Kimia inti

1. Kimia Inti
Bahan Ajar MK Kimia Dasar 2
Jurusan Kimia FMIPAK UNIMA
2023

2. Apa itu Kimia Inti (Kimia Nuklir)?
Cabang ilmu kimia yang mengkaji tentang perubahan
yang terjadi dalam inti atom. Perubahan ini disebut reaksi
inti.
Reaksi inti merupakan reaksi yang melibatkan perubahan
dalam inti atom.
Contoh reaksi inti adalah peluruhan radioaktif dan
transmutasi inti.

3. Perbedaan Reaksi Kimia dan Reaksi Inti
Reaksi Kimia Reaksi Inti
Atom diubah susunannya melalui
pemutusan dan pembentukan ikatan.
Unsur (atau isotop dari unsur yang
sama) dikonversi dari unsur yang satu
ke unsur lainnya.
Hanya elektron dalam orbital atom
atau molekul yang terlibat dalam
pemutusan dan pembentukan ikatan.
Proton, neutron, elektron dan partikel
dasar lain dapat saja terlibat.
Reaksi diiringi dengan penyerapan
atau pelepasan energi yang relatif
kecil.
Reaksi diiringi dengan penyerapan
atau pelepasan energi yang sangat
besar.
Laju reaksi dipengaruhi oleh suhu,
tekanan, konsentrasi dan katalis.
Laju reaksi biasanya tidak dipengaruhi
oleh suhu, tekanan dan katalis.

4. Struktur Atom
Neutron
Proton
Inti/nukleus
Elektron
Partikel-partikel penyusun atom :
• Proton (+)
• Neutron (0)
• Elektron (-)
Partikel-partikel penyusun inti atom :
• Proton (+)
• Neutron (0)

5. Karakteristik yang menggambarkan Inti Atom
• Nomor atom (Z) = Jumlah proton dalam inti  Z = A – N
• Nomor massa (A) = Jumlah nukleon atau jumlah proton dan
neutron dalam inti  A = Z + N
• Bilangan neutron (N) = Jumlah neutron dalam inti  N = A – Z
Cat : Nukleon = partikel-partikel penyusun inti (proton dan neutron).

6. Inti atom dengan nomor atom (Z) dan nomor massa (A) tertentu
disebut nuklida, dinotasikan :
𝐙
𝐀
𝐗
Contoh :
𝟗𝟐
𝟐𝟑𝟖
𝐔
Karakteristik yang menggambarkan Inti Atom

7. Sejarah Radioaktivitas
Proses radioaktivitas alami, pertama kali
ditemukan secara kebetulan oleh seorang ahli
fisika, Antoine Henri Becquerel pada tahun 1896.
Ketika sedang mempelajari sifat fluoresensi
garam Uranium, ia menemukan bahwa Uranium
ini secara spontan memancarkan radiasi
berenergi tinggi yang dapat menghitamkan pelat
fotografi. Antoine Henri Becquerel

8. Sejarah Radioaktivitas
Pada tahun 1898, Marie Curie dan suaminya
Pierre Curie mempelajari radioaktivitas dari suatu
bijih uranium yang disebut pek blenda (“pitch
blende”) dan berhasil menemukan dua unsur baru
yang sangat radioaktif yaitu, Polonium (Po) dan
Radium (Ra), dimana kekuatan radiasi kedua
unsur ini lebih besar dari Uranium (U).
Marie Curie dan Pierre Curie

9. Sejarah Radioaktifitas
Ketika mempelajari radioaktivitas dari Radium (Ra), Ernest Rutherford
menemukan sinar alfa (α) dan sinar beta (β). Pada waktu yang sama tahun 1900,
Paul Villard menemukan sinar gamma (γ).
Ernest Rutherford Paul Villard

