RADIOAKTIFITAS

Radioaktifitas Peluruhan Bertingkat

berikut screeshot slide PowerPointnya

oleh 

Desi Wartini, Sakmah, Leni Budiarti

dan berikut slide PowerPoint Radioaktivitas,

buat sobat yang mau download filenya silahkan download DI SINI

Radioaktivitas from mediapembelajaraninovatif

A. Hukum – hukum peluruhan bertingkat

Inti radioaktif tidak selalu meluruh dan menghasilkan inti anak yang stabil. Seringkali inti anak juga tidak stabil, sehingga terjadi peluruhan berikutnya yang juga belum tentu stabil. Setelah beberapa kali meluruh, akan terbentuk inti yang benar-benar stabil. Tahapan-tahapan peluruhan tersebut akan mengikuti suatu urutan yang disebut deret radioaktif. Peluruhan yang demikian disebut peluruhan bertingkat 

HUKUM KEKEKALAN DALAM PELURUHAN BERTINGKAT

 1. Hukum Kekekalan energi 
hukum kekekalan energi mungkin yang lebih penting dari semua hukum kekekalan. Hukum ini memberitahu kita mengenai peluruhan mana yang palingmungkin terjadi dan memungkinkan kita menghitung eneri diam atau kinetik dari hasil peluruhan. Sebagai contoh, sebuah inti X hanya dapat meluruh menjadi sebuah inti X’ yang lebih ringan. Selain itu, ia memancarkan pula satu atau lebih partikel yang scara bersamaan kita sebut x, jika massa diam X lebih besar daripada masa diam total X’ + x. kelebihan energi masa ini kita sebut nilai Q peluruhan : mN (X)c² = mN (X’)c² + mN (X)c² + Q Q = [mN (X) - mN (X’) - mN (X) ] c²

• 5. 2.Hukum Kekekalan momentum linier jika inti yang meluruh pada awalnya diam , maka momentum total semua partikel hasil peluruhannya haruslah nol, Px’ + Px = 0 biasanya massa partikel atau partikel-partikel x yang dipancarkan lebih kecil daripada massa inti sisa X’, sehingga momentum pental Px, menghasilkan energi kinetik Kx’ yang kecil3.Hukum Kekekalan momentum sudut Ada dua jenis momentum sudut: momentum sudut spin s dan momentum sudut gerak atau orbital I. dalam kerangka diam dalam inti X, momentu sudut total sebelum peluruhan adalah Sx. Setelah peluruhan , kita mempunyai sejumlah spin dari inti X’ dan partikel –partikel x, dan sejumlah momentum sudut I = r x p dari x dan X’. Dengan demikian hukum ini mensyaratkan bahwa : Sx = Sx’ + sx + Ix’ + Ix
• Hukum Kekekalan muatan elektrik Hukum ini merupakan bagian mendasar dalam seluruh proses peluruhan dan reaksi. Hukum ini mensyaratkan bahwa muatan elektrik total sebelum dan setelah peluruhan haruslah tidak berubah atau sama besar5. Hukum Kekekalan nomor massa dalam beberapa proses peluruhan kita dapat menciptakan beberapa partikel (poton atau elektron, misalnya) yang tidak hadir selamapeluruhan. Dalam beberapa proses peluruhan , nomor massa A tetap tidak berubah karena baik Z maupun N kedua-duanya sedemikian rupa sehingga mempertahankan jumlah keduanya tetap.
• Proses peluruhan bertingkat Misalkan N1 adalah inti atom radio aktif dengan tetapan peluruhan 1 meluruh menjadi inti atom baru N2 dengan tetapan peluruhan 2, meluruh lagi menjadi inti atom stabil N3. jika di analogikan dengan sutu generasi maka inti atom ke-1 disebut dengan inti atom induk, generasi ke-2 disebut inti atom anak dan generasi ke-3 inti atom cucu. Seperti di sajikan pada 1N gambar. 1 N2 N3 2,
• Pada saat awal t = 0, N1 = N10, N2 = N3 = 0.Setelah selang waktu dt, maka laju perubahan inti anak,induk dan cucu memenuhi :

