masdir kimia: 2011-07-17

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

Menjelaskan pengertian dasar mengenai kimia inti
Menjelaskan karakteristik inti atom
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

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

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

R = R₀ . A^1/3

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)

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

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:

Semua inti yang mempunyai proton 84 atau lebih tidak stabil
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
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.

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.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhnNInzYoKMMByShg08ifMn_eBjLqFSkLIYcG9gGQCGGtoHU_vt58GVLLeY3F03C86cSkAAN3GCbqSohBh9XinmFDUeHuqVaYj1icTG2a3cyvQkbPoFQvgOLwBq-RsziefGhhy9wZN7kXv6/s320/pita+kestabilan.PNG

Di atas pita kestabilan, Z <>

Untuk mencapai kestabilan :

inti memancarkan (emisi) neutron atau memancarkan partikel beta

Di atas pita kestabilan dengan Z > 83, terjadi kelebihan neutron dan proton

Untuk mencapai kestabilan :

Inti memancarkan partikel alfa

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.

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.

Text Box: 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.

2.1.5 Energi Ikat Inti

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

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

Energi ikat inti

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

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

M_p= massa proton(dalam u),

M_n= 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);

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

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

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;

Jumlah total proton ditambah neutron dalam produk dan reaktan harus sama (kekekalan nomor massa)
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.

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 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

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

$t_{1/2} = \frac{ln(2)}{\lambda} = \tau ln(2)$ $A = \frac{dN}{dt} = - \lambda N$ $S_A a_0 = \frac{dN}{dt}\bigg|_{t=0} = - \lambda N_0$

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.

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:

$\left(-\frac{dN}{N} \right) = \lambda \cdot dt$

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:

$N(t) = N_0 e^{-\lambda t} \,\!$

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:

$\tau = \frac{1}{\lambda}$

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:

$t_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda}$

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 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

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 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

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	Neutron	Jumlah Nuklida yang stabil	Stabilitas
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.

• 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).

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

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).

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.

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.