10. Karakteristik Sinar Radioaktif Alfa (𝛂), Beta (𝛃) dan Gamma (𝛄)
Sinar alfa (𝛂)
Sinar 𝛂 merupakan partikel yang terdiri dari 4 buah nukleon (2 proton dan 2 neutron) yaitu inti helium (He)
dan diberi lambang 2
4
α atau 2
4
He.
Sinar 𝛂, memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1.Massa partikel 𝛂 adalah 6,643 x 10-27 kg atau setara dengan 4 kali massa proton, sedangkan muatan
partikel 𝛂 setara dengan 2 kali muatan proton yaitu +3,2 x 10-19 C.
2.Partikel 𝛂 dibelokkan ketika melewati medan magnet atau medan listrik, namun pembelokannya kurang
tajam dibandingkan sinar β, karena partikel 𝛂 memiliki massa yang lebih besar (Gambar 1 (a) dan (b)).
3.Memiliki daya tembus yang sangat kecil (Gambar 1 (c)).
4.Memiliki kecepatan sangat besar dengan kecepatan yang bervariasi antara 1/100 sampai 1/10 kecepatan
cahaya.
5.Memiliki daya ionisasi yang sangat besar yaitu 100 kali daya ionisasi partikel β atau 10.000 kali daya
ionisasi partikel gamma.

11. Sinar beta (𝛃)
Sinar β merupakan partikel pancaran elektron dengan kecepatan tinggi dan diberi lambang
−1
0
β atau−1
0
e.
Sinar β, memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1.Massa partikel β adalah 9,1 x 10-31 kg, sedangkan muatannya sebesar +1,6 x 10-19 C.
2.Partikel β dibelokkan ketika melewati medan magnet dan medan listrik, dengan defleksi
yang besar karena partikel beta lebih ringan daripada partikel 𝛂 (Gambar 1 (a) dan (b)).
3.Memiliki daya tembus yang lebih besar daripada partikel 𝛂 (Gambar 1 (c)).
4.Memiliki kecepatan antara 1/100 sampai 9/100 kecepatan cahaya.
5. Memiliki daya ionisasi 1/100 kali dari partikel 𝛂.
Karakteristik Sinar Radioaktif Alfa (𝛂), Beta (𝛃) dan Gamma (𝛄)

12. Sinar gamma (𝛄)
Sinar 𝛄 merupakan gelombang atau radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang
pendek dan diberi lambang 0
0
γ atau γ.
Sinar 𝛄, memiliki sifat-sifat sebagai berikut :
1. Sinar 𝛄 termasuk dalam gelombang elektromagnetik seperti sinar tampak dan sinarX, dengan
panjang gelombang yang lebih pendek daripada sinar-X.
2. Partikel 𝛄 tidak dibelokkan ketika melewati medan magnet dan medan listrik (Gambar 1 (a) dan
(b)).
3. Memiliki daya tembus yang tinggi (Gambar 1 (c)).
4. Memiliki kecepatan sebesar kecepatan cahaya.
5. Memiliki daya ionisasi yang sangat rendah dibandingkan dengan partikel 𝛂 maupun partikel β.
Karakteristik Sinar Radioaktif Alfa (𝛂), Beta (𝛃) dan Gamma (𝛄)

14. Apa itu Radioaktivitas?
Kecuali inti hidrogen 1
1
H, semua inti atom mengandung dua jenis partikel
dasar (proton dan neutron) (yang disebut nukleon).
Inti atom suatu unsur yang memilki jumlah neutron (N) lebih banyak
daripada jumlah proton (Z), cenderung menjadi tidak stabil.
Inti atom yang tidak stabil ini, akan meluruh secara spontan dengan
memancarkan radiasi untuk menjadi lebih stabil (aktifitas ini dikatakan
bersifat radioaktif).

15. Apa itu Radioaktivitas?
• Radioaktivitas : kemampuan suatu inti yang tidak stabil untuk
memancarkan radiasi dan berubah menjadi inti yang lebih stabil.
• Radiasi : sinar atau partikel yang dipancarkan inti radioaktif.
Cat : Istilah radioaktivitas diajukan oleh Marie Curie.

16. Apa itu Radioaktivitas?
• Peluruhan radioaktif : proses perubahan inti tidak stabil menjadi inti
yang lebih stabil atau inti lain melalui peluruhan spontan dengan
memancarkan radiasi. Radiasi yang dipancarkan, tergantung pada
inti radioaktifnya, yaitu dapat berupa partikel dan atau radiasi
gelombang elektromagnetik.

