FOKUS FISIKA » Radioaktifitas

Reaksi Fusi

admin — Sat, 08 Dec 2018 13:54:01 +0000

Reaksi fusi yaitu reaksi penggabungan dua inti atom ringan menjadi inti atom lain yang lebih berat dengan melepaskan energi. Misalnya penggabungan deutron dengan deutron menghasilkan triton dan proton dilepaskan energi sebesar kira-kira 4,03 MeV. Penggabungan deutron dengan deutron menghasilkan inti He-3 dan neutron dengan melepaskan energi sebesar 3,3 MeV. Penggabungan triton dengan triton menghasilkan inti He-4 dengan melepaskan energi sebesar 17,6 MeV, yang reaksi fusinya dapat dituliskan :

\(_1 H^2 + _1 H^2 \rightarrow _1 H^3 + _1 H^1 + 4 \quad \textrm{MeV} \)

\(_1 H^2 + _1 H^2 \rightarrow _2 H^3 + _0 n^1 + 3,3 \quad \textrm{MeV} \)

\(_1 H^3 + _1 H^3 \rightarrow _2 H^4 + _0 H^1 + 17,6 \quad \textrm{MeV} \)

Agar dapat terjadi reaksi fusi diperlukan temperatur yang sangat tinggi sekitar 10⁸ K, sehingga reaksi fusi disebut juga reaksi termonuklir. Karena untuk bisa terjadi reaksi fusi diperlukan suhu yang sangat tinggi, maka di matahari merupakan tempat berlangsungnya reaksi fusi. Energi matahari yang sampai ke Bumi diduga merupakan hasil reaksi fusi yang terjadi dalam matahari. Hal ini berdasarkan hasil pengamatan bahwa matahari banyak mengandung hidrogen (₁ H ¹). Dengan reaksi fusi berantai akan dihasilkan inti helium-4. Di mana reaksi dimulai dengan penggabungan antardua atom hidrogen membentuk deutron, selanjutnya antara deutron dengan deutron membentuk inti atom helium-3 dan akhirnya dua inti atom helium-3 bergabung membentuk inti atom helium-4 dan 2 atom hidrogen dengan melepaskan energi total sekitar 26,7 MeV, yang reaksinya dapat dituliskan:

\(_1 H^1 + _1 H^1 \rightarrow _1 H^2 + _1 e^0 + Q_1 \)

\(_1 H^2 + _1 H^2 \rightarrow _2 H^3 + \gamma + Q_2 \)

\(_2 H^3 + _2 H^3 \rightarrow _2 H^4 + 2 _1 H^0 + Q_3 \)

Reaksi tersebut dapat ditulis :
\( 4 _1 H^1 \rightarrow _2 He^4 + 2 _1 e^0 + Q \)

Pemanfaatan Radioisotop dalam Teknologi

admin — Wed, 07 Mar 2018 00:53:11 +0000

Dewasa ini perkembangan teknologi nuklir terjadi sangat pesat. Isotop radioaktif atau yang lebih dikenal dengan sebutan radioisotop, telah banyak dibuat yang digunakan untuk berbagai keperluan dalam penelitian maupun dalam bidang industri, pertanian, kedokteran. Radioisotop yang terdapat di alam tidak terlalu banyak termasuk U-235, radium-226, kalium-40, rubidium-87, dan carbon-14. Pembuatan radio-isotop dilakukan di dalam reaktor pembiak (reaktor atom yang khusus membuat radioisotop).

Pemanfaatan radioisotop dalam bidang kedokteran.

Sebagai penghasil radioisotop, reaktor atom dapat menghasilkan berbagai macam radioisotop yang dapat dimanfaatkan untuk banyak keperluan. Selain itu reaktor atom juga dapat menghasilkan neutron yang dapat digunakan untuk penelitian. Unsur radioaktif yang tersedia di alam tidak memadai untuk memenuhi kebutuhan tertentu yang menghendaki sifat-sifat tertentu dari unsur radioaktif tersebut. Misalnya mengenai waktu paruhnya dan jenis radiasinya. Oleh karena itu, dibuat unsur radioaktif buatan yang sesuai dengan kebutuhannya.

Pengunaan radioisotop di bidang penelitian ilmiah misalnya di bidang ilmu pengetahuan Biologi para ahli telah menggunakan besi-59 untuk mempelajari umur sel-sel darah merah manusia. Sel darah merah yang ditandai dengan besi-59 diketahui mempunyai rentang hidup rata-rata 120 hari.

