BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Atom adalah struktur terkecil suatu unit, oleh karena itu semua yang ada di alam semesta

ini terdiri dari atom-atom penyusunnya. Termasuk unsur-unsur yang tersedia di alam yang

biasa diguakan dalam kehidupan sehari-hari. Sedangkan, kimia inti meruapakn ilmu yang

mempelajari perubahan-perubahan dalam inti atom.

Jadi tim penyusun merasa tertarik untuk menulis tentang topik kimia inti karena

sesungguhnya atom-atom adalah untit dasar pembangun kehidupan dan mempelajari tentang

topik terkait akan sangat bermanfaat bagi kehidupan sehari-hari. Seperti dalam bidang :

kesehatan, pertanian, peternakan, hukum, biologi, arsitektur dan geologi, terutama dalam

bidang kesehatan.

1. 2 Tujuan Penulisan

1. Menjelaskan pengertian dasar mengenai kimia inti

2. Menjelaskan karakteristik inti atom

3. Menjelaskan mengenai radioaktifitas

1.3 Metode Penulisan

Karena keterbatasan waktu dna tempat yang dimilki oleh tim penyusun metode

penulisan yang digunakan untuk menulis makalah ini adalah metode studi pustaka. Yaitu

dengan menggali seluruh informasi tentang topik melalui buku, jurnal dan artikel.

1.4 Sistematika Penulisan

BAB I: PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

I.2. Tujuan Penulisan

I.3. Metode Penulisan

I.4. Sistematika Penulisan

BAB II: ISI

2.1. Inti Atom

1

2.1.1. Ukuran Atom

2.1.2. Massa Atom

2.1.3. Sifat Atom

2.1.4. Bentuk Atom

2.1.5. Energi Ikat Inti

2.2. Kimia Inti

2.3. Radioaktivitas

2.3.1. Laju Radioaktivitas

2.3.2. keaktifan

2.3.3. Waktu Paruh

2.3.4. Reaksi Nuklir

2.3.5. Reaksi Fisi

2.3.6. Reaksi Fusi

2.3.7. Stabilitas Nuklir

2.3.8. Aplikasi Radioaktivitas dan Radioisotop dalma kehidupan

BAB III: PENUTUP

3.1 Kesimpulan

3.2 Saran

2

BAB II

ISI

2.1 Inti Atom

Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani

(ἄτομος/átomos), yang berarti tidak dapat dipotong

ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep

ini pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani.

Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para

fisikawan berhasil menemukan struktur dan komponen-

komponen subatom di dalam atom, hal ini membuktikan

bahwa ‘atom’ tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi.

Atom adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron

bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang

bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak

memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya

elektromagnetik.

Partikel-partikel pembentuk inti atom adalah proton (1P1) dan netron ( 0n1). Kedua partikel

pembentuk inti atom ini disebut juga nukleon. Sedangkan nuklida adalah suatu inti atom yang

ditandai dengan jumlah proton (p) dan neutron (n) tertentu, dituliskan:

X = lambang unsur

Z = nomor atom = jumlah proton (= p)

A = bilangan massa = jumlah proton dan neutron (= p + n)

2.1.1 Ukuran Atom

Inti atom terdiri atom proton-proton dan neutron-neutron

Jari-jari inti :

R0 : Jari-jari atom 1,33 x 10-3 cm

A : Nomor massa (nukleon)

3

R = R0 . A1/3

2.1.2 Massa Atom

Mayoritas massa atom berasal dari proton dan neutron, jumlah keseluruhan partikel ini

dalam atom disebut sebagai bilangan massa. Massa atom pada keadaan diam sering

diekspresikan menggunakan satuan massa atom (u). Satuan ini didefinisikan sebagai

seperduabelas massa atom karbon-12 netral, yang kira-kira sebesar 1,66 × 10−27 kg. Atom

memiliki massa yang kira-kira sama dengan bilangan massanya dikalikan satuan massa atom.

