Radioaktivitas adalah sifat bahan tertentu memancarkan energi secara spontan. Ini bermanifestasi sebagai sel-sel atau partikel subatomik, atau dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Ini adalah fenomena yang disebabkan oleh ketidakstabilan energi nuklir; artinya, dari inti atom.
Inti suatu unsur radioaktif yang tidak stabil mengalami peluruhan dan emisi radioaktivitas hingga mencapai kestabilan energinya. Emisi radioaktif memiliki kandungan energi tinggi, yang memberikan daya pengion tinggi yang mempengaruhi zat yang terpapar padanya.
Penghitung radioaktivitas Geiger
Radioaktivitas ditemukan oleh Antoine Becquerel pada tahun 1896 saat bereksperimen dengan fluoresensi uranium. Belakangan, Ernest Rutherford menemukan adanya dua jenis radiasi nuklir, yang disebutnya dan. Temuan eksperimental ini diterbitkan pada tahun 1899.
Radioaktivitas alam adalah yang ditemukan di alam tanpa campur tangan manusia; sedangkan radioaktivitas buatan adalah yang dihasilkan oleh campur tangan manusia. Yang pertama terdeteksi di radioisotop alam, dan yang kedua di radioisotop buatan dan unsur supermasif.
Banyak radioisotop tidak berbahaya dan digunakan dalam pengobatan. Lainnya, seperti karbon-14 dan kalium-40, berguna untuk menentukan umur objek dan strata tanah.
Meskipun radioaktivitas memiliki banyak kegunaan yang bermanfaat bagi manusia, seperti produksi energi, radioaktivitas juga memiliki efek berbahaya yang menyebabkan kematiannya. Misalnya, jika dosis radiasinya tinggi, kemungkinan terjadinya mutasi yang tidak diinginkan atau kanker akan meningkat secara tidak proporsional.
Radiasi alam
Uranium yang sangat diperkaya
Radioaktivitas alam terdiri dari satu set unsur dengan inti tidak stabil yang ada di alam dan yang secara spontan hancur dengan emisi radioaktivitas. Artinya, campur tangan manusia tidak diperlukan agar hal ini terjadi.
Ini diwakili oleh unsur-unsur radioaktif dari kerak bumi, atmosfer dan dari ruang kosmik. Di antara mereka kita dapat menyebutkan: uranium-238, uranium-235, karbon-14, uranium-235 dan radon-222.
Radiasi buatan
Radiasi buatan yang terdiri dari sekelompok unsur radioaktif yang dibuat di laboratorium penelitian. Bagaimana? Dengan membombardir unsur non-radioaktif dengan inti, atom helium atau jenis radiasi lainnya, untuk mengubahnya menjadi isotop radioaktif.
Irene Joliet-Curie dan Frederic Joliot, peraih Nobel (1934), adalah orang pertama yang menciptakan isotop radioaktif. Mereka membombardir 27 Al 13 (aluminium) dengan radiasi, atom helium ( 4 He 2 ), dan menghasilkan atom fosfor radioaktif ( 30 P 15 ).
30 P 15 adalah atom radioaktif meluruh secara spontan untuk emisi jenis radiasi β, mengubah nikel ( 30 Ni 14 ). Cobalt-60, isotop radioaktif yang digunakan dalam pengobatan kanker, adalah unsur radioaktif buatan manusia.
Unsur radioaktif yang ditemukan jauh di dalam kerak bumi, dan yang telah dibawa ke permukaan bumi melalui penambangan dan ekstraksi minyak, juga dianggap sebagai bagian dari radioaktivitas buatan.
Demikian pula, radiasi buatan disebabkan oleh unsur-unsur supermasif dan sintetis, yang intinya segera terurai untuk memunculkan unsur-unsur lain.
Jenis radioaktivitas
Semanggi radioaktif, simbol yang digunakan untuk mewakili radioaktivitas
– Jenis radiasi alfa (α)
Ini adalah partikel yang dipancarkan oleh inti yang tidak stabil. Ini terdiri dari dua proton dan dua neutron, dan oleh karena itu radiasi dianggap sebagai atom helium ( 4 He 2 ) telanjang, tanpa elektron. Karena adanya dua proton, partikel alfa diberkahi dengan muatan positif.
Radiasi tidak terlalu menembus dan dihentikan oleh selembar kertas, memiliki sedikit jangkauan di udara. Contoh pemancar radiasi adalah uranium-238 dan radium-226.
