Docstoc

KIMIA DASAR KIMIA INTI ISI

Document Sample
KIMIA DASAR KIMIA INTI ISI Powered By Docstoc
					                                            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 :           R = R0 . A1/3

       R0        : Jari-jari atom 1,33 x 10-3 cm
       A         : Nomor massa (nukleon)

                                                   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             Nomor    Massa (sma)
                                   atom           massa
   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.




                                            Berbagai atom dan molekul yang digambarkan
                                            pada buku John Dalton, A New System of
                                            Chemical Philosophy (1808).




       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
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        ∆E=∆mc2

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
                    ∆E = [Zmp + (A-Z)mn + m              ] x 931 MeV/u



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
   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           Nomor       Massa (sma)
                                     atom         massa
    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 2               4           4,00150
                          α

Gelombang elektromagnet yang biasa terlibat dalam reaksi inti adalah γ (gamma) dengan massa
0 dan muatan 0.




                                                 10
Perbandingan antara reaksi kimia dan reaksi inti

    No Reaksi kimia                            Reaksi Inti
    1    Atom         diubah       susunannya Unsur (atau isotop dari unsur yang
         melalui        pemutusan         dan sama) dikonversi dari unsur yang
         pembentukan ikatan                    satu ke lainnya
    2    Hanya elektron dalam orbital Proton,             neutron,   elektron     dan
         atom      atau    molekul       yang partikel    dasar   lain   dapat    saja
         terlibat dalam pemutusan dan terlibat
         pembentukan ikatan
    3    Reaksi         diiringi      dengan Reaksi diiringi dengan penyerapan
         penyerapan       atau      pelepasan atau pelepasan energi yang sangat
         energi yang relatif kecil             besar
    4    Laju reaksi dipengaruhi oleh Laju               reaksi   biasanya       tidak
         suhu, tekanan, katalis dan dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan
         konsentrasi                           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

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.



                                                    11
   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
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


                                                  12
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

       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



                                               13
       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.

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.



                                                 14
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=λN
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
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

                                               15
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 1024 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
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

                                                   16
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

6
    Li+D →4He+4He

6
    Li+D →2 4He

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

Jadi, bisa juga ditulis:

6
    Li+D →α+α

atau:

6
    Li(D,α)α(bentuk yang dipadatkan)




                                                 17
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
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


                                               18
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

     3
5.       He + 3He→ 4He + 2 p + 12.9 MeV

     3
6.       He+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)

     3
9.       He+6Li →24He+p+ 16.9 MeV

10. p +11B→ 34He+ 8.7 MeV

11. p +7Li→ 24He+ 17.3 MeV

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




                                                19
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.


                                                  Jumlah Nuklida yang
Proton                      Neutron                                       Stabilitas
                                                  stabil
Ganjil                      Ganjil                4                       Paling stabil
Ganjil                      Genap                 50                      ↓
Genap                       Ganjil                57
                                                                          Stabil
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.
• 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.


                                               20
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
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.

                                                22
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

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:392
posted:12/15/2011
language:Indonesian
pages:24