LAPORAN AKTIVITAS ZAT RADIOAKTIF

AKTIVITAS ZAT RADIOAKTIF

Abstrak. Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi menjadi inti yang stabil. Materi yang mengandung inti tak-stabil yang memancarkan radiasi, disebut zat radioaktif. Besarnya radioaktivitas suatu unsur radioaktif (radionuklida) ditentukan oleh konstanta peluruhan (l), yang menyatakan laju peluruhan tiap detik, dan waktu paro (t½). Kedua besaran tersebut bersifat khas untuk setiap radionuklida. Dalam percobaan aktivitas zat radioaktif, digunakan sumber radiasi alfa, beta, dan gamma, untuk mengenal karakteristik pancaran zat radioaktif, untuk mengetahui daya tembus dari sinar-sinar radioaktif (sinar alfa, beta, dan gamma), hubungan antara jarak sumber radioaktif dengan aktivitas sumber yang dikenal dengan hukum kebalikan kuadrat.

KATA KUNCI: hukum kebalikan kuadrat, radioaktifitas, sinar alfa beta dan gamma

PENDAHULUAN

Radioaktivitas 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, atauberubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain. Radioaktivitas 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 radioaktivitas. Pada tahun 1898, ia menemukan unsur baru yang sifatnya mirip dengan bismut. Unsur baru ini dinamakan polonium diambil dari nama negara asal Marie Curie, yaitu Polandia. Setelah itu H. Becquerel dan Marie Curie melanjutkan penelitiannya dengan menganalisis pitch blend (bijih uranium). Mereka berpendapat bahwa di dalam pitch blend terdapat unsur yang radioaktivitasnya lebih kuat daripada uranium atau polonium. Pada tahun yang sama mereka mengumumkan bahwa ada unsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan barium. Unsur baru ini dinamakan radium (Ra), yang artinya benda yang memancarkan radiasi..

Satuan radiasi ini merupakan satuan pengukuran yang digunakan untuk menyatakan

aktivitas suatu radionuklida dan dosis radiasi ionisasi. Satuan SI untuk radioaktivitas adalah becquerel (Bq), merupakan aktivitas sebuah radionuklida yang meluruh dengan laju rata-rata satu transisi nuklir spontan per sekon. Jadi,

1 Bq = 1 peluruhan/sekon, Satuan yang lama adalah curie (Ci), di mana 1 curie setara dengan , atau 1 Ci = . Pada percoban kali ini, untuk kegiatan pertama yaitu mengamati sumber radiasi alfa, beta, gamma, dan radiasi latar belakang  pada kegiatan pertama dengan tujuan mengenal karakteristik pancaran zat radioaktif, dan untuk kegiatan kedua mengukur daya tembus sinar alfa, beta, dan gamma dengan tujuan menyelidiki dan membandingkan  daya tembus dari sinar-sinar radioaktif tersebut dan menyelidiki kemampuan berbagai material ( Pb dan Al) dalam menyerap radiasi. Kegiatan ketiga yaitu hukum kebalikan kuadrat dengan tujuan menyelidiki hubungan antara jarak sumber radioaktif dengan aktifitas sumber.

TEORI

Pada tahun 1896, Antoni Henri Becquerel ahli fisika dari perancis mengumumkan penemuan radioaktivitas. Pada tahun 1895 sinar x telah diketemukan oleh Roentgen dan  diketahui bawha sinar X berasal dari dinding-dinding tabung lucutan yang terpendar  sehingga diduga bawha fluorisensi dan fossforisensi  merupakan penyebab terjadinya sinar x. Becquerel mengetahui bahwa garam uranium bercahaya bilamana terkena cahaya matahari , dan ia telah mendengar bahwa radiasi-radiasi berfosfor dari garam-garam teraktivasi ini dapat menemmbua benda-benda gelap . dengan mempelajari efek efek ini ia menemukan bahwa radiasi-radiasi uranium teraktivasi  cahaya dapat membentuk bayang-bayang benda logam pada pelat-pelat  fotografis yang terbungkus kertas hitam, penemuan Becquerel tersebut menunjukkan bahwa radiasi yang berasal dari uranium tetap terjadi meskipun uranium ini tidak tereksitasi oleh cahaya. Ia juga menemukan bahwa uranium yang telah diproteksi selama berbulan bulan masih tetap memancarkan radiasi tanpa pelemahan yang dapat teramati. Ia mengakui bahwa kemiripan penemuannya dengan penemuan sinar x dam ia menemukan bahwa jenis radiasi baru ini dapat melucuti benda-benda bermuatan listrik. Ia menyadari bahwa radiasi ini tidak bisebabkan oleh fluorisensi melainkan dari sumber uranium itu sendiri.

Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah menjadi inti yang stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan, dan inti atom yang tak stabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif. Radioaktivitas melibatkan transmutasi unsur-unsur. Peristiwa pemancaran sinar-sinar radioaktif dari sebuah inti atom yang tidak mantap secara spontan disebut radioaktivitas. Gejala radiokativitas sangat berperan dalam pengembangan Fisika nuklir.

Detektor Geiger Muller adalah alat pencacah radiasi yang berfungsi untuk mendeteksi dan mencacah radiasi. Detektor Geiger terdiri dari tabung silinder yang pada pusatnya memanjang dipasang kawat anoda dan pada selubung silinder bagian dalam dipasang kulit sebagai katoda. Detektor Geiger Muller berfungsi untuk menentukan atau mencacah banyaknya radiasi sinar radioaktif. Cara kerja dari detektor Geiger Muller adalah mendeteksi radiasi dari suatu sumber atau bahan radioaktif.[1]

Inti radioaktif adalah inti yang memancarkan sinar radiokatif (sinar α, β, atau γ). Akibat pemancaran sinar ini, inti radioaktif makin lama makin kecil (meluruh). Laju perubahan inti radioaktif dinamakan aktifitas inti. Semakin besar aktifitasnya semakin banyak inti atom yang meluruh tiap detiknya (catatan aktifitas hanya berhubungan dengan jumlah peluruhan tiap detik, tidak tergantung pada sinar apa yang dipancarkan).
Satuan aktifitas inti adalah curie;
1 curie (Ci) = 3,7 x 10 10 peluruhuan /detik.

Salah satu sifat unik dari inti atom adalah kemampuannya bertransformasi sdari satu inti dengan nilai Z dan N tertentu ke inti yang lain. Ada tiga jenis radiasi yaitu radiasi α,β dan γ.Partikel- partikel α adalah atom helium yang terionisasi rangkap yaitu atom-atom helium tanpa kedua elektron. Jadi suatu partikel α bermuatan dua kali muatan inti atom hidrogen dan diberi simbol
Sinar-sinar β terdiri dari elektron-elektron biasa dengan massa sama dengan dari massa suatu proton. Partikel β membawa suatu muatan negatif dan massanya dapat diabaikan dan diberi simbol Sinar-sianr γ adalah gelombang-gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi lebih tinggi dari sinar x dan tidak bermuatan. Sifat-sifat umum dari radiasi-radiasi radioaktif,Radiasi-radiasi ini mempunyai daya tembus yang tinggi, radiasi-radiasi itu mempengaruhi plat-plat fotografi, menyebabkan sintilasi pada layar-layar yang floresen, menimbulkan panas dan menghasilkan perubahan-perubahan kimia
bila radiasi telah dipancarkan maka

\                                                                                                                                                                                                                                                                                  tu hukum alam yang paling umum adalah hukum kebalikan kuadrat. Seorang saintis menyatakan bahwa hukum kebalikan kuadrat merupakan karakteristik dari apa saja yang berasal dari sumber titik dan bergerak lurus secara kontinu. Cahaya dan bunyi berperilaku menurut hukum kebalikan kuadrat ketika keduanya keluar dari sebuah sumber titik. Intensitas cahaya dan bunyi menjadi seperempat kali lebih kecil bila kita bergerak sejauh 2 kali dari sumber. Inilah sebabnya mengapa relasi tersebut dikenal dengan hukum kebalikan kuadrat[2].

METODOLOGI EKSPERIMEN

Pada percobaan Aktivitas zat radioaktif ada beberapa alat yang digunakan yaitu Tabung Geiger-Muller atau GM tube, ratemeter, Komputer, Sumber radiokatif ( sumber sinar , β, dan sinar γ) Sampel holder, Beberapa bahan penyerap dengan tebal yang berbeda, dan Mikrometer Sekrup. perlu diperhatikan tegangan operasional (tegangan kerja) pada detektor GM tersebut agar detektor berfungsi dengan baik. Tegangan kerja alat ini dapat dipilih dalam rentang tegangan pada daerah plateau yaitu 400 volt – 900 volt. Daerah ini disebut daerah discharge. Jadi agar detektor ini bekerja dengan baik dan aman, pilihlah tegangan kerja sekitar 500 volt atau 25% di sekitar daerah bawah plateau. Selanjutnya menyalakan ratemeter dengan memutar tombol ratemeter dari posisi off ke posisi HV dan aktifkan program radiation detection pada komputer. Kemudian memutar tombol pengatur tegangan pada ratemeter sampai diperoleh penunjukan tegangan 500 volt pada skala ratemeter. kemudian pada program radiation detektor di komputer, kemudian pilih com 1 lalu tekan enter dan pilih count pada layar dan tekan enter. menekan tombol ESC pada keyboard komputer untuk kembali ke scaler. menekan tombol F1 untuk mengisi waktu pencacahan (misalnya 1 sekon atau 2 sekon), kemudian enter. Dan menekan F2 untuk mengisi jumlah data yang diinginkan (misalnya 30 kali).

