β)
Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan-l e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi 0-1e. Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam uadara kering dan dapat menembus kulit.
c. Sinar gamma ( γ )
Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetek berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi 00y. Sinar gamma mempunyai daya tembus. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar X dan sinar Positron. Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik.
2.2.3. Kinetika Peluruhan Radioaktif
Semua peluruhan radioaktif mengikuti kinetika orde pertama, sehingga laju peluruhan radioaktif pada setiap waktu t adalah:
Laju peluruhan pada waktu t = λN
λ = konstanta laju orde pertama
N = banyaknya inti radioaktif pada waktu t
ln Nt/N0 = - λt
dengan waktu paruh : t1/2 = 0,693/λ
2.2.4. Keaktifan (A)
Keaktifan suatu cuplikan radioaktif dinyatakan sebagai jumlah disintegrasi(peluruhan) per satuan waktu. Keaktifan tidak lain adalah laju peluruhan dan berbanding lurus dengan jumlah atom yang ada.
A = λ N
Satuan keaktifan adalah Curie (Ci) yang didefinisikan sebagai keaktifan dari 3,7 x 1010 disintegrasi per detik.
Satuan SI untuk keaktifan adalah becquerel dengan lambang Bq
1 Ci = 3,7 x 1010 Bq
Keaktifan jenis adalah jumlah disintegrasi per satuan waktu per gram bahan radioaktif.
2.2.5. Dosis Radiasi
Untuk menyatakan jumlah atau dosis radiasi yang diserap oleh zat-zat ditetapkan satuan untuk dosis. Di Amerika, satuan dosis yang umum adalah rad dengan lambang rd.
Satu rad setara dengan penyerapan 10-5 J per gram jaringan.
Satuan SI untuk dosis adalah gray dengan lambang Gy. Satu gray setara dengan energi sebanyak 1 joule yang diserap oleh setiap kg zat.
Radiasi neutron lebih berbahaya dari radiasi beta dengan energi dan intensitas yang sama. Untuk membedakan pengaruh radiasi digunakan satuan rem (radiation equivalen of man).
Satu rad sinar alfa lebih merusak daripada satu rad sinar beta. Oleh karena itu rad biasanya dikalikan dengan faktor yang mengukur kerusakan biologi relatif yang disebabkan oleh radiasi. Faktor ini disebut RBE (Relative Biologycal Effetiveness of Radiation). Hasil kali rad dan RBE menghasilkan dosis efektif yang disebut rem (Rontgen Equivalent for Man).
Satu rem suatu macam radiasi akan menghasilkan pengaruh biologi yang sama.
Contoh:
Dosis 0 – 20 rem pengaruh kliniknya tidak terdeteksi , dosis 20-50 sedikit pengaruh pengurangan sementara butir darah putih, dosis 100-200 terdapat pengaruh banyak pengurangan butir darah putih dan pada dosis lebih dari 500 rem dapat menyebabkan kematian.
2.2.6. Penggunaan Radioisotop
Radioisotop adalah isotop suatu unsur yang radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif. Isotop suatu unsur baik yang stabil maupun radioaktif memiliki sifat kimia yang sama.
Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut (untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa) dan sebagai sumber radiasi /sumber sinar.
Berikut beberapa contoh penggunaan radioisotop dalam berbagai bidang:
1. Bidang kimia
Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia seperti esterifikasi dan fotosintesis.
Penetapan struktur senyawa kimia seperti ion tiosulfat.
Analisis pengenceran isotop dan analisis pengaktifan neutron (dalam bidang perminyakan, pengendalian polusi, obat-obatan, geologi, elektronika, kriminologi, oseanografi dan arkeologi).
2. Bidang kedokteran
Isotop natrium-24 digunakan untuk mengikuti peredaran darah dalam tubuh manusia , mempelajari kelainan pada kelenjar tiroid dengan isotop I-131, menentukan tempat tumor otak dengan radioisotop fosfor, Fe-59 untuk mengukur laju pembentukan sel darah merah. Kobalt-60 digunakan untuk pengobatan kanker, teknetium-99 untuk alat diagnostik gambaran jantung, hati dan paru-paru pasien.
3. Bidang pertanian
Radiasi gamma dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul dan radiisotop fosfor untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman.