17. Jenis-jenis radiasi yang dipancarkan oleh radionuklida/inti radioaktif
No. Radiasi Lambang Tipe
1. Alfa (α) 2
4
He atau 2
4
α Partikel
2. Beta (β) / Elektron negatif
(negatron)
−1
0
β Partikel
3. Gamma (γ) 0
0
γ atau γ Gelombang
elektromagnetik
4. Proton 1
1
p atau 1
1
H Partikel
5. Neutron 0
1
n Partikel
6. Elektron −1
0
e Partikel
7. Elektron positif (positron) +1
0
e atau+1
0
β Partikel

18. Apa itu Radioaktivitas?
• Radionuklida (unsur radioaktif atau inti radioaktif) : Inti tidak stabil
yang memancarkan radiasi untuk menjadi lebih stabil.
• Zat radioaktif : Materi/zat yang mengandung radionuklida.

19. Apa itu Radioaktivitas?
Peristiwa radioaktivitas yang lain  transmutasi inti.
Transmutasi inti : perubahan atau transformasi suatu inti menjadi inti
lain melalui suatu reaksi inti, namun berbeda dengan peluruhan
radioaktif yang terjadi secara spontan, transmutasi inti terjadi akibat
tumbukan partikel-partikel (inti dibombardir, atau ditumbuk, oleh
inti lain atau partikel inti sehingga terjadi tumbukan antar partikel).

20. Macam-macam Nuklida
Berdasarkan kestabilan dan proses pembentukannya di alam,
nuklida dapat dibagi menjadi :
1. Nuklida stabil
2. Radionuklida

21. Macam-macam Nuklida
1. Nuklida stabil : Nuklida ini secara alamiah stabil atau
radioaktivitasnya tidak terdeteksi (nuklida yang memiliki A dan Z
tetap).
Contoh :
1
1
H, 6
12
C, 7
14
N

22. Macam-macam Nuklida
2. Radionuklida, yaitu nuklida yang tidak stabil dan secara spontan
meluruh menjadi nuklida lain (nuklida yang memiliki A dan Z yang
dapat berubah-ubah).

23. Macam-macam Nuklida
2. Radionuklida dapat dibagi lagi menjadi :
a. Radionuklida alam primer
b. Radionuklida alam sekunder
c. Radionuklida alam terinduksi
d. Radionuklida buatan

24. Macam-macam Nuklida
a. Radionuklida alam primer
Radionuklida yang terbentuk secara alami dan bersifat radioaktif.
Disebut primer karena memiliki waktu paruh panjang sehingga masih
bisa ditemukan di alam sampai sekarang.
Contoh : 92
238
U, dengan waktu paruh 4,5 x 109 tahun.

25. Macam-macam Nuklida
b. Radionuklida alam sekunder
Nuklida ini radioaktif dan dapat ditemukan di alam. Waktu paruhnya
pendek dan dibentuk secara kontinu dari radionuklida alam primer.
Contoh :
90
234
Th, denganwaktuparuh 24 hari.

26. Macam-macam Nuklida
c. Radionuklida alam terinduksi
Contoh : 6
14
C yang terbentuk karena interaksi sinar kosmik dengan
nuklida 7
14
N di atmosfir.
d. Radionuklida buatan
Radionuklida yang terbentuk tidak secara alami, tapi hasil
sintesis/rekayasa/buatan manusia.
Contoh : Unsur –unsur transuranium.