Dalam ilmu kelautan, radioisotop telah digunakan untuk menganalisis arus laut dan arus pantai. Suatu perunut radioisotop Iodin-131 disemprotkan ke dalam air laut di tengah-tengah suatu susunan melingkar detektor-detektor yang peka. Berbagai detektor itu menangkap jumlah radioisotop yang sampai padanya. Dengan demikian dimungkinkan dapat ditentukannya arah maupun kecepatan arus laut dengan tepat dan cepat.

Di bidang kedokteran, radioisotop digunakan untuk keperluan diagnosis dan perawatan medis. Mesin sinar X merupakan peralatan diagnosis penting yang selama bertahun-tahun telah digunakan. Alat ini membutuhkan arus listrik untuk pengoperasiannya. Kini dengan menggunakan sinar gamma dari sinar radioisotop, dapat diperoleh hasil yang sama. Karena peralatan yang menggunakan sinar gamma sangat ringan dan tidak memerlukan arus listrik yang besar, maka alat ini dapat digunakan di lapangan atau di tempat-tempat yang sekiranya pasien sulit dipindahkan ke ruang sinar X. Isotop tulium-170, iridium-192, kobalt-60, sesium-137, dan iodin-131 telah menyediakan radiasi untuk keperluan ini.

Perunut radioaktif dipergunakan untuk menentukan letak tumor dan merunut gerakan darah di seluruh tubuh. Unsur-unsur tertentu cenderung terpusat dalam bagian-bagian tubuh yang khas. Misalnya kalsium dan strontium adalah perunut tulang, iodin memusat pada kelenjar gondok, arsen dan tembaga pada otak. Di samping untuk diagnosis, radioisotop juga digunakan sebagai alat penyembuh, misalnya sinar gamma yang berasal dari kobalt-60 digunakan untuk membunuh sel-sel kanker, atau sinar gamma juga dapat untuk menyeterilkan peralatan kedokteran, misalnya alat-alat bedah, alat suntik dan lain-lainnya dengan jalan penyinaran.

Di bidang industri, radioisotop dapat digunakan untuk mengukur ketebalan bahan, mengontrol kualitas bahan dengan memanfaatkan sinar gamma yang dipancarkan. Dalam industri pengolahan bahan makanan. Radiasi radioisotop dapat digunakan untuk membasmi mikroorganisme yang berbahaya, sebagai anti hama pada padi-padian, dan untuk menghalangi pembentukan kecambah pada beberapa sayur-sayuran.

Radiasi dari radioisotop sering juga digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa di bawah tanah dengan jalan memasukkan radioisotop dalam fluida yang mengalir dalam pipa tersebut. Pada tempat yang bocor akan mempunyai aktivitas yang tinggi dibandingkan tempat yang lain.

Penggunaan radioisotop, di samping mendatangkan banyak manfaat, juga dapat mendatangkan masalah. Masalah yang dihadapi sekarang ini di antaranya, masalah pengontrolan dan pembuangan limbah nuklir. Pembuatan persenjataan nuklir dari negara-negara maju maupun negara yang berkembang yang tidak dikontrol akan membahayakan bagi kehidupan. Misalnya dengan terjadinya perang antarnegara yang menggunakan persenjataan nuklir. Di samping itu pembuangan sampah nuklir yang berasal dari reaktor atom akan menjadi masalah jika dibuang sembarangan, karena limbah tersebut masih bersifat radioaktif. Radiasi yang dipancarkan akan membahayakan lingkungan sekitarnya.

Seseorang yang mendapat sinar radiasi dalam waktu yang lama akan menyebabkan timbulnya penyakit di dalam tubuh, di antaranya kanker, leukimia, dan gangguan saraf. Hal ini dikarenakan radiasi sinar radioaktif dapat menyebabkan perubahan pada sel-sel tubuh.

Manfaat Radioaktivitas

admin — Fri, 20 Jan 2017 14:50:52 +0000

Radioaktivitas adalah pemancaran sinar radioaktif secara spontan oleh inti-inti tidak stabil(inti induk) menjadi inti-inti yang lebih stabil(inti anak). Sinar radioaktif yang dipancarkan antara lain sinar alfa(\(\alpha \)), sinar beta(\(\beta \)), dan sinar gamma(\(\gamma \)). Zat – zat radioaktif yang terdapat di alam antara lain uranium, polonium, dan radium. Beberapa unsur lain memiliki isotop yang bersifat radioaktif. Unsur-unsur tersebut disebut radioisotop.

Berikut ini pemanfaat radioisotop dalam kehidupan sehari-hari.
1. Radioisotop Co-60 (Kobalt – 60) menghasilkan sinar gamma yang digunakan untuk mensterilkan alat-alat kesehatan dan membunuh sel kanker.

2. Radioisotop Tc-99 digunakan untuk:
a. menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah (dengan menggunakan pemancar sinar gamma)
b. mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru
c. Tc-99 dan Ti-201 digunakan bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung, Tc-99 akan diserap oleh jaringan yang rusak sedangkan Ti-201 akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung.

3. Radioisotop Na-24 ( Natrium – 24 ) digunakan untuk :
a. mendeteksi gangguan peredaran darah; larutan garam yang mengandung Na-24 disuntikkan ke dalam pembuluh darah untuk mendeteksi adanya gangguan peredaran darah.

Manfaat radioisotop dalam berbagai bidang :
1. Bidang Kedokteran
• Untuk menemukan keberadaan tumor otak dan mendeteksi tumor kelenjar gondok menggunakan Iodium-131
• Dapat sebagia pengobatan thrombosis (penyempitan pembuluh darah) dengan Natrium-24.
• Digunakan untuk mensteril alat bedah, alat kedokteran, dan alat suntik dengan sinar gamma.
• Untuk melihat efektifitas sistem kerja jantung atau ginjal menggunakan Sodium-24.
• Dapat mematikan sel-sel kanker didalam tubuh manusia menggunakan Kobalt-60.

2. Bidang Pertanian
• Digunakan untuk mengamati unsur-unsur tertentu yang terdapat pada tumbuhan.
• Mengkaji proses fotosintesis dalam tanaman hijau dengan Karbon-14.
• Digunakan untuk memandulkan hama tanaman.
• Memperoleh bibit unggul dengan radiasi sinar gamma dari Kobalt-60.
• Dapat digunakan untukmenghasilkan tanaman dengan varietas baru.

3. Bidang Industri
• Digunakan untuk mengukur ketebalan bahan (lembar kertas) dengan Strontium-90 atau sinar beta.
• Mempermudah kegiatan pengerukan lumpur pelabuhan dan terowongan dengan
melarutkan isotop Silikon ke dalam lumpur.
• Untuk mendeteksi bocor atau tidaknya pipa logam atau mengukur ketebalan baja dengan sinar
gamma yang diradiasikan oleh isotop Kobalt-60 atau Iridium-192.
• Thorium digunakan untuk kain pada Lampu petromaks agar lampu menyala lebih terang.
• Digunakan untuk mengetahui kekuatan material dan gejala difusi dalam logam.

4. Dalam Bidang Hidrologi
• Mengetahui lokasi kebocoran pipa yang terbenam dalam tanah.
• Dapat digunakan untuk memeriksa endapan lumpur di pelabuhan dan terowongan dan mengukur banyaknya lumpur bergerak dan terbentuk.
• Digunakan untuk mengetahui tinggi permukaan cairan di dalam wadah tertutup.
• Digunakan untuk mengukur kecepatan fluida atau debit fluida dalam pipa.
• Dapat digunakan untuk mendeteksi jumlah kandungan air dalam tanah.

5. Dalam Bidang Sejarah dan Seni
• Untuk mengetahui keaslian keramik dan lukisan dengan merunut waktu paro Karbon – 14 (C – 14)
• Dapat digunakan untuk menentukan umur fosil dengan Karbon-14.

Pembahasan Fisika SBMPTN tahun 2014 tentang Waktu Paruh

admin — Wed, 11 May 2016 01:41:00 +0000

Massa suatu bahan radioaktif adalah 5,2 g. Setelah 24 hari kemudian massa bahan tersebut tinggal 1,3 g. Waktu paruh bahan radioaktif tersebut adalah ….
A. 24 jam
B. 2 hari
C. 12 hari
D. 24 hari
E. 48 hari

Pembahasan :
\begin{aligned}
\left \{ \frac{N}{N_{0}} \right \} &= \left \{ \frac{1}{2} \right \}^{\frac{t}{T}} \\
\left \{ \frac{1,3}{5,2} \right \} &= \left \{ \frac{1}{2} \right \}^{\frac{24}{T}} \\
\left \{ \frac{1}{4} \right \} &= \left \{ \frac{1}{2} \right \}^{\frac{t}{T}} \\
\left \{ \frac{1}{2} \right \}^{2} &= \left \{ \frac{1}{2} \right \}^{\frac{t}{T}} \\
2 &=\frac{24}{T}\\
T &= 12 hari
\end{aligned}

Jawaban : C