Ketika partikel dipancarkan, atom yang dihasilkan melihat nomor atomnya berkurang 2 unit dan berat atom dan berat atomnya menjadi 4 unit, seperti dapat dilihat pada contoh berikut:
238 U 92 → 4 He 2 + 234 Th 90
Radiasi tipe, meskipun tidak menembus kulit, ketika tertelan adalah jenis partikel radioaktif yang paling berbahaya, karena ukurannya yang memberikan daya ionisasi yang besar.
– radiasi (β)
Radiasi tipe ini adalah radiasi pengion yang memiliki jangkauan sekitar satu meter di udara. Itu bisa dihentikan dengan selembar aluminium foil. Selama fase peluruhan radioaktif, emisi elektron atau positron terjadi, keduanya berasal dari inti.
Oleh karena itu, ada dua jenis emisi radioaktif : – dan +.
Radiasi β–
Jenis radiasi ini disebabkan oleh emisi elektron asal nuklir dan neutron yang berubah menjadi proton. Berat atom tidak berubah, tetapi nomor atom bertambah satu satuan.
n → p + e – + elektron antineutrino
Contoh: 32 P 15 → 32 S 16 + e – + elektron antineutrino
Radiasi β+
Dalam jenis radiasi ini, emisi elektron asal nuklir dengan muatan positif (positron) terjadi. Inti yang tidak stabil distabilkan dengan mengubah proton menjadi neutron, sehingga berat atom tidak berubah, tetapi nomor atom berkurang satu satuan.
p → n + e + + 1 elektron neutrino
Contoh: 23 Mg 12 → 23 Na 11 + e + + 1 elektron neutrino
– Radiasi gamma (γ)
Radiasi ini bersifat elektromagnetik, yaitu gelombang yang kuat dan menembus, dihentikan oleh balok timah. Penetrasi radiasi yang tinggi ini memungkinkan penggunaannya dalam bentuk kobalt-60 dalam pengobatan kanker di bagian dalam tubuh.
– Emisi neutron
Itu terjadi ketika neutron dipancarkan dengan kecepatan tinggi. Radiasi ini non-pengion dan dihentikan oleh air dan beton. Pentingnya radiasi neutron adalah dapat mengubah unsur non-radioaktif menjadi unsur radioaktif.
Aktivitas radioaktif
Ini adalah cara di mana jumlah radiasi dinyatakan. Hal ini terkait dengan jumlah peluruhan per detik (dps) yang dialami oleh bahan radioaktif yang ada. Satuan aktivitas radioaktif dari Satuan Sistem Internasional (SI) adalah Becquerel, yang setara dengan 1 dps.
Namun, satuan tertua, dan yang masih digunakan sampai sekarang, adalah curie, yang setara dengan 3,7 · 10 10 dps. Artinya, satu curie sama dengan 3,7 · 10 10 becquerel.
Unsur radioaktif
Batang radioaktif
Unsur radioaktif adalah unsur yang memiliki inti tidak stabil yang mencapai kondisi stabilnya dengan memancarkan energi dalam bentuk radioaktivitas.
Beberapa unsur non-radioaktif memiliki isotop radioaktif. Misalnya, unsur karbon memiliki atom non-radioaktif dan isotop radioaktif, seperti karbon-12 dan karbon-14, masing-masing.
Ini adalah daftar unsur-unsur yang semua isotopnya radioaktif. Daftar ini terdiri dari nama unsur dan isotop radioaktifnya yang paling stabil.
-Tecnecio, Tc-91
-Prometio, Pm-145
-Polonio, Po-209
-Astato, At-210
-Francio, Fr-223
-Radio, Ra-226
-Aktinium, Ac-227
-Torium, Th-229
-Uranium, U-236
-Americio, Am-243
-Curio, Cm-247
-Californium, Cf-251
-Nobelio, No-259
-Dubnio, Db-268
-Roentgenio, Rg-281
-Moscovio, Mo-288
Pemancar radiasi gamma
Beberapa radioisotop yang memancarkan radiasi gamma adalah:
-Cobalt-60
-Bario-133
-Seng-65
-Kalium-40
-Mangan-54
-Cesio-137
-natrium-22
Pemancar radiasi beta
-strontium-90
-Belerang-35
-Karbon-14
-Tritium ( 3 H 1 )
Pemancar radiasi alfa
-Uranium-238
-Polonio-210
Kegunaan radioaktivitas
Reaktor nuklir berbentuk bola yang dikelilingi menara pendingin. Sumber: Avda / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
obat
Isotop radioaktif digunakan dalam pengobatan untuk tujuan diagnostik dan terapeutik. Beberapa isotop radioaktif berfungsi sebagai pelacak untuk diagnosis penyakit, karena mereka memiliki ciri-ciri yang sama dengan atom unsur non-radioaktif.
