INTI ATOMINTI ATOM

DAFTAR ISI• Inti atom• Tabel peluruhan radioaktif dan perubahan inti• Waktu paruh• Transmutasi buatan• Radioaktif terinduksi• Daya tembus• Penggunaan radioisotop• Pengobatan nuklir• Penentuan umur dengan radioisotop• Pembuatan atom• Kimiawi perang nuklir• Efek radiasi• Energi ikatan inti• Reaksi termonuklir

INTI ATOM

Inti atom:proton = 1.007276 sma 1 smaneutron = 1.008665 sma 1 sma

Simbol inti : A

Zket : Z = nomor atom = proton A = nomor massa = p + n.

Contoh :

Berarti : No atom 17, p= 17 dan n= 35-17 = 18

3517

Isotop :Atom yang jml protonnya sama tp berbeda jml neutronnya

Contoh : Atom hidrogen

HidrogenHidrogen DeuteriumDeuterium TritiumTritium

ProtonProton 11 11 11NeutronNeutron 00 11 22ElektronElektron 11 11 11

Inti tdk stabil meluruh radiasi

Ra Rn + HeTh Pa + eN P + e

22688

Radioaktivitas alam

Tabel Peluruhan Radioaktif & Perubahan inti

Jenis RadiasiJenis Radiasi Simbol Simbol No. MassaNo. Massa MuatanMuatan Perub No Perub No massamassa

Perub No. Perub No. AtomAtom

AlfaAlfa 44 22 Berkurang Berkurang 44 BBererkurang 2kurang 2

BetaBeta 00 1-1- TetapTetap Tambah 1Tambah 1

GammaGamma 00 00 TetapTetap TetapTetap

Contoh : Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah yg tbtk?Jawab :Massa unsur baru = 239-4 = dan muatannya = 94-2 = 92Muatan inti (nomor atom) 92 adalah uranium (U)

U He Pu 23592

42

23994

WAKTU PARUHYaitu perioda waktu dimana 50% dari jml atom semula yang ada tlh meluruh

Contoh :1. Berapa fraksi atom radioaktif tersisa setelah 5 waktu paruh?Jawab:

Setelah 1 waktu paruh, tersisa 1/2 bagianSetelah 2 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/2 = 1/4 bagianSetelah 3 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/4 = 1/8 bagianSetelah 4 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)3 = (1/2)4 = 1/16 bagianSetelah 5 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)4 = (1/2)5 = 1/32 bagian

2/195 B t = 8 x 10-19 detik

2/123892 U t = lama sekali

3.5 Transmutasi buatanTransmutasi : Perubahan suatu unsur menjadi unsur lain

alami buatan

Reaksi umum : , n, partikel subatomik lain + inti stabil pemancaran radioaktif

2. Bila dimulai dgn 16 juta atom radioaktif, berapa yg tertinggalstl 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

Ernest Rutherford :

HOHeN 11

178

42

147

James Chadwick :

nCHeBe 10

126

42

94

Contoh:Bila Kalium-39 ditembak dgn neutron akan terbentuk klor-36. Partikel apakah yg terpancar?

HeClnK 42

3617

10

3919

3.6 RADIOAKTIF TERINDUKSIyaitu : pancaran radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti radioaktif yg terbentuk dr reaksi inti sebelumnya

n P He Al 10

3015

42

2713

Si e P 3014

01

3015

n e H 01

01

11

Contoh:Karbon-10 memancarkan positron ketika meluruh. Tuliskan reaksinya!Jawab:

B e C 105

01

106

3.7 DAYA TEMBUSDaya Tembus : < < Daya ionisasi : > >

dpt ditahan oleh lapisan kulitdpt ditahan selembar kertas

dpt ditahan papan kayu atau Al

dpt menembus & merusak organdpt ditahan oleh beberapa cm Pb

Penggunaan Penggunaan IsotopIsotop KeteranganKeterangan

Kebocoran Kebocoran pipapipa

Isotop ygIsotop ygpendek pendek

umurnyaumurnyaAlat pencacah GeigerAlat pencacah Geiger

PenyerapanPenyerapanpupuk Ppupuk P Isotop PIsotop P Hasilnya disebut autoradiografHasilnya disebut autoradiograf

PertanianPertanian --Menguji keefektifan pupuk & herbisida Menguji keefektifan pupuk & herbisida Membandingkan nilai nutrisi pakan Membandingkan nilai nutrisi pakan Pemberantasan hamaPemberantasan hama