Nama Lambang Nomor

atom

Nomor

massa

Massa (sma)

Proton P atau H 1 1 1,00728

Neutron N 0 1 1,00867

Elektron e -1 0 0,000549

Contoh : Atom netral helium mengandung 2 proton, 2 neutron, dan 2

elektron.Dengan demikian kita harapkan massa atom

sama dengan jumlah 2 proton,2 neutron,dan 2 elektron.Dengan demikian

Massa 2 proton = 2 x 1,007 276 u = 2,014 552 u

Massa 2 neutron = 2 x 1,008 665 u = 2,017 330 u

Massa 2 elektron = 2x 0,000 549 u = 0,001 098 u +

Massa = 4,001 098 u

2.1.3 Sifat Atom

4

Isoton : Atom-atom unsur tertentu ( Z sama) dengan nomor massa berbeda.

Isoton: kelompok nuklida dengan jumlah netron sama tetapi Z berbeda.

Isobar: kelompok nuklida dengan A sama tetapi Z berbeda.

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.

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.

5

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 electron

2.1.4 Bentuk Atom

Pada tahun 1661, Robert Boyle mempublikasikan

buku The Sceptical Chymist yang berargumen bahwa

materi-materi di dunia ini terdiri dari berbagai kombinasi

"corpuscules" ataupun atom-atom yang berbeda. Hal ini

berbeda dengan pandangan klasik bahwa materi terdiri

dari unsur udara, tanah, api, dan air.Pada tahun 1789,

istilah element (unsur) didefinisikan oleh seorang

bangsawan dan peneliti Perancis, Antoine Lavoisier,

sebagai bahan dasar yang tidak dapat dibagi-bagi lebih

jauh lagi dengan menggunakan metode-metode kimia.

6

Pada tahun 1803, John Dalton menggunakan konsep atom untuk menjelaskan mengapa

unsur-unsur selalu bereaksi dalam perbandingan yang bulat dan tetap dan mengapa gas-gas

tertentu lebih larut dalam air dibandingkan dengan gas-gas lainnya. Ia mengajukan bahwa setiap

unsur mengandung atom-atom tunggal unik yang dapat kemudian lebih jauh bergabung menjadi

senyawa-senyawa kimia.

Sedangkan bentuk inti atom ada yang berbentuk bulat dan cakram. Didalam inti atom

berkerja gaya Coulomb dan momen kuodrupol. Jika momen kuodrupol = 0 maka bentuknya

bulat jika > 0 maka bentuknya akan lonjong atau cakram.

7

Berbagai atom dan molekul yang digambarkan

pada buku John Dalton, A New System of

Chemical Philosophy (1808).

2.1.5 Energi Ikat Inti

Massa sebuah inti stabil selalu lebih kecil daripada massa gaungan nucleon-nukleon

pembentuknya.Selisih massa antara gabungan massa nucleon-nukleon pembentuk inti dengan

massa inti stabilnya disebut defek massa (mass defect).

Energi yang diperlukan untuk memutuskan inti menjadi proton-proton dan neutronn-

neutron pembentuknya disebut Enegi ikat inti(binding energi).

Energi ikat dan defek massa

Dengan 1 u=931MeV/c2

Sehingga jika E dan _m dinyatakan dalam MeV dan u, maka menjadi ∆E=∆m x (931 MeV/u)

Rumus menghitung energi ikat

Energi ikat inti

Dengan: ∆E=energi ikat inti atom(dalam MeV),

Z, A= nomor atom dan nomor massa atom X,

Mp= massa proton(dalam u),

Mn= massa neutron(dalam u),

Me= massa electron(dalam u),

= massa atom netral X dari hasil pengukuran,

Bentuk grafik gambar terutama ditentukan oleh 3 faktor:

1. lengkungan yang hamper lurus, terbentuk karena nukleon – nukleon berinteraksi hanya

dengan tetangga – tetangga tersekatnya; artinya enegi ikat per nukleon tak tergantung pada

jumlah nukleon dalam ikat(nomor massa A);