27. Macam-macam Nuklida
Berdasarkan kesamaan nilai A, Z dan N, nuklida-nuklida dapat
dikelompokkan menjadi :
1. Isotop
2. Isobar
3. Isoton
4. Isomer inti

28. Macam-macam Nuklida
1. Isotop yaitu nuklida yang Z sama tetapi A berbeda. Perbedaan ini
disebabkan oleh N yang berbeda. Oleh karena sifat-sifat kimia suatu
unsur bergantung pada nomor atomnya, maka isotop-isotop suatu
unsur mempunyai sifat-sifat kimia yang sama.
Contoh :
6
12
C, 6
13
C, 6
14
C

29. Macam-macam Nuklida
2. Isobar ialah nuklida yang A sama tetapi Z berbeda. Oleh karena
nomor atom isobar-isobar berbeda, sifat-sifat kimia dan fisika pun
berbeda.
Contoh :
52
130
Te, 54
130
Xe, 56
130
Ba

30. Macam-macam Nuklida
3. Isoton ialah nuklida dengan N yang sama. Oleh karena nomor
atomnya berbeda maka isoton-isoton sifat-sifat fisika dan sifat
kimianya berbeda.
Contoh :
14
30
Si, 15
31
P, 16
32
S

31. Macam-macam Nuklida
4. Isomer inti yaitu nuklida yang memiliki A dan Z yang sama tetapi dibedakan
oleh tingkat energi dan jenis peluruhan radioaktifnya. Isomer dengan
tingkat energi lebih tinggi dapat terjadi karena eksitasi akibat penembakan
partikel atau peluruhan inti radioaktif dan bersifat metastabil.
Contoh :
58Co diketahui memiliki setidaknya dua isomer. Isomer dengan energi lebih rendah
memiliki waktu paruh 71 hari dan meluruh dengan penangkapan elektron serta
pemancaran positron, sedangkan isomer lainnya, 58mCo (m berarti "metastabil")
memiliki waktu paruh 9 jam dan meluruh dengan peluruhan gamma menghasilkan
isomer pertama (58Co).

32. Radionuklida/Inti Radioaktif dan Reaksi Inti
Unsur-unsur apa saja yang bersifat radioaktif?
Semua unsur yang memiliki nomor atom (Z) lebih besar dari 83 adalah
unsur/inti radioaktif.
Contoh :
Peluruhan radioaktif :
Isotop polonium, yaitu 84
210
Po, meluruh secara spontan menjadi 82
206
Pb
dengan memancarkan sebuah partikel α.

33. Radionuklida/Inti Radioaktif dan Reaksi Inti
Namun, terdapat pula unsur radioaktif yang memiliki nomor atom (Z) kecil.
Contoh :
Transmutasi inti alami :
Isotop Karbon, yaitu 6
14
C yang terbentuk ketika inti 7
14
N di atmosfer menangkap satu neutron
(dari matahari).
Peristiwa ini tergolong transmutasi inti alami, karena terjadi secara alami di luar angkasa.
Contoh :
Transmutasi inti buatan :
Isotop Fosfor, yaitu 15
30
P yang terbentuk dengan menembak inti 13
27
Al dengan sinar alfa.
Peristiwa ini tergolong transmutasi inti buatan, karena tidak secara alami tapi sengaja
dilakukan oleh manusia.

34. Reaksi-reaksi Inti
Jenis Radioaktivitas :
(1) Peluruhan radioaktif
(2) Transmutasi inti alami dan
(3) Transmutasi inti buatan

35. Persamaan Reaksi Inti
Perubahan yang terjadi selama reaksi inti dapat diperlihatkan dalam
suatu persamaan reaksi inti.
Seperti pada persamaan reaksi kimia biasa yang harus dalam keadaan
setara/setimbang antara produk dan reaktan, hal yang sama juga
berlaku untuk persamaan reaksi inti.

36. Menyetarakan Persamaan Reaksi Inti
Aturan dalam menyetarakan persamaan reaksi inti (persamaan
inti) :
• Jumlah nomor massa harus sama (kekekalan nomor massa),
• Jumlah nomor atom harus sama (kekekalan nomor atom).