4. Bidang Industri
Untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam dalam tanah atau beton, menentukan keausan atau keroposan yang terjadi pada bagian pengelasan antar logam,
5. Penentuan umur batuan atau fosil
enggunaan radioisotop baik sebagai perunut maupun sebagai sumber radiasi (lihat Bab 8), memerlukan beberapa perhatian khusus, disebabkan oleh adanya bahaya terhadap radiasi yang dipancarkan. Kontaminasi radiasi, selain dapat merupakan bahaya terhadap para pekerja, dapat pula menimbulkan kenaikan aktivitas radiasi latar belakang, yang menimbulkan persoalan pada pencacahan serta menimbulkan keraguan terhadap kebenaran hasil yang diperoleh. Berdasarkan hal ini, maka harus diberikan perhatian istimewa terhadap sifat bahan yang digunakan untuk lantai, meja kerja, bak cuci, ventilasi dinding dan lain-lain, serta cara kerja dalam laboratorium. Hal ini akan dibahas dalam Pasal 6.2 dengan judul Fisika Kesehatan.
Bergantung pada soal yang dihadapi, urutan pekerjaan radiokimia dapat meliputi sebagian ataupun semua langkah berikut :
1). Mereaksikan, misalnya menyiapkan dan menembaki dengan neutron dalam analisis aktivasi, menambahkan isotop perunut dalam analisis pengenceran isotop dan pada penggunaan perunut yang lain, menandai suatu molekul dengan radioisotop, ataupun menyiapkan dan menyinari zat dalam penelitian mengenai pengaruh radiasi terhadap suatu sistem.
2). Melarutkan dan memisahkan komponen sistem yang hendak diteliti lebih lanjut. Persoalan ini lebih sering jika yang akan dicacah ialah sinar beta. Pada pencacahan gamma seringkali langkah ini dilampaui.
3). Menyiapkan sumber untuk pencacahan zat radioaktif yang hendak ditentukan. Cara serta bentuk sumber harus disesuaikan dengan alat pencacah yang akan digunakan.
4). Pencacahan untuk menentukan aktivitas. Secara ideal alat serta cara pencacahan ini harus disesuaikan dengan jenis persoalan yang dihadapi.
5). Interpretasi hasil pengukuran dan pencacahan. Langkah ini seringkali merupakan inti persoalan. Seringkali segala pekerjaan dalam langkah 1 sampai 4 tidak akan berarti jika seorang pekerja tidak dapat mengadakan interpretasi tepat mengenai hasil yang diperoleh. Termasuk dalam langkah ini ialah meneliti batas kemampuan serta kekurangan penggunaan radioisotop.
Cara pemisahan akan dibicarakan tersendiri dalam bab berikut. Di antara persoalan mengenai cara mereaksikan yang akan dibicarakan dalam bab ini hanyalah persiapan iradiasi dan cara iradiasi dalam reaktor, sedang cara penandaan molekul
dan iradiasi untuk meneliti pengaruh radiasi akan dibahas tersendiri dalam bab terakhir, yakni Bab 10.
Cara menyiapkan sumber akan dibicarakan bersama-sama dengan cara persiapan iradiasi dalam reaktor, dalam Bab 6.4, yang diberi judul persiapan sebelum pencacahan. Cara serta soal pencacahan diuraikan dalam Bab 6.5.
Mengenai interpretasi umumnya persoalan ini erat hubungannya dengan tujuan penelitian dan lebih merupakan persoalan khas tiap bidang yang menggunakan radiosiotop. Dalam hal ini hanya akan dibahas batas kemampuan penggunaan radioisotop, dan akan diuraikan dalam Bab 6.3 mendahului langkah yang lain…..
PENGGUNAAN RADIOISOTOP
Radioisotop digunakan sebagai perunut dan sumber radiasi
Dewasa ini, penggunaan radioisotop untuk maksud-maksud damai (untuk kesejahteraan umat manusia) berkembang dengan pesat. Pusat listrik tenaga nuklir (PLTN) adalah salah satu contoh yang sangat populer. PLTN ini memanfaatkan efek panas yang dihasilkan reaksi inti suatu radioisotop , misalnya U-235. Selain untuk PLTN, radioisotop juga telah digunakan dalam berbagai bidang misalnya industri, teknik, pertanian, kedokteran, ilmu pengetahuan, hidrologi, dan lain-lain.