8

∆E=∆mc2

∆E = [Zmp + (A-Z)mn + m ] x 931 MeV/u

2. lengkungan yang berkurang tajam untuk inti ringan, terbentuk karena inti ringan secara

relatif memiliki nukleon – nukleon yang lebih datar dank arena itu hanya memiliki tetangga –

tetangga terdekat yang lebih sedikit dari pada inti berat; dan

3. lengkungan yang berkurang secra berangsur untuk inti berat adalah berhuungan dengan

gaya tolak menolak coulomb antara proton – proton, yang makin besar untuk jumlah proton

yang lebih banyak.

Jika kita memisah suatu inti yang berat menjadi dua inti yang lebih ringan,energi akan

dibebaskan,kerena energi ikat per nucleon lebih besar untuk dua inti yang lebih ringan daripada

untuk inti induk yang berat.Proses ini dikenal dengan reaksi fisi.Kita juga dapat meggabungkan

dua inti yang ringan menjadi sebuah inti yang berat,proses ini disebut reaksi fusi.

2.2 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. Dan

radioaktivitas tidak dapat dilepaskan dalam pembahasan kimia inti.Radioaktivitas adalah

fenomena pemancaran partikel atau radiasi elektromagnetik oleh inti yang tidak stabil secara

spontan. Radioaktivitas ditemukan oleh ahli fisika Perancis Henri Becquerel.

Semua unsur yang nomor atomnya diatas 83 adalah radioaktif.Radiasi yang dipancarkan

oleh bahan radioaktif dapat mendorong electron-elektron bila sinar ini menumbuk atom suatu

benda,sehingga dihasilkan ion-ion.kekuatan mengionisasi tergantung dari jumlah ion yang

dihasilkan dari jumlah ion yang dihasilkan oleh sejumlah radiasi tertentu. Radioaktivitas suatu

radioaktif berubah selama peluruhan radioaktif,dimana peluruhan radioaktif terjadi pemancran

partikel dasar secara spontan.

Contoh:

polonium-210 meluruh spontan menjadi timbal-206 dengan memancarkan sebuah partikel α.

Unsur radioaktif secara sepontan memancarkan radiasi, yang berupa partikel atau

gelombang elektromagnetik (nonpartikel). Jenis-jenis radiasi yang dipancarkan unsure radioaktif

adalah:

1. Partikel α (Sinar α), terdiri dari inti yang bermuatan positip ).

9

2. Partikel β (Sinar β) atau , sama dengan elektron (e), bermuatan negatip.

3. Sinar γ, mirip dengan sinar-x, berupa foton dengan panjang gelombang sangat pendek

(1 - Å).

4. Partikel β+ ( ), merupakan elektron bermuatan positip (positron). Umumnya

dipancarkan oleh inti zat radioaktif buatan.

5. Elektron capture, sering bersamaan dengan pemancaran positron, sebuah elektron pada

kulit dalam diserap inti.

+ ⎯→

Kekosongan elektron diisi elektron pada kulit luar dengan memancarkan sinar-x.

Partikel Dasar yang umumnya terlibat dalam reaksi inti:

Nama Lambang Nomor

atom

Nomor

massa

Massa (sma)

Proton P atau H 1 1 1,00728

Neutron N 0 1 1,00867

Elektron e -1 0 0,000549

Negatron Β -1 0 0,000549

Positron Β +1 0 0,000549

Partikel alpha He atau

α

2 4 4,00150

10

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

Bilangan tersebut adalah:

Untuk neutron : 2, 8, 20, 28, 50, 82 dan 126

11

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.

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. 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

2.3 Radioaktivitas

Radioaktifitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi

dan berubah menjadi inti stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan dan inti atom yang

takstabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif.

Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau

berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain.