Penelitian dasarPenelitian dasar 1414CC Mekanisme fotosintesis jalurMekanisme fotosintesis jalurmetabolisme hewan & manusiametabolisme hewan & manusia

3.8 penggunaan radioisotopIsotop suatu unsur tertentu, radioaktif atau tdk, mempunyai tingkah laku yg sama dlm proses kimia & fisika pelacak

3.9 PENGOBATAN NUKLIRISOTOPISOTOP NAMANAMA PENGUNAAN PENGUNAAN

5151CrCr Kromium-51Kromium-51 Penentuan volume sel darah & volume Penentuan volume sel darah & volume darah totaldarah total

5858CoCo Kobalt-58Kobalt-58 Penentuan serapan vit. B12Penentuan serapan vit. B126060CoCo Kobalt-60Kobalt-60 Perlakuan radiasi utk kankerPerlakuan radiasi utk kanker

131131II Iod-131Iod-131Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuran Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuran aktifitas hati & metabolisme lemak; aktifitas hati & metabolisme lemak; perlakuan utk kanker tiroidperlakuan utk kanker tiroid

5959FeFe Besi-59Besi-59 Pengukuran laju pembentukan & umur sel Pengukuran laju pembentukan & umur sel darah merahdarah merah

ISOTOPISOTOP NAMANAMA PENGUNAAN PENGUNAAN

3232PP Fosfor-32Fosfor-32 Deteksi kanker kulit /kanker jaringan Deteksi kanker kulit /kanker jaringan yg terbuka krn operasiyg terbuka krn operasi

226226RaRa Radium-226Radium-226 Terapi radiasi utk kanker Terapi radiasi utk kanker

2424NaNa Natrium-24Natrium-24 Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlm Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlm sistem sirkulersistem sirkuler

9999TcTcmm Teknetium-99Teknetium-99mm Diagnosis beberapa penyakitDiagnosis beberapa penyakit3 3 HH TritiumTritium Penentuan total air tubuhPenentuan total air tubuh

Teknetium-99m* diperoleh dr peluruhan molibdenum 99

eTcMo m 01

9943

9942

*m = metastabil artinyaisotop tsb akan melepas sjmlh energi utk menjadi isotopyg sama tp lbh stabil

TcMo 9943

9942

Emisi Positron Tomografi Transaksial (PETT)Utk mengukur proses dinamis dlm tubuh, spt aliran darah atau laju metabolisme oksigen/glukosa

eBC 01

115

116

201

01 ee

3.10 PENENTUAN UMUR DGN RADIOISOTOP

Waktu paruh isotop tertentu dpt digunakan utk memperkirakan umur batuan & benda purbakala Uranium-238 (t1/2 = 4,5 x 109 thn)

PbU 206238

Utk memperkirakan umur batuan batuan bumi 3-3,5 x 109 thn umur bumi 4,5-5,0 x 109 thnbatuan bulan 4,5 x 109 thn karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)

Karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)

Utk menentukan umur benda purbakala & mendeteksi keaslian benda purbakala 14C terbtk di lap atmosfir atas

HCnN 11

146

10

147

)hidupmakhluk di(146)atmosfir di(

146 CC

jk makhluk hidup mati maka:

NC berkurang147)(

146

Tritium (t1/2 =5730 thn)Utk penentukan umur benda sampai 100 thn

IsotopIsotop TT1/21/2 (tahun) (tahun) Selang umur yg Selang umur yg diukurdiukur PenerapanPenerapan

1414CC 57305730 500-50000 thn500-50000 thn Batubara, bhn Batubara, bhn organikorganik

33HH 12,312,3 1-100 thn1-100 thn Anggur tuaAnggur tua

4040KK 1,3 x 101,3 x 1099 10000 thn – contoh 10000 thn – contoh bumi tertuabumi tertua Batuan, kerak bumiBatuan, kerak bumi

187187RhRh 4,3 x 104,3 x 1099 4 x 104 x 1077 thn – contoh thn – contoh tertetua di duniatertetua di dunia MeteoritMeteorit

238238UU 4,5 x 104,5 x 1099 101077- contoh tertua- contoh tertua Batuan, kerak bumiBatuan, kerak bumi

Contoh Sepotong kayu fosil mempunyai aktivitas karbon-14, 1/8 x aktivitas dlm kayu baru. Berapa umur fosil tsb? (t1/2 14C = 5730 thn)Jawab :14C tlh melewati 3 waktu paruh yaitu (1/2)3= 1/8jadi umur fosil = 3 x 5730 = 17190 thn