Pada bab ini kita akan membahas dua penggunaan radioistop, yaitu sebagai perunut (tracer) dan sumber radiasi. Pengunaan radioisotop sebagai perunut didasarkan pada ikataan bahwa isotop radioaktif mempunyai sifat kirnia yang sama dengan isotop stabil. Jadi suatu isotop radioaktif melangsungkan reaksi kimia, yang sama seperti isotop stabilnya. Sedangkan penggunaan radioisotop sebagai sumber radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi yang dihasilkan zat radioaktif dapat mempengaruhi materi maupun mahluk. Radiasi dapat digunakan untuk memberi efek fisis: efek kimia, maupun efek biologi. Oleh karena itu, sebelum membahas pengunaan radioisotop kita akan mengupas terlebih dahulu tentang satuan radiasi dan pengaruh radiasi terhadap materi dan mahluk hidup.
4.1 Satuan Radiasi
Berbagai satuan digunakan untuk menyatakan intensitas atau jumlah radiasi bergantung pada jenis yang diukur.
1. Curie(Ci) dan Becquerrel (Bq)
Curie dan Bequerrel adalah satuan yang dinyatakan untuk menyatakan keaktifan yakni jumlah disintegrasi (peluruhan) dalam satuan waktu. Dalam sistem satuan SI, keaktifan dinyatakan dalam Bq. Satu Bq sama dengan satu disintegrasi per sekon.
1Bq = 1 dps
dps = disintegrasi per sekon
Satuan lain yang juga biasa digunakan ialah Curie. Satu Ci ialah keaktifan yang setara dari 1 gram garam radium, yaitu 3,7.1010 dps.
1Ci = 3,7.1010 dps = 3,7.1010 Bq
2. Gray (gy) dan Rad (Rd)
Gray dan Rad adalah satuan yang digunakan untuk menyatakan keaktifan yakni jumlah (dosis) radiasi yang diserap oleh suatu materi. Rad adalah singkatan dari 11 radiation absorbed dose. Dalam sistem satuan SI, dosis dinyatakan dengan Gray (Gy). Satu Gray adalah absorbsi 1 joule per kilogram materi.

1 Gy = 1 J/kg
Satu rad adalah absorbsi 10-3 joule energi/gram jaringan.
1 Rd = 10-3 J/g
Hubungan grey dengan fad
1 Gy = 100 rd
3. Rem
Daya perusak dari sinar-sinar radioaktif tidak saja bergantung pada dosis tetapi juga pada jenis radiasi itu sendiri. Neutron, sebagai contoh, lebih berbahaya daripada sinar beta dengan dosis dan intensitas yang sama. Rem adalah satuan dosis setelah memperhitungkan pengaruh radiasi pada mahluk hidup (rem adalah singkatan dari radiation equiwlen for man)
4.2. Pengaruh Radiasi pada Materi
Radiasi menyebabkan penumpukan energi pada materi yang dilalui. Dampak yang ditimbulkan radiasi dapat berupa ionisasi, eksitasi, atau pemutusan ikatan kimia. Ionisasi: dalam hal ini partikel radiasi menabrak elektron orbital dari atom atau molekul zat yang dilalui sehinga terbentuk ion positip dan elektron terion.
Eksitasi: dalam hal ini radiasi tidak menyebabkan elektron terlepas dari atom atau molekul zat tetapi hanya berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Pemutusan Ikatan Kimia: radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif rnempunyai energi yang dapat mernutuskan ikatan-ikatan kimia.
4.3. Pengaruh Radiasi pada mahluk hidup
Walaupun energi yang ditumpuk sinar radioaktif pada mahluk hidup relatif kecil tetapi dapat menimbulkan pengaruh yang serius. Hal ini karena sinar radioaktif dapat mengakibatkan ionisasi, pemutusan ikatan kimia penting atau membentuk radikal bebas yang reaktif. Ikatan kimia penting misalnya ikatan pada struktur DNA dalam kromosom. Perubahan yang terjadi pada struktur DNA akan diteruskan pada sel berikutnya yang dapat mengakibatkan kelainan genetik, kanker dll.
Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga bergantung pada waktu paparan. Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebih berbahaya daripada bila dosis yang sama diterima pada waktu yang lebih lama.
Secara alami kita mendapat radiasi dari lingkungan, misalnya radiasi sinar kosmis atau radiasi dari radioakif alam. Disamping itu, dari berbagai kegiatan seperti diagnosa atau terapi dengan sinar X atau radioisotop. Orang yang tinggal disekitar instalasi nuklir juga mendapat radiasi lebih banyak, tetapi masih dalam batas aman.