Radioaktifitas ditemukan oleh H. Becquerel pada tahun 1896.Becquerel menamakan

radiasi dengan uranium. Dua tahun setelah itu, Marie Curie meneliti radiasi uranium dengan

menggunakan alat yang dibuat oleh Pierre Curie, yaitu pengukur listrik piezo (lempengan kristal

yang biasanya digunakan untuk pengukuran arus listrik lemah), dan Marie Curie berhasil

membuktikan bahwa kekuatan radiasi uranium sebanding dengan jumlah kadar uranium yang

dikandung dalam campuran senyawa uranium. Disamping itu, Marie Curie juga menemukan

bahwa peristiwa peluruhan tersebut tidak dipengaruhi oleh suhu atau tekanan, dan radiasi

uranium dipancarkan secara spontan dan terus menerus tanpa bisa dikendalikan. Marie Curie

12

juga meneliti campuran senyawa lain, dan menemukan bahwa campuran senyawa thorium juga

memancarkan radiasi yang sama dengan campuran senyawa uranium, dan sifat pemancaran

radiasi seperti ini diberi nama radioaktifitas.

Pada tahun 1898, ia menemukan unsur baru yang sifatnya mirip dengan bismut. Unsur

baruini dinamakan polonium diambil dari nama negara asal Marie Curie, yaitu Polandia.

Setelahitu H. Becquerel dan Marie Curie melanjutkan penelitiannya dengan menganalisis pitch

blend(bijih uranium). Mereka berpendapat bahwa di dalam pitch blend terdapat unsur

yangradioaktifitasnya lebih kuat daripada uranium atau polonium. Pada tahun yang sama

merekamengumumkan bahwa ada unsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan barium. Unsur

baru inidinamakan radium (Ra), yang artinya benda yang memancarkan radiasi. Detail

daripenemuan ini dapat dilihat pada pokok bahasan tentang Penemuan Radioaktifitas Alam.

Radio Aktifitas Alam

1. Radio Aktifitas Primordial

Pada litosfer, banyak terdapat inti radioaktif yang sudah ada bersamaan dengan

terjadinyabumi, yang tersebar secara luas yang disebut radionuklida alam.Radionuklida

alam banyakterkandung dalam berbagai macam materi dalam lingkungan, misalnya

dalam air, tumbuhan,kayu, bebatuan, dan bahan bangunan.Radionuklida primordial dapat

ditemukan juga di dalam tubuh mausia.Terutama radioisotop yang terkandung dalam

kalium alam.

2. Radio Aktifitas Radiasi Kosmik

Pada saat radiasi kosmik masuk ke dalam atmosfer bumi, terjadi interaksi dengan

inti atomyang ada di udara menghasilkan berbagai macam radionuklida.Yang paling

banyakdihasilkan adalah H-3 dan C-14.

Kecepatan peluruhan dan kecepatan pembentukan radionuklida seimbang,

sehingga secarateoritis jumlahnya di alam adalah tetap. Berdasarkan fenomena tersebut,

maka denganmengukur kelimpahan C-14 yang ada dalam suatu benda, dapat ditentukan

umur dari bendatersebut dan metode penentuan umur ini dinamakan penanggalan karbon

Radio Aktifitas Buatan

1. Radioaktifitas Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

13

Energi yang dihasilkan oleh proses peluruhan dapat digunakan sebagai pembangkit

listriktenaga nuklir. Dalam instalasi pembangkit listrik tenaga nuklir, faktor keselamatan

radiasimenjadi prioritas yang utama, dan dengan berkembangnya teknologi pembangkit

listriktenaga nuklir, maka tingkat keselamatan radiasinya pun semakin tinggi.

2. Radioaktivitas Senjata Nuklir

Radioaktivitas yang berasal dari jatuhan radioaktif akibat percobaan senjata nuklir

disebut fallout. Tingkat radioaktivitas dari fall out yang paling tinggi terjadi pada tahun

1963 dan setelahitu jumlahnya terus menurun.Hal itu disebabkan pada tahun 1962

Amerika dan Rusiamengakhiri percobaan senjata nuklir di udara.