3.11 PEMBUATAN BOM fisi inti : inti dipecah dgn penembakan shg dihslkan fragmen inti yg lebih kecil, & dibebaskan energi yg sgt besar

Enrico Fermi & Emilio Segre (1934)

UnU 23992

10

23892 eNpU 0

123993

23892

Otto Hahn & Fritz Strassman (1938)Atom uranium terpecah Ba, La, CeLise Meitner & Otto frischMenghitung energi yg berkaitan dgn pembelahan uraniumPengayaan Uranium-235235U di alam 0,7% utk bom atom dibutuhkan 90%campuran isotop U + gas F2 UF6 (volatil)235UF6 lbh ringan & lbh cepat bergerak dibandingkan 238UF6 shg dpt dipisahkanGlenn T. SeaborgUranium-238 tdk akan pecah jk dibombardir oleh neutron U Np Pu (dpt dipecah, cocok utk pembuatan bom atom)

UnU 23992

10

23892 ePuNp 0

123994

23993 nNpU 0

1239

93239

92

sebelum suatu bhn yg dpt mptahankan reaksi berantai, maka diperlukan jml minimum ttt yg disebut massa kritis

contoh : uranium-235 mempunyai massa kritis 4 kgpenggabungan sjml inti < massa kritis akan memicu reaksi rantai pembuatan bom atom

Hiroshima, 6 Agustus 1945

Nagasaki, 9 Agustus 1945

U23592

Pu 23994

3.12 KIMIAWI PERANG NUKLIR : DEBU RADIOAKTIF

Ledakan bom menyebabkan kawah dgn lebar 300m & kedalaman 100m

- Radius kerusakan total = 10 km- Radius kematian = 40 km- Perusakan oleh radioaktif tdk akan habis

Reaksi fisi yg mungkin terjadi:

nXeSrnU 10

14354

9038

10

23592 3 eCsXe 0

114355

14354

Komponen Debu Radioaktif:90Sr, 143Xe,143Cs, 14C, 3H

90Sr• mirip dgn Ca• t1/2 = 28 thn• masuk ke tubuh melalui susu & sayuran serta terserap

ke dlm tulang• merupakan sumber radiasi internal selam beberapa thn

131I• t1/2 = 8 hari• terbawa mealalui rantai pangan • dlm tubuh ada di kelenjar gondok• bermanfaat utk pelacakan diagnostik

143Cs mirip dgn K

t1/2 = 30 thn

diperoleh melalui sayuran, susu, & daging

3.13 EFEK RADIASIRadiasi : dpt menguntungkan & merugikanPartikel berenergi tinggi & sinar melepaskan e- dr atom ionJk tjd dlm tubuh akan berbahaya, misalnya H2O H2O2

• Merusak sel darah putih• Mempengaruhi sumsum tulang anemia• Merangsang leukimia• Perubahan molekul DNA mutasi

3.14 ENERGI IKATAN INTIEnergi ikatan inti adl Energi yg tbtk dr sebagian massa apabila neutron & proton dibiarkan bersama-sama membtk inti

Henp 42

10

11 2

{2 x 1,007276} + {2 x 1,008665} 4,001506 sma4,031882 sma 4,001506 sma

m = 0,030376 smamassa hilang sebesar m sbg energi Energi ikatbdsrkan rumus Einstein, E = mc2 maka m setara dgn E

3.15 REAKSI TERMONUKLIR Reaksi Termonuklir di matahari

eHeH 01

42

11 24

Bom Hidrogen

nHeHH 01

42

31

21

HHenLi 31

42

10

63

SOAL LATIHAN1. Istilah informasi yg kurang pd persamaan berikut yg

menggambarkan deret peluruhan radioaktif

eClS 01

?17

3216

?147

148 NO

???

235? ThU

ePo 01

??

214? ?

2. Lengkapi persamaan berikut:

HHNa 11

21

2311 ?

HeMnCo 42

5625

5927 ?

eHU 01

21

23892 ?

?254102

136

24696 NoCCm

nEsNU 10

246?

147

23892 ?

a.

b.

c.

d.

a.

b.

c.

d.

e.

3. Tuliskan persamaan inti yg dinyatakan dgn lambang ini:

a. 7Li(p,)8Be

b. 33S(n.p)33P

c. 239Pu(,n)242Cm

d. 238U(,3n)239Pu