Yodium-131 digunakan dalam pengobatan untuk penentuan curah jantung dan volume plasma. Tetapi kegunaan yodium-131 yang paling penting adalah untuk mengukur aktivitas kelenjar tiroid, karena hormon tiroid mengangkut yodium.
Fosfor-32 digunakan dalam penentuan adanya tumor ganas, karena sel kanker cenderung menyerap lebih banyak fosfat daripada sel normal. Teknesium-99 digunakan dalam menentukan struktur anatomi organ.
Cobalt-60 dan cesium-137 adalah pemancar gamma berpenetrasi tinggi yang digunakan untuk membunuh sel kanker, dengan kerusakan minimal pada sel tetangga.
Kegiatan ilmiah dan akademik
Radioaktivitas digunakan untuk menentukan kebutuhan tanaman yang harus disuplai oleh tanah. Bahan radioaktif juga digunakan untuk menentukan, melalui penggunaan kromatografi gas, komponen minyak dan asap.
Dalam studi arkeologi, aktivitas karbon-14 digunakan untuk menentukan umur fosil tertentu. Isotop ini terjadi secara alami di atmosfer dan hanya tergabung oleh makhluk hidup.
Iradiasi tanaman digunakan untuk menginduksi mutasi di dalamnya dan membuatnya lebih tahan terhadap kondisi lingkungan.
Industri
Radioaktivitas digunakan untuk mensterilkan bahan medis. Hal ini juga digunakan dalam sterilisasi makanan dan wadah yang berisi itu.
Selain itu, radioaktivitas digunakan dalam pemrosesan kain, sebelum perawatan yang membuatnya tahan terhadap kerutan.
Peralatan masak dengan sifat antilengket diperlakukan dengan radioaktivitas untuk mencegah makanan menempel pada permukaan logam. Pelacak radioaktif digunakan untuk menentukan efisiensi oli motor dalam silinder mesin mobil.
Radioaktivitas digunakan dalam menghilangkan gas beracun, seperti sulfur dioksida dan nitrogen oksida, dari lingkungan. Bahan radioaktif digunakan untuk mengukur ketebalan kulit telur, dan juga untuk menghilangkan telur yang rapuh sebelum dikemas.
Bahan polietilen yang digunakan sebagai kemasan juga mengalami radioaktivitas. Perawatan radioaktif memungkinkan polietilen dipanaskan dan melekat dengan baik pada makanan yang dicakupnya.
Selain itu, radioaktivitas digunakan untuk menentukan tingkat cairan dalam tangki minyak dan kimia, serta kelembaban dan kepadatan tanah dan material di lokasi konstruksi. Ini juga digunakan untuk menentukan ketidaksempurnaan dalam coran dan lasan logam.
Reaktor nuklir
Mereka adalah fasilitas yang mampu menghasilkan reaksi berantai yang berkepanjangan. Mereka digunakan untuk: produksi panas yang digunakan dalam pembangkitan listrik untuk berbagai penggunaan populasi. Mereka juga digunakan untuk pembuatan bahan untuk propulsi nuklir maritim, satelit buatan dan roket.
Mereka memungkinkan transmutasi unsur-unsur kimia untuk membuat isotop radioaktif; misalnya, amerisium, yang digunakan dalam pendeteksi asap, dan kobalt-60 untuk penggunaan medis. Dan akhirnya, reaktor ini menghasilkan plutonium untuk senjata nuklir dan bahan bakar untuk reaktor lain.
Referensi
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (edisi ke-8). CENGAGE Belajar.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Definisi Radioaktivitas. Dipulihkan dari: thoughtco.com
- John O. Rasmussen & Ellis P. Steinberg. (2020). Radioaktivitas. Encyclopædia Britannica. Dipulihkan dari: britannica.com
- Sidel Andrew. (2002). Radioaktivitas Alami dan Buatan. Dipulihkan dari: chm.bris.ac.uk
- LibreText Kimia. (18 Mei 2020). Radioaktivitas yang diinduksi secara artifisial. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
- NRC AS. (sf). Kegunaan Radiasi. Dipulihkan dari: nrc.gov
- Harpa. (sf). Pengertian radiasi. Dipulihkan dari: arpansa.gov.au