37. Jenis-jenis radiasi yang dipancarkan oleh radionuklida/inti radioaktif
No. Radiasi Massa (u)* Muatan Lambang Tipe
1. Alfa (α) 4 +2 2
4
He atau 2
4
α Partikel
2. Beta (β) / Elektron
negatif (negatron)
0 -1 −1
0
β Partikel
3. Gamma (γ) 0 0 0
0
γ atau γ Gelombang
elektromagnetik
4. Proton 1 +1 1
1
p atau 1
1
H Partikel
5. Neutron 1 0 0
1
n Partikel
6. Elektron 0 -1 −1
0
e Partikel
7. Elektron positif
(positron)
0 +1 +1
0
e atau+1
0
β Partikel
*u = satuan SI untuk Satuan Massa Atom (sma)

38. Menyetarakan Persamaan Reaksi Inti
Contoh Soal :
Tuliskan persamaan reaksi inti setara untuk menyatakan :
a. Pemancaran partikel α oleh 86
222
Rn,
b. Peluruhan radioaktif 55
137
Cs menjadi 56
137
Ba,
c. Produksi 15
30
P dengan menembak 13
27
Al dengan partikel α, dan
d. Penembakan 7
14
N dengan neutron membentuk 6
14
C.

39. Menyetarakan Persamaan Reaksi Inti
Penyelesaian :
a. Pemancaran partikel α oleh 86
222
Rn
86
222
RnZ
A
X + 2
4
He
86
222
Rn 84
218
X + 2
4
He
86
222
Rn 84
218
Po + 2
4
He (2
4
He = 2
4
α)
Pada peluruhan radioaktif, inti yang meluruh disebut
induk dan inti yang terbentuk disebut anak/turunan.
Jadi, pada persamaan reaksi inti ini, 86
222
Rn (induk)
dan 84
218
Po (anak/turunan).

41. Menyetarakan Persamaan Reaksi Inti
Penyelesaian :
b. Peluruhan radioaktif 55
137
Cs menjadi 56
137
Ba
55
137
Cs 56
137
Ba + X (Radiasi yang dipancarkan?)
55
137
Cs 56
137
Ba + −1
0
β Partikel beta

42. Menyetarakan Persamaan Reaksi Inti
Penyelesaian :
c. Produksi 15
30
P dengan menembak 13
27
Al dengan partikel α
13
27
Al + 2
4
He15
30
P + X (Radiasi yang dipancarkan?)
13
27
Al + 2
4
He15
30
P + 0
1
n Partikel neutron

43. Menyetarakan Persamaan Reaksi Inti
Penyelesaian :
d. Penembakan 7
14
N dengan neutron membentuk 6
14
C.
7
14
N + 0
1
n 6
14
C + X (Radiasi yang dipancarkan?)
7
14
N + 0
1
n 6
14
C + 1
1
p Partikel proton/hidrogen (1
1
p = 1
1
H)

44. Menyetarakan Persamaan Reaksi Inti
Latihan Soal :
Tuliskan persamaan inti setara untuk menyatakan :
(a) Pemancaran partikel α oleh 84
212
Po.
(b) Peluruhan radioaktif Bismut-215 menjadi Polonium-215.
(c) Pemancaran partikel β−
oleh 94
241
Pu.
(d) Peluruhan inti radioaktif untuk menghasilkan 28
58
Ni dan 1 positron.

45. Macam Peluruhan Radioaktif
1. Peluruhan Alfa (α)
2. Peluruhan Beta (β)
3. Peluruhan Gamma (γ)
4. Pemancaran Neutron
5. Pemancaran Neutron Terlambat
6. Pembelahan Spontan

46. Macam Peluruhan Radioaktif
1. Peluruhan Alfa (α)
Peluruhan α atau radiasi α terdiri dari pancaran inti atom helium yang disebut partikel α yang
dinyatakan dengan 2
4
α atau 2
4
He.
Dalam peluruhan α, sebuah partikel α dipancarkan dari sebuah inti. Partikel/sinar α memiliki 2
proton dan 2 neutron. Apabila suatu unsur memancarkan sinar α, maka inti atom unsur
tersebut nomor massanya akan berkurang 4 satuan dan nomor atomnya berkurang 2 satuan.
Contoh :
𝟗𝟐
𝟐𝟑𝟖
U 𝟗𝟎
𝟐𝟑𝟒
Th+ 𝟐
𝟒
He
Pada reaksi inti atom ini, unsur 92
238
U meluruh menjadi unsur 90
234
Th dengan memancarkan
partikel/sinar α.

