RADIOAKTIF

[ Radioaktif ] – Semenjak kimia atom ditemukan baik jumlah maupun susunannya, sifat-sifat inti atom tidak begitu penting bagi para pakar kimia pada masa itu. Menurut paradigma lama, inti atom hanya menyediakan muatan positif untuk mengikat elektron dalam atom dan molekul. Namun demikian, akibat perubahan cepat dalam bidang kimia dan fisika membuktikan bahwa inti atom dan sifat-sifatnya memiliki peran penting dalam kehidupan sosial masyarakat, terutama dalam bidang kesehatan, pembangkit energi nonmigas dan persenjataan.

Pada awal perkembangan keradioaktifan telah diketahui bahwa pada peristiwa peluruhan radioaktif selalu dihasilkan zat baru dengan sifat kimia berbeda dari zat semula. Hal ini menunjukan adanya perubahan mendasar yang bersifat atomistik. Oleh sebab itu, untuk mempelajari keradioakifan diperlukan pemahaman tentang ini atom, menyangkut komposisi, struktur, dan sifat fisik lainnya.

 

REAKSI INTI

Pada reaksi kimia, hanya elektron yang terlibat sementara inti atom tidak berubah. Dalam reaksi inti terjadi perubahan inti. Terdapat dua jenis reaksi inti:

  1. peluruhan radioaktif, yaitu proses peluruhan inti yang berlangsung secara spontan menghasilkan inti yang lain dan radiasi. unsur-unsur radioaktif alam memancarkan tiga jenis radiasi, dinamakan radiasi alfa, beta, dan gamma.
  2. jenis reaksi inti yang kedua adalah reaksi pemboman inti, suatu rekasi nuklir dimana inti atom dibombardir oleh inti atom lain atau oleh partikel penyusun inti (nukleon).

Peluruhan radioaktif adalah peristiwa spontan pemancaran beberapa partikel atau radiasi elektromagnetik dari suatu atom yang disebabkan oleh adanya transisi inti atom. Peluruhan radioaktif diketahui merupakan suatu peristiwa ekso-ergik (melepaskan energi). Pada peristiwa peluruhan inti berlaku hukum kekekalan energi, kekekalan momentum, dan kekekalan massa dan muatan.

Gambar. Antoine Henry Becquerel, penemu gejala keradioaktifan (radioaktif)
Gambar. Antoine Henry Becquerel, penemu gejala keradioaktifan

Gejala keradioaktifan ditemukan oleh Antoine Henry Becquerel tahun 1896. Dia menemukan bahwa pelat photografi mengembangkan bercak cahaya bila diterpa oleh mineral uranium, dan dia menyimpulkan bahwa mineral mengeluarkan beberapa radiasi dengan panjang gelombang-gelombang pendek.

 

PENEMUAN KERADIOAKTIFAN

Sejarah penemuan keradioaktifan dimulai pada tahun 1985 oleh W.C Rontgen, sebagai hasil pekerjaannya dengan tabung sinar katoda (CRT). Tabung ini telah digunakan oleh beberapa peneliti untuk mempelajari sifat listrik dan materi. Salah satu jenis CRT tersusun dari tabung gelas yang hampa udara dengan kedua elektroda dipasang secara terpisah di dalamnya. Suatu beda potensial listrik bertegangan tinggi diterapkan pada kedua elektroda tersebut. Sejak saat itu sinar katoda mulai dipelajari sifat-sifat dan kegunaannya. Rontgen membiarkan sinar katoda menumbuk lempeng logam target dalam tabung, dan mengamati bahwa sinar radiasi berdaya tembus tinggi dapat dipancarkan. Sinar ini dinamakan sinar-X. Dia juga mencatat adanya kesamaan antara sinar-X dengan sinar matahari dalam hal kemampuannya menghitamkan pelat photografi juga menyebabkan fluoresensi pada mineral dan garam tertentu.