4.4. Radioaktif Sebagai Perunut.
Sebagai perunut, radoisotop ditambahkan ke dalam suatu sistem untuk mempelajari sistem itu, baik sistern fisika, kimia maupun sistem biologi. Oleh karena radioisotop mempunyai sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya, maka radioisotop dapat digunakan untuk menandai suatu senyawa sehingga perpindahan perubahan senyawa itu dapat dipantau
A. Bidang kedokteran
Berbagai jenis radio isotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (diagnosa) berbagai jenis penyakit al:teknesium (Tc-99), talium-201 (Ti-201), iodin 131(1-131), natrium-24 (Na-24), ksenon-133 (xe-133) dan besi (Fe-59). Tc-99 yang disuntikkan ke dalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu, seperti jantung, hati dan paru-paru Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung
1-131 akan diserap oleh kelenjar gondok, hati dan bagian-bagian tertentu dari otak. Oleh karena itu, 1-131 dapat digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan untuk mendeteksi tumor otak. Larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah misalnya apakah ada penyumbatan dengan mendeteksi sinar gamma yang dipancarkan isotop Natrium tsb.
Xe-133 digunakan untuk mendeteksi penyakit paru-paru. P-32 untuk penyakit mata, tumor dan hati. Fe-59 untuk mempelajari pembentukan sel darah merah. Kadang-kadang, radioisotop yang digunakan untuk diagnosa, juga digunakan untuk terapi yaitu dengan dosis yang lebih kuat misalnya, 1-131 juga digunakan untuk terapi kanker kelenjar tiroid.
B. Bidang lndustri
Untuk mempelajari pengaruh oli dan afditif pada mesin selama mesin bekerja digunakan suatu isotop sebagai perunut, Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain dari mesin ditandai dengan isotop radioaktif dari bahan yang sama.
C. Bidang Hidrologi.
1.Mempelajari kecepatan aliran sungai.
2.Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.
D. Bidang Biologis
1. Mempelajari kesetimbangan dinamis.
2. Mempelajari reaksi pengesteran.
3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.
4. 5. Radioisotop sebagai sumber radiasi.
A. Bidang Kedokteran
1) Sterilisasi radiasi.
Radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Steritisasi dengan cara radiasi mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional (menggunakan bahan kimia), yaitu:
a) Sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme.
b) Sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia.
c) Karena dikemas dulu baru disetrilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan terbuka. Berbeda dengan cara konvensional, yaitu disterilkan dulu baru dikemas, maka dalam proses pengemasan masih ada kemungkinan terkena bibit penyakit.
2) Terapi tumor atau kanker.
Berbagai jenis tumor atau kanker dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya, baik sel normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu, sel kanker atau tumor dapat dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut.

B. Bidang pertanian.
1) Pemberantasan homo dengan teknik jantan mandul
Radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, misalnya hama kubis. Di laboratorium dibiakkan hama kubis dalam bentuk jumlah yang cukup banyak. Hama tersebut lalu diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah itu hama dilepas di daerah yang terserang hama. Diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul dilepas. Telur hasil perkawinan seperti itu tidak akan menetas. Dengan demikian reproduksi hama tersebut terganggu dan akan mengurangi populasi.
2) Pemuliaan tanaman
Pemuliaan tanaman atau pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis rendah yang mematikan. Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditaman berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya.
3) Penyimpanan makanan
Kita mengetahui bahwa bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi sebelum bahan tersebut di simpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan dernikian dapat disimpan lebih lama.
C. Bidang Industri
1) Pemeriksaan tanpa merusak.
Radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut. Tehnik ini berdasarkan sifat bahwa semakin tebal bahan yang dilalui radiasi, maka intensitas radiasi yang diteruskan makin berkurang, jadi dari gambar yang dibuat dapat terlihat apakah logam merata atau ada bagian-bagian yang berongga didalamnya. Pada bagian yang berongga itu film akan lebih hitam,
2) Mengontrol ketebalan bahan
Ketebalan produk yang berupa lembaran, seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama seperti diatas, bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui. Detektor radiasi dihubungkan dengan alat penekan. Jika lembaran menjadi lebih tebal, maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan.
3) Pengawetan hahan
Radiasi juga telah banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat menningkatkan mutu tekstil karena inengubah struktur serat sehingga lebih kuat atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.



DAFTAR PUSTAKA

Bayani.Faizul.S.pd,M.pd.2010. Kimia inti dan radiasi “Radio kimia”. Mataram.IKIP Mataram
Http:\\chem-is-try.org\kimia intidanradiokimia\
Syukri1999.Kimia Dasar 3.Bandung.ITB
www.blokspot.com
www.google.com
www.imamahmadi.wordfress.com