Contoh Soal Peluruhan Unsur Radioaktif

Contoh Soal Peluruhan Unsur Radioaktif Peluruhan α adalah bentuk radiasi partikel yang memiliki daya ionisasi tertinggi dan daya tembus paling rendah rendah. Pertikel α terdiri atas dua buah proton dan dua buah neutron yang terikat menjadi satu dengan inti dan dilambangkan dengan atom 2He4 atau 2α4. Partikel α diradiasikan oleh inti atom uranium atau radium dan disebut sebagai peluruhan α. Inti atom yang telah meradiasikan partikel α berada dalam keadaan eksitasi, sehingga akan memancarkan sinar gamma.
        Setelah partikel α diradiasikan, massa inti atom akan turun kira-kira sebesar 4 sma, karena kehilangan 4 partikel. Nomor atom akan berkurang 2, karena kehilangan 2 proton sehingga akan terbentuk inti atom baru yang dinamakan inti anak. Pada peluruhan α berlaku ketentuan sebagai berikut.


1. Hukum kekekalan nomor massa: nomor massa (A) berkurang 4.
2. Hukum kekekalan nomor atom: nomor atom (Z) berkurang 2.


Dalam peluruhan α berlaku persamaan peluruhan sebagai berikut.


ZXA→ Z-2YA-4 + 2α4



Contoh Peluruhan α

92U238 → 90Th234 + 2α4



Energi yang dibebaskan pada peluruhan α (Q) adalah sebagai berikut.


Q=(mXmYmα)×931 MeV

Keterangan:
mX = massa inti induk atau sebelum peluruhan;
mY = massa inti anak atau setelah peluruhan; dan
mα = massa partikel α.


B. Peluruhan Beta (β)



Peluruhan β adalah radiasi partikel beta (elektron atau positron) yang memiliki daya ionisasi lebih rendah dari partikel α. Radiasi β dapat terjadi melalui pemancaran sebuah elektron disebut peluruhan beta minus (β-) dan pemancaran positron disebut sebagai peluruhan beta plus (β+). Peluruhan β- disertai dengan pembebasan sebuah neutrino (v) dan dinyatakan dengan persamaan berikut.


ZXA→ Z-1YA + -1β0 + v



Elektron yang dipancarkan dalam peluruhan beta ini bukanlah elektron yang berasal kulit inti melainkan elektron yang ditimbulkan oleh inti. Proses pancaran elektron (β+) dan (β-) di dalam inti melalui proses berikut.


1. Sebuah neutron memancarkan positron dan sebuah neutrino (v)
0n1→ 1p1 + -1β0 + v
2. Sebuah proton memancarkan sebuah neutron dan sebuah neutrino (v)
Energi + 1p1→ 0n1 + 1β0 + v


Spesifikasi peluruhan beta plus adalah adanya pemberian energi dalam proses “penciptaan” massa. Massa neutron (sebagai inti anak) ditambah massa positron dan neutrino lebih besar daripada massa proton (sebagai inti induk).


55Cs137 → 56Ba137 + -1β0 + v
11Na22→ 10Ne22 + 1β0 + v


Pada radiasi β+ akan selalu diikuti dengan peristiwa annihilasi, karena begitu terbentuk partikel β+ maka akan langsung bergabung dengan elektron dan menghasilkan radiasi gamma, reaksinya sebagai berikut.


-1β0 + 1β0 → 2 foton 0γ0



Energi yang dibebaskan saat peluruhan sinar β dihitung dengan persamaan berikut.


Q=(mXmY)×931 MeV

Keterangan:
mX = massa inti induk atau sebelum peluruhan; dan
mY = massa inti anak atau setelah peluruhan.


C. Peluruhan Gamma (γ)



Suatu inti unsur radioaktif yang mengalami peluruhan α, peluruhan β, dan mengalami tumbukan dengan neutron biasanya berada pada keadaan tereksitasi. Pada saat kembali ke keadaan dasarnya, inti tersebut akan melepas energi dalam bentuk radiasi gamma. Saat transisi berlangsung, terjadi radiasi energi tinggi (sekitar 4,4 MeV) dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Sinar gamma bukanlah partikel sehingga tidak memiliki nomor atom (A=0). Dalam peluruhan sinar γ tidak dihasilkan inti atom baru. Peluruhan γ merupakan radiasi gelombang elektromagnetik dengan energi sangat tinggi sehingga memiliki daya tembus yang sangat kuat. 
        Radiasi gamma merupakan energi diskrit. Jika sinar γ yang dihasilkan dari peluruhan radioaktif ini ditembakkan pada bahan, maka energi sinar γ akan berkurang atau terserap oleh suatu bahan yang dilewatinya karena ada penyerapan energi oleh bahan, sehingga intensitas dari sinar γ akan berkurang setelah melewati bahan tersebut. Intensitas radiasi sinar gamma dirumuskan sebagai berikut.


I=I0eμd 

Keterangan:
I = intensitas sinar γ yang berhasil melewati material
I0 = intensitas mula-mula
d = tebal material
μ = koefisien atenuasi linear atau koefisien pembanding yang besarnya tergantung sifat material penyerap dan energi sinar γ.


Jika tebal material penyerap L, maka persamaannya menjadi seperti berikut.


L=InI0Iμ



Jika intensitas sinar gamma yang berhasil melewati material tinggal separuh dari intensitas awal, maka tebal material tersebut dinamakan waktu paruh dan dihitung berdasarkan persamaan berikut.


L=0,693μ




Contoh Soal Peluruhan Unsur Radioaktif


SOAL 1
Jika inti atom nitrogen ditembak neutron maka akan terjadi reaksi inti sebagai berikut.
7N14 + 0n1 → 5B11 + X
X adalah ....

SOAL 2
Inti Ra-226 memancarkan sinar alfa menjadi inti Rn-222. Jika massa Ra-226 = 226,025406 sma, massa Rn-222 = 222,017574 sma, dan massa α = 4,002603 sma, maka energi peluruhannya adalah ....

SOAL 3
Suatu inti atom 6X14 meluruh menjadi inti atom 7Y14 dengan memancarkan sinar β. Energi yang dibebaskan pada reaksi tersebut adalah ....

SOAL 4
Inti atom boron 5B12 memiliki massa 12,014352 sma. Inti tersebut meluruh menjadi partikel karbon tak stabil 6C✲12 dengan memancarkan sinar β. Inti atom 6C✲12 tak stabil kemudian meluruh menjadi atom 6C12 stabil dengan memancarkan sinar gamma yang mempunyai energi sebesar 4,43 MeV. Energi peluruhan partikel β yang dipancarkan adalah ....

SOAL 5
Sebuah inti atom radioaktif meluruh dan mengalami penambahan nomor atom sebanyak 1 dengan nomor massa tetap. Inti atom ini dikatakan telah megalami peluruhan ....

SOAL 6
Suatu inti atom mengalami peluruhan dengan memancarkan positron. Pernyataan berikut ini yang benar adalah ....

SOAL 7
Perhatikan peluruhan inti Cesium berikut.
55Cs137 → Y + -1β0 + v
Unsur Y adalah ....

SOAL 8
Perhatikan reaksi peluruhan inti atom radioaktif berikut.
11Na22 → 10Ne22 + X + v.
Unsur X adalah ....

SOAL 9
Inti atom yang dapat memancarkan sinar radioaktif secara alami dinamakan ....

SOAL 10
Sinar radioaktif yang tidak mengandung partikel adalah ....
Tentang:

Share:


Artikel Terkait

Tidak ada komentar:

Posting Komentar