Fluoresensi pada mineral alam telah lama menarik perhatian pakar waktu itu, terutama pakar kimia Perancis Henry Becquerel. Dia bersama ayahnya mempelajari peristiwa fluoresensi garam kalium uranil sulfat (K2UO2(SO4)2.2H2O. Dalam beberapa percobaan, Becquerel mengikat kristal tersebut pada pelat photografi yang dibungkus dengan bahan tak tembus cahaya, kemudian menyinari pelat tersebut dengan cahaya matahari selama beberapa waktu. Pada pelat photografi ternyata diperoleh bayangan kristal. Pada mulanya Becquerel menduga bahwa bayangan kristal itu ditimbulkan oleh kristal yang berfluoresensi, yang terinduksi sinar matahari. Sinar matahari menembus bahan yang tak tembus cahaya dan menyinari pelat photografi.

Pada suatu hari, matahari tidak bersinar sampai beberapa minggu (musim salju). Becquerel menempatkan kristal garam uranium dan pelat photografi secara berdekatan. Beberapa hari kemudian, Becquerel mengamati bahwa pada pelat photografi terdapat bayangan kristal yang sangat jelas. Dari gejala itu, dia melaporkan bahwa ada radiasi yang kekuatan pengaruhnya sama dengan sinar-X dan merupakan radiasi tidak tampak yang dipancarkan pada phosforisensi serta berlangsung lama. Pemahaman Becquerel terhadap gejala ini sangat terbatas, yang sekarang dinamakan keradioaktifan.

Marie dan Pierre Curie mulai mengkaji sinar Becquerel terhadap mineral-mineral lain. Beberapa mineral diantarnya terbukti memiliki keaktifan lebih besar dibandingkan kalium uranil sulfat yang digunakan oleh Becquerel. Curie merasa yakin bahwa terdapat tambahan keaktifan yang disebabkan oleh adanya zat aktif selain uranium dan thorium, yang ditemukan sebelumnya. Mereka melakukan ekstraksi secara kimia pada bijih uranium pitchblede dan berhasil mengisolasi zat aktif baru terdapat pada fraksi barium, zat tersebut dinamakan polonium demi menghormati tempat kelahiran Marie Curie, yaitu Polandia.

Sementara Marie Curie dan Pierre Curie bekerja untuk memisahkan dan menentukan sifat zat yang menyebabkan timbulnya keradioaktifan, pakar lain memusatkan perhatian pada karakteristik dari radiasi dan berupaya menjelaskan struktur inti, diantaranya Ernest Rutherford. Pada tahun 1903, dia dan Frederick Soddy mempostulatkan bahwa keradioaktifan bukan hanya proses lanjutan dari perubahan yang bersifat atomis melainkan pemancaran radioaktif yang berlangsung bersamaan dengan perubahan tersebut. Ini berarti, terjadi perubahan pada struktur dan komposisi nuklir.

Selanjutnya mereka memperoleh informasi tentang adanya tiga jenis radiasi dengan karakteristiknya, masing-masing alfa, beta, dan gamma. Sinar alfa ditunjukan oleh sifatnya yang dapat dibelokkan oleg medan listrik dan medan magnet pada arah yang berlawanan dengan arah sinar katoda. Dengan demikian, sinar alfa diyakini bermuatan positif. Hasil perbandingan muatan terhadap massa (e/m) partikel alfa menunjukan setengah dari nilai e/m proton. Pada pekerjaan selanjutnya, Rutherford dan Royds dapat menunjukan bahwa partikel alfa adalah inti atom helium.

Sinar beta menunjukan perilaku yang serupa dengan sinar katoda atau elektron, sehingga dikukuhkan sebagai partikel bermuatan negatif. Partikel ini diperkirakan memiliki massa 1/1000 kali massa atom hidrogen. Sekarang diketahui bahwa massa sebenarnya adalah 1/1837 kali massa atom hidrogen. Sinar gamma diketahui memiliki daya tembus paling besar diantara ketiga partikel itu, dan tidak dipengaruhi oleh medan listrik maupun medan magnet. Partikel gamma merupakan bentuk energi yang menyertai setiap perubahan inti. Hasil dari ketiga peristiwa peluruhan nuklir dipostulatkan oleh Soddy sebagai zat kimia baru. Hasil analisis kimia pada beberapa senyawa yang menunjukan gejala keradioaktifan diperoleh informasi bahwa zat tersebut merupakan hasil dari proses peluruhan.

 

 

 

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *