Zat Radioaktif beserta pembahasan soal

Bila kita berbicara mengenai zat radioaktif, tentunya kita akan mendapati bahwasanya zat radioaktif telah meliputi seagian dari aspek kehidupan kita.

Diantaranya di bidang kedokteran seperti sinar Co-60 sebagai sumber radiasi gamma yang digunakan untuk terapi tumor dan kanker bahkan zat radioaktif juga digunakan sebagai perunut yang pastinya dapat digunakan untuk mengetahui kebocoran pipa air di bawah tanah dan mempelajari kecepatan laju aliran air.

Namun pada awalnya zat radioaktif diperkenalkan  tidak secara semena-mena dengan berbagai manfaatnya akan tetapi diperkenalkan pertama kali  dengan cara yang kurang baik yakni pemanfaatan zat radioaktif pada bom atom yang pada saat itu digunakan untuk menghancurkan kota Hiroshima dan Nagasaki.

Baca juga: Apa Itu Penanggalan Radioaktif?

Pengertian Zat Radioaktif

Gejala keradioaktifan (radioaktifitas) pertama kali ditemukan secara tidak sengaja oleh Henry Becquerel pada suatu garam uranium. Kemudian sepasang peneliti Pierre dan marrie Currie menemukan zatradioaktif lainnya yaitu polonium dan radium.

Zat- zat radioaktif adalah suatu zat yang aktif memancarkan radiasi baik berupa partikel maupun gelombang elektromagnetik dan juga mempunyai inti yang tidak stabil. Bila suatu atom bersifat radioaktif karena intinya tidak stabil, ketika terjadi perubahan inti tidak stabil berusaha menjadi  inti stabil disebut peluruhan.

Baca juga: Waktu Paruh dan Aktivitas Radioaktif

Peluruhan radioaktif disertai dengan pemancaran sinar radioaktif. Inti radioaktif memancarkan 3 jenis sinar yaitu sinar alfa, sinar beta, dan sinar gamma. Ketiga sinar tersebut memiliki daya tembus yang berbeda.

Urutan daya tembus sinar radioaktif dari terbesar ke terkecil adalah sinar gamma, sinar beta, sinar alpha. Seperti yang kita ketahui terdapat isitilah penyebutan yaitu nuklida yang terbagi menjadi Isotop, Isobar dan Isoton.

Sifat-sifat Radioaktif

• Dapat menembus kertas atau lempengan logam tipis

• Dapat mengionkan gas yang disinari

• Dapat menghitamkan pelat film

• Dapat diuraikan oleh medan magnet menjadi tiga berkas sinar, yaitu sinar α, β dan sinar gamma

• Menyebabkan benda-benda berlapis ZnS dapat berpendar (Fluoresensi)

Jenis-jenis Reaksi Inti

Pada suatu reaksi inti selalu berlaku:

• Jumlah nomor massa pereaksi = jumlah nomor massa hasil reaksi

• Jumlah nomor atom pereaksi = jumlah nomor atom hasil reaksi

Jenis- jenis Reaksi Inti, yaitu diantaranya:

1. Reaksi Peluruhan

Reaksi peluruhan berjalan dengan spontan dan exoergic (melepas energi). Pada reaksi peluruhan terjadi perubahan inti tidak stabil menjadi inti stabil.

Contoh :  ¹⁴₆Cà  ¹⁴₇ N + ⁰_{-1 ­}β

2. Reaksi Transmutasi Inti

Pada reaksi transmutasi inti, suatu inti menyerap suatu partikel dengan cara menembak inti atom dengan suatu partikel  dan berubah menjadi inti lain dengan memancarkan suatu radiasi.

Contoh : ¹⁴₇N + ⁴₂ α à  ¹⁷₈ O +  ¹_{1 ­}p

Persamaan reaksi tersebut dapat dinotasikan atau dituliskan ¹⁴₇N(α, _­p) ¹⁷₈ O

Jadi Notasinya dapat dituliskan seperti berikut misalnya,

^A_zA + ^A_z X à  ^A_z­β +^A_zY

Sehingga ^A_zA(X, Y) ^A_z­β

^A_zA= inti atom  yang ditembak

X   = sinar yang menembak  inti atom A

Y   = sinar yang dihasilkan

^A_z­β=  inti atom yang dihasilkan

3. Reaksi Penghasil Energi

a) Reaksi Fisi

Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti, dimana suatu nnuklida berat ditembak oleh suatu partikel dan embelah menjadi dua partikel yang massanya  masing-masing kira-kira setengah massa parikel awal.

Contoh :

²³⁵₉₂U + ¹₀ n à  ⁹⁴₃₆Kr + ¹³⁹₅₆Ba + 3 ¹₀n

Tahukah Kamu??, Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi 1 gram uranium setara dengan energi dari reaksi pembakaran 3 ton batubara. Bukan setara dengan 3 permen milkita ya  :V.

b) Reaksi Fusi

Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti, dimana dua atau lebih nuklida ringan bergabung membentuk nuklida yang lebih berat.

Contoh :

¹₁H + ¹₁H + 2¹_0­n à   ⁴₂He

Pada matahari terjadi perubahan 637 juta ton hidrogen menjadi 633 juta ton helium setiap detiknya. Empat juta ton massa yang hilang diubah menjadi energi (E=mc²) yang dipancarkan ke segenap penjuru tata surya.

Waktu Paruh (t1/2)

Waktu paruh (t1/2) adalah waktu yang diperlukan oleh suatu zat radioaktif untuk berkurang menjadi setengahnya (50%) baik massa ataupun keaktifannya. Untuk mencari massa / keaktifan suatu zat radioaktif pada saat tertentu dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut.

N_t = N₀ (1/2)^t/t1/2

Keterangan :

N_t = massa/keaktifan yang tersisa

N₀ = massa/keaktifan mula-mula

^{t    = waktu peluruhan}

_t1/2= waktu paruh zat

Pembahasan Soal

1. SPMB 2002 Regional 1

Suatu radioaktif mempunyai waktu paruh 18 hari. Jika unsur radioaktif tersebut disiimpan selama 72 hari, maka sisa unsur radioaktif tersebut adalah..

Pembahasan

Bila dalam presentase, maka N₀ =100%, t =72 hari , dan  t_1/2= 18 hari

N_t = 100% (1/2)^72/18

                   = 100% (1/2)⁴

= (100%/ 16)

N_t   = 6,25 %

2. Pada reaksi transmutasi, ⁴⁰₂₀Ca(x, _­n) ⁴⁴₂₁ Sc, x adalah…

Pembahasan

Reaksi transformasi, ⁴⁰₂₀Ca(x, _­n) ⁴⁴₂₁ Sc dapat dituliskan menjadi

⁴⁰₂₀Ca + x à   ⁴⁴₂₁ Sc + ¹₀ n

Dengan menyamakan nomor massa dan nomor atom di ruas kiri dan ruas kanan

Dapat diketahui bahwa nomor massa di ruas kanan berjumlah 45 dan nomor massa partikel x dapat diketahui yaitu 1 dan membutuhkan nomor atom berjumlah satu

Sehingga didapati partikel yaitu  partikel x= proton ¹₁ p