3. Radioaktivitas dalam kedokteran

Radioaktivitas yang berasal dari radioisotop dalam bidang kedokteran digunakan

misalnyauntuk diagnosis, terapi, dan sterilisasi alat kedokteran.Uraian lengkap dari

penggunaanradioaktivitas di bidang kedokteran dapat dibaca pada pokok bahasan

penggunaan radiasidalam bidang kedokteran.

4. Radioaktivitas Rekayasa Teknologi

Penggunaan radiasi dalam bidang pengukuran (gauging), analisis struktur

materi,pengembangan bahan-bahan baru, dan sebagai sumber energi dibahas dalam

pokokbahasan penggunaan radiasi dalam rekayasa teknologi.

5. Radioaktivitas Pertanian

Penggunaannya dalam bioteknologi, pembasmian serangga atau penyimpanan

bahanpangan, dan teknologi pelestarian lingkungan dibahas dalam pokok bahasan

penggunaanradiasi dalam produksi pertanian, kehutanan, dan laut.

2.3.1 Laju Radioaktifitas

Waktu

paruh (t1/2) adalah waktu yang diperlukan sebuah material radioaktif untuk meluruh menjadi

setengah bagian dari sebelumnya.

14

Rata-rata waktu hidup (τ)adalah rata-rata waktu hidup (umur hidup) sebuah material radioaktif.

Konstanta peluruhan (λ)adalah konstanta peluruhan berbanding terbalik dengan waktu hidup

(umur hidup).

Aktivitas total (A)adalah jumlah peluruhan tiap detik.

Aktivitas khusus (SA)adalah jumlah peluruhan tiap detik per jumlah substansi.

2.3.2 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.

2.3.3 Waktu Peluruhan

Sebagaimana yang disampaikan di atas, peluruhan dari inti tidak stabil merupakan proses

acak dan tidak mungkin untuk memperkirakan kapan sebuah atom tertentu akan meluruh,

melainkan ia dapat meluruh sewaktu waktu. Karenanya, untuk sebuah sampel radioisotop

tertentu, jumlah kejadian peluruhan –dN yang akan terjadi pada selang (interval) waktu dt adalah

sebanding dengan jumlah atom yang ada sekarang. Jika N adalah jumlah atom, maka

kemungkinan (probabilitas) peluruhan (– dN/N) sebanding dengan dt:

Masing-masing inti radioaktif meluruh dengan laju yang berbeda, masing-masing

mempunyai konstanta peluruhan sendiri (λ).Tanda negatif pada persamaan menunjukkan bahwa

15

jumlah N berkurang seiring dengan peluruhan. Penyelesaian dari persamaan diferensial orde 1

ini adalah fungsi berikut:

Fungsi di atas menggambarkan peluruhan exponensial, yang merupakan penyelesaian

pendekatan atas dasar dua alasan. Pertama, fungsi exponensial merupakan fungsi berlanjut, tetapi

kuantitas fisik Nhanya dapat bernilai bilangan bulat positif. Alasan kedua, karena persamaan ini

penggambaran dari sebuah proses acak, hanya benar secara statistik. Akan tetapi juga, dalam

banyak kasus, nilai Nsangat besar sehingga fungsi ini merupakan pendekatan yang baik.

Selain konstanta peluruhan, peluruhan radioaktif sebuah material biasanya juga dicirikan

oleh rerata waktu hidup. Masing-masing atom "hidup" untuk batas waktu tertentu sebelum ia

meluruh, dan rerata waktu hidup adalah rerata aritmatika dari keseluruhan waktu hidup atom-

atom material tersebut. Rerata waktu hidup disimbolkan dengan τ, dan mempunyai hubungan

dengan konstanta peluruhan sebagai berikut:

Parameter yang lebih biasa digunakan adalah waktu paruh.Waktu paruh adalah waktu

yang diperlukan sebuah inti radioatif untuk meluruh menjadi separuh bagian dari sebelumnya.

Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan adalah sebagai berikut:

Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan menunjukkan bahwa material

dengan tingkat radioaktif yang tinggi akan cepat habis, sedang materi dengan dengan tingkat

radiasi rendah akan lama habisnya. Waktu paruh inti radioaktif sangat bervariasi, dari

mulai 10 24   tahun  untuk inti hampir stabil, sampai 10 -6   detik  untuk yang sangat tidak stabil.

2.3.4 Reaksi Nuklir

Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau

partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada

prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi

kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa

16

berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah

reaksi.

Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir.Reaksi fusi nuklir

adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi,

juga dikenal sebagai reaksi yang bersih.Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom

akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih

kecil, serta radiasi elektromagnetik.Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan

gamma yang sagat berbahaya bagi manusia.

Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam

semesta.Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali.Contoh

reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga nuklir.

Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi nuklir adalah Plutonium dan Uranium

(terutama Plutonium-239, Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan

Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).

Persamaan reaksi nuklir ditulis serupa seperti persamaan dalam reaksi kimia. Setiap

isotop ditulis dalam bentuk: simbol kimianya dan nomor massa. Partikel neutron dan elektron,

masing-masing ditulis dalam simbol n dan e. Partikel proton atau protium (sebagai inti atom

hidrogen) ditulis dalam simbol p. Partikel deuterium dan tritium, masing-masing ditulis dalam

simbol D dan T.

Contohnya:

Lithium-6 + Deuterium → Helium-4 + Helium-4

6Li+D →4He+4He

6Li+D →2 4He

isotop helium-4, disebut juga partikel alfa, bisa ditulis dalam simbol α

Jadi, bisa juga ditulis:

6Li+D →α+α

17

atau:

6Li(D,α)α(bentuk yang dipadatkan)

2.3.5 Reaksi Fisi

Produk dari reaksi fisi uranium, bervariasi, menghasilkan atom-atom yang bermassa lebih

kecil, seperti: Ba , Kr , Zr , Te , Sr , Cs , I , La dan Xe ,dengan massa atom sekitar 95 dan 135.

Sedangkan, produk dari reaksi fisi plutonium, mempunyai massa atom sekitar 100 dan 135.Rata-

rata reaksi fisi pada Uranium-235 (U-235) dan Plutonium-239 (Pu-239) yang disebabkan oleh

neutron.

neutron+ U-235→(atom-atom yang lebih kecil) + 2.52 neutron + 180MeV

neutron + Pu-239 →(atom-atom yang lebih kecil) + 2.95 neutron + 200MeV

Beberapa contoh:

n + U-235→ Ba-144 +Kr-90+2n + 179.6 MeV

n +U-235 →Ba-141+Kr-92+ 3n + 173.3 MeV

n +U-235 →Zr-94 +Te-139+ 3n+ 172.9 MeV

n +U-235 →Zr-94+La-139+ 3n+ 199.3 MeV

2.3.6 Reaksi Fusi

Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom

bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah

sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan Bom Hidrogen meledak.Senjata nuklir

adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir.

Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan

elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti

18

atom yang lebih berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari

energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka -- sebuah reaksi eksotermik yang dapat

menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.

Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi

pengikat yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke

inti atom.Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen adalah

13.6 elektronvolt -- lebih kecil satu per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi D-T.

Beberapa contoh reaksi fusi nuklir yang dapat dilangsungkan di permukaan Bumi adalah sebagai

berikut:

1. D+T→4He(3.5 MeV)+n(14.1 MeV)

2. D + D → T (1.01 MeV) + p (3.02 MeV) 50%

→3He(0.82 MeV)+n(2.45 MeV) 50%

3. D +3He → 4He (3.6 MeV) + p (14.7 MeV)

4. T +T → 4He + 2 n + 11.3 MeV

5. 3He + 3He→ 4He + 2 p + 12.9 MeV

6. 3He+T→4He+p+n+ 12.1 MeV 51%

→4He(4.8 MeV)+D(9.5 MeV) 43%

→4He(0.5 MeV)+n(1.9 MeV)+p(11.9 MeV) 6%

7. D+6Li→2 4He + 22.4 MeV

8. p +6Li→4He(1.7 MeV)+3He (2.3 MeV)

9. 3He+6Li →24He+p+ 16.9 MeV

10. p +11B→ 34He+ 8.7 MeV

11. p +7Li→ 24He+ 17.3 MeV

19

p (protium), D (deuterium), dan T (tritium) adalah sebutan untuk isotop-isotop hidrogen.

2.3.7 Stabilitas Nuklir

Stabilitas nuklir adalah inti yang stabil yang tidak secara spontan memancarkan apapun

radioaktivitas (radiasi). Di sisi lain, jika inti tidak stabil (tidak stabil), maka akan memiliki

kecenderungan untuk memancarkan radiasi, yaitu radioaktif. Oleh karena itu, radioaktivitas

dikaitkan dengan inti tidak stabil.

Stabil inti - non-radioaktif

Inti tidak stabil - radioaktif

Berdasarkan pada isotop stabil yang tersedia, neutron untuk proton (n / p) adalah rasio

faktor dominan dalam stabilitas nuklir. Rasio ini mendekati 1 untuk atom unsur dengan nomor

atom yang lebih rendah rendah dan akan meningkat jika nomor atom meningkat. Salah satu cara

yang paling sederhana memprediksi stabilitas nuklir didasarkan pada apakah inti ganjil/ genap

pada jumlah proton dan neutronnya.

Proton NeutronJumlah Nuklida yang

stabilStabilitas

Ganjil Ganjil 4 Paling stabil

↓

Stabil

Ganjil Genap 50

Genap Ganjil 57

Genap Genap 168

• Nuklida angka ganjil dari kedua proton dan neutron adalah yang paling stabil dan lebih

radioaktif.

• Nuklida genap dari kedua proton dan neutron berarti paling stabil namun lebih sedikit

radioaktif.

20

• Nuklida yang proton ganjil dan neutron genap lebih kurang stabil dibandingkan proton genap

dan neutron ganjil.

Sebagai contoh, 16 8O mengandung 8 proton dan 8 neutron (genap-genap) dan 178O mengandung 8

proton dan 9 neutron (genap-ganjil). Maka 178O radioaktif.

2.3.8 Energi Ikat Nuklir

Energi ikat nuklir adalah energi yang dibutuhkan untuk memecah inti ke dalam

komponen proton dan neutron. Pada dasarnya adalah ukuran kuantitatif nuklir stabilitas. Konsep

energi ikat nuklir berdasarkan pada persamaan Einstein, yaitu:

E = mc2

dimana E adalah energi, m adalah massa dan c adalah kecepatan cahaya.

Perbedaan antara eksperimental massa atom dan jumlah dari massa yang proton,neutron,

dan elektron dikenal sebagai defek massa (Δm), yang dihitung sebagai

Δm = Massa produk - massa reaktan

= eksperimental massa of atom – perhitungan massa atom

2.3.9 Aplikasi Radioaktifitas dan Radioisotop dalam Kehidupan

Pemanfaatan Radioisotop (isotop-isotop yang tidak stabil)

Penggunaan radioisotop sebagai perunut (pencari jejak)

Contoh: I-123 ginjal, I-131 tiroid,paru-paru, Na-24 penyempitan pembuluh

darah, C-14 diabetes dan anemia, Co-60 membunuh sel kanker, Cr-51 limpa,

Pengobatan (membunuh sel kanker dengan radiotherapy),

sterilisasi (sinar gamma dapat membunuh bakteri),

industri (pengatur ketebalan kertas menggunakan radiasi sinar beta),

pertanian (pemandulan serangga pengganggu),

seni (detektor pemalsuan lukisan dan keramik),

penentuan umur dengan radioaktif (menggunakan pemancaran sinar beta).

21

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Atom adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron

bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang

bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak

memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya

elektromagnetik.Mayoritas massa atom berasal dari proton dan neutron, jumlah keseluruhan

partikel ini dalam atom disebut sebagai bilangan massa

Massa sebuah inti stabil selalu lebih kecil daripada massa gaungan nucleon-nukleon

pembentuknya.Selisih massa antara gabungan massa nucleon-nukleon pembentuk inti dengan

massa inti stabilnya disebut defek massa (mass defect).Energi yang diperlukan untuk

memutuskan inti menjadi proton-proton dan neutronn-neutron pembentuknya disebut Enegi ikat

inti(binding energi).

Kimia Inti adalah kajian mengenai perubahan-perubahan dalam inti atom.Perubahan ini

disebut reaksi inti.Peluruhan radioaktif dan transmutasi inti merupakan reaksi inti. Dan

radioaktivitas tidak dapat dilepaskan dalam pembahasan kimia inti.Radioaktivitas adalah

fenomena pemancaran partikel atau radiasi elektromagnetik oleh inti yang tidak stabil secara

spontan. Radioaktivitas ditemukan oleh ahli fisika Perancis Henri Becquerel.

Peluruhan dari inti tidak stabil merupakan proses acak dan tidak mungkin untuk

memperkirakan kapan sebuah atom tertentu akan meluruh, melainkan ia dapat meluruh sewaktu

waktu. Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir.Reaksi fusi nuklir

adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi,

juga dikenal sebagai reaksi yang bersih.Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom

22

akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih

kecil, serta radiasi elektromagnetik.

Stabilitas nuklir adalah inti yang stabil yang tidak secara spontan memancarkan apapun

radioaktivitas (radiasi). Di sisi lain, jika inti tidak stabil (tidak stabil), maka akan memiliki

kecenderungan untuk memancarkan radiasi, yaitu radioaktif. Oleh karena itu, radioaktivitas

dikaitkan dengan inti tidak stabil.

3.2 Saran

Sesuai penjelasan diatas, sesungguhnya mempelajari kimia inti dapat membawa manfaat

bagi kehidupan sehari-hari,pemahaman kita menjadi lebih baik terhadap alam sekitar dan

berbagai proses yang berlangsung di dalamnya lebih baik dan juga jadi mempunyai kemampuan

untuk mengolah bahan alam menjadi produk yang lebih berguna bagi manusia. Secara khusus,

ilmu kimia mempunyai peranan sangat penting dalam bidang : kesehatan, pertanian, peternakan,

hukum, biologi, arsitektur dan geologi. Dibalik sumbangannya yang besar bagi kehidupan kita,

secara jujur harus diakui bahwa perkembangan ilmu kimia juga memberikan dampak negatif

bagi kehidupan manusia. Oleh karena itu saran tim penulis sebaknya ilmu pengetahuan yang

sudah ada dapat lebih dikembangkan lagi dengan tanggung jawab didalamnya.

23

DAFTAR PUSTAKA

http://atophysics.files.wordpress.com/2008/11/materi-26.pdf

http://faculty.ncc.edu/LinkClick.aspx?fileticket=sSPFB6xEtbM%3D&tabid=1918

http://trimulyono.students-blog.undip.ac.id/2009/10/22/jari-jari-inti-atom/

http://ridowahyudi.students-blog.undip.ac.id/2009/10/28/massa-inti-atom/

http://kliktedy.wordpress.com/2009/08/12/struktur-inti-atom/

http://free.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Fisika/0350%20Fis-3-

7c.htm

http://antunikimia.blogspot.com/2009/05/kimia-inti-dan-radiokimia.html

http://www.warintek.ristek.go.id/nuklir/radioaktivitas.pdf

http://free.vlsm.prg/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Fisika/035%20Fus-3-

7dhtm

24