B. KESETIMBANGAN RADIO AKTIFITAS

1.Kesetimbangan Transien (Transient Equilibrium)  1 < 2 : umur rerata unsur induk daripada unsur anak luruh.  2 < 1 : setelah waktu tertentu, unsur anak (daughter) akan meluruh dengan laju peluruhannya sendiri. Berpijak pada persamaan :
2.Kesetimbangan Sekuler/Permanen (Permanent or Secular Equilibrium) Berdasarkan peluruhan berturutan/ bertingkat 1 1t 2t N2 N10 e e 2 1 Apabila half life (umur paro) unsur induk sangat lama, jika dibandingkan dengan unsur anak luruh, 1 << 2, maka persamaan di atas tereduksi menjadi : 1 2t N2 N10 1 e 2 Sebab : 2 - 1 - t 2 , dan e 1 1 Selanjutnya waktu peluruhan, t sangat lama dibandingkan dengan inti anak, yaitu t >> 1/ 2, maka e - 2t , dapat diabaikan/dihilangkanPersamaan kesetimbangan sekuler menjadi ; 1 1 N2 N10 1 0 N10 2 2 Yang berarti jumlah N2 atau keberadaan inti anak konstan. Unsur anak luruh disebut dalam keadaan “ kesetimbangan permanen/sekuler” dengan unsur induk. Apabila umur paro unsur anak sangat lama, maka jumlahnya hampir konstan, yaitu N10 = N1, sehingga : 1 N2 N1Kondisi “permanent or secular equilibrium”menjadi 2 1 N1 2 N2 atau N1 / N 2 2 / 1 1 / 2

DERET RADIOAKTIF
Dalam proses peluruhan radioaktif, nomor massa A inti induk akan berubah dengan 4 satuan (peluruhan alfa) atau A tidak berubah (peluruhan beta). Karena itu nomor massa A dari isotop-isotop anggota peluruhan berantai, pasti meluruh dengan kelipatan 4. Dengan demikian ada empat deret yang mungkin dengan nomor massa A, yang dapat dinyatakan dengan rumus 4n, 4n + 1, 4n + 2, 4n +3, dengan n adalah bilangan bulat.Masing-masing deret radioaktif diberi nama dengan inti induknya. Deret radioaktif 4n + 2 diberi nama deret uranium. Deret radioaktif 4n + 3 diberi nama deret aktinium. Deret 4n diberi nama deret deret Thorium dan deret 4n + 1 diberi nama deret Neptunium

TABEL DERET RADIOAKTIF ALAM

• Anggota deret (4n+1) dengan umur terpanjang adalah , suatu pemancar alfadengan waktu paro 2 x 106 tahun. Semuaanggota deret ini diperoleh secara buatandengan hasil akhir yang stabil Deret radioaktif menggambarkan bentuktransformasi dan masing-masing deret terdiridari urutan produk nuklida anak yangsemuanya dapat diturunkan dari nuklidainduk.

Keempat deret unsur radioaktif tersebut adalah:

• Deret Thorium 

Deret Thorium merupakan deret yang diawali unsur 92Th232 (inti induk) dan diakhiri unsur 87Pb208 sebagai unsur yang stabil, dengan melalui 7 peluruhan α dan 5 peluruhan β. Deret ini disebut juga deret (4n), karena deret Thorium memiliki nomor massa yang dinyatakan oleh bilangan 4n, dengan n adalah bilangan bulat positif. Peluruhan 83Bi212 dapat berlangsung melalui pemancaran sinar alfa, kemudian pemancaran beta dalam urutan terbalik.

• Deret Neptunium 

Deret Neptunium merupakan deret yang diawali unsur (inti induk) dan diakhiri unsur sebagai unsur yang stabil, dengan melalui 8 peluruhan α dan 5 peluruhan β. Deret ini disebut juga deret (4n+1).3) Deret Uranium Deret Uranium merupakan deret yang diawali unsur (inti stabil) dan diakhiri unsur sebagai unsur yang stabil, dengan melalui 9 peluruhan α dan 7 peluruhan β. Deret ini disebut juga deret (4n+2). Peluruhan ini dapat berlangsung dengan pemancaran sinar alfa kemudian beta atau dengan urutan yang terbalik. Tiap deret mempunyai deretan yang cukup panjang sampai akhirnya menjadi inti stabil.

• Deret Aktinium 

Deret Aktinium merupakan deret yang diawali unsur (inti induk) dan diakhiri unsur sebagai unsur yang stabil, dengan melalui 9 peluruhan α dan 6 peluruhan β. Deret ini disebut juga deret (4n+3). Peluruhan dapat berlangsung dengan pemancaran sinar alfa kemudian beta atau dengan urutan yang terbalik.