Untuk kegiatan pertama  yaitu mengenal aktifitas zat radioaktif langkah pertama yaitu memastikan  komputer telah dalam keadaan siap merekam data. Kemudian meletakkan sumber latar belakang ( tanpa sumber radiasi) pada rak sampel. kemudian memutar tombol HV ratemeter ke posisi count. Kemudian menekan enter pada komputer agar cacahan terekam pada komputer kemudian mencatat hasil yang tertulis pada komputer ke dalam tabel pengamatan kemudian mengulangi langkah 1 sampai 5 untuk sumber radiasi beta dan gamma.

Untuk kegiatan kedua yaitu mengukur daya tembus sinar α, β, dan γ. Langkah pertama yaitu komputer masih dalam program radiation detection program dan posisi siap merekam data. Kemudian meletakkan sumber radiasi beta pada rak sampel dengan spesifikasi SR 90 dan waktu paruh  28,6 y dan aktivitas mula-mula  dengan jenis pengalang timbal (Pb) dimulai dari penghalang yang paling tipis (Pb 1, Pb 2, Pb 3) dengan terlebih dahulu mengukur ketebalan penghalang-penghalang yang akan Anda gunakan dengan menggunakan mikrometer. Kemudian memutar tombol ratemeter ke posisi HV. memutar secara perlahan tombol HV adjust sampai jarum menunjukkan angka tegangan 500 V kemudian memindahkan tombol ratemeter ke posisi count lalu menekan tombol enter dan mencatat hasil yang tampil pada komputer ke dalam tabel pengamatan, mengulangi langkah 3 – 6 untuk bahan Pb2 dan Pb 3. Dan mengulangi langkah 3 – 7 dengan mengganti Pb dengan aluminium (Al1, Al2, Al3). Selanjutnya mengulangi langkah 2 – 8 dengan menggunakan sumber radiasi gamma dan alfa.

Untuk kegiatan ketiga yaitu hukum kebalikan kuadrat langkah pertama yaitu memastikan bahwa komputer dengan program radiation detection dalam posisi siap merekam data. Kemudian meletakkan  sumber radiasi beta pada rak sampel posisi 1. Terlebih dahulu mengukur jarak sampel dari ujung tabung G-M. Ratemeter dalam posisi HV. memutar secara perlahan tombol HV adjust sampai jarum menunjukkan angka tegangan 500 V  memindahkan tombol ratemeter ke posisi count lalu menekan enter untuk memulai pencacahan pada computer. Kemudian mengulangi langkah 2 – 4 dengan mengubah posisi rak sampel dari 1 ke 3, 5, dan 7. mengulangi langkah 2-5 untuk sumber gamma dan alfa. Mencatat hasilnya pada tabel pengamatan.

SIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa sinar beta lebih aktif disbanding dengan sinar gamma Semakin tinggi aktivitas dari suatu sumber radioaktif, semakin besar pula radiasi yang dihasilkan (dipancarkan). Daya tembus sinar gamma lebih besar daripada daya tembus sinar Beta dan sinar alfa. Daya serap sinar radioaktif terhadap bahan Al lebih besar dari pada bahan Pb, sedangkan aktivitas radioaktif sinar alfa beta dan gamma berbanding terbalik dengan jarak sumber,   Semakin jauh jarak sumber radioaktif dengan detector, cacahan yang diperoleh semakin kecil. Dan begitu sebaliknya, semakin dekat jarak sumber radioaktif dengan detector, cacahan yang diperoleh semakin besar.

Sinar β dan sinar γ memiliki aktivitas yang berbeda yaitu sinar β lebih aktif 
dibanding sinar γ. Daya tembus sinar β dan sinar γ berbeda dimana daya tembus sinar γ lebih besar daripada daya tembus sinar Beta
Aktifitas sinar Beta dan sinar Gamma berbanding terbalik dengan jarak sumber (sinar Beta dan Gamma)  Daya serap terhadap sinar radioaktif bahan Al lebih besar daripada bahan Lead