47. 2. Peluruhan Beta (𝛃)
Pada peluruhan 𝛃, neutron berubah menjadi proton. Pada proses ini
tidak terjadi perubahan jumlah nomor massa (A).
Ada tiga macam peluruhan 𝛃 :
a. Peluruhan negatron
b. Peluruhan positron
c. Penangkapan elektron
Macam Peluruhan Radioaktif

48. 2. Peluruhan Beta (𝛃)
a. Peluruhan negatron
Di sini terjadi perubahan neutron menjadi proton dengan pemancaran elektron negatif atau
negatron yang menyebabkan nomor atom (Z) unsur bertambah sedangkan nomor massanya
(A) tetap.
𝟎
𝟏
n 𝟏
𝟏
p+ −𝟏
𝟎
𝛃
Contoh :
𝟗𝟎
𝟐𝟑𝟒
Th 𝟗𝟏
𝟐𝟑𝟒
Pa+ −𝟏
𝟎
𝛃
Pada reaksi inti atom ini, inti 90
234
Th berubah menjadi inti 91
234
Pa dengan memancarkan elektron
negatif atau negatron.
Cat : Elektron ini bukan berasal dari partikel elektron di kulit atom atau orbital. Partikel elektron
ini didapat dengan mengubah neutron menjadi satu partikel proton yang tetap berada dalam inti
atom.
Macam Peluruhan Radioaktif

49. 2. Peluruhan Beta (𝛃)
b. Peluruhan positron
Disini terjadi perubahan proton menjadi neutron dengan memancarkan elektron positif
atau positron yang menyebabkan nomor atom (Z) unsur berkurang sedangkan nomor
massanya (A) tetap. Pemancaran positron lazim dijumpai pada inti dari unsur radioaktif yang
lebih ringan yang dihasilkan secara artifisial (buatan).
𝟏
𝟏
p 𝟎
𝟏
n+ +𝟏
𝟎
𝛃
Contoh :
𝟏𝟓
𝟑𝟎
P 𝟏𝟒
𝟑𝟎
Si + +𝟏
𝟎
𝛃
Pada reaksi inti atom ini, inti 𝟏𝟓
𝟑𝟎
P berubah menjadi inti 𝟏𝟒
𝟑𝟎
Si dengan memancarkan elektron
positif atau positron.
Macam Peluruhan Radioaktif

50. 2. Peluruhan Beta (𝛃)
c. Penangkapan elektron (Electron capture) (EC)
Dalam kasus ini, elektron dari kulit elektron dalam (biasanya kulit n = 1) diserap oleh inti, yang
mengubah proton menjadi neutron yang menyebabkan nomor atom (Z) unsur berkurang
sedangkan nomor massanya (A) tetap. Ketika elektron dari tingkat kuantum yang lebih tinggi
jatuh ke tingkat energi yang dikosongkan oleh elektron yang tertangkap, radiasi X (sinar X)
dipancarkan. Proses ini jarang terjadi pada isotop alam, tetapi terjadi pada radionuklida artifisial
(buatan).
𝟏
𝟏
p + −𝟏
𝟎
𝐞  𝟎
𝟏
n
Contoh :
𝟖𝟏
𝟐𝟎𝟐
Tl + −𝟏
𝟎
𝐞  𝟖𝟎
𝟐𝟎𝟐
Hg (diikuti radiasi/sinar X)
Disini kita menggunakan −𝟏
𝟎
𝐞 bukan −𝟏
𝟎
𝛃 sebab elektron berasal dari orbital atom atau kulit
atom dan bukan dari inti.
Macam Peluruhan Radioaktif

51. 3. Peluruhan Gamma (γ)
Beberapa proses peluruhan radioaktif yang menghasilkan partikel/sinar α atau β
meninggalkan inti dalam keadaan tereksitasi. Inti yang berada dalam keadaan tereksitasi ini,
melakukan transisi ke tingkat energi yang lebih rendah dengan memancarkan radiasi
elektromagnetik yang disebut sinar γ. Sinar γ mempunyai radiasi paling tinggi
dibandingkan dengan kedua sinar lainnya (α dan β). Karena sinar γ tidak bermuatan dan
tidak bermassa maka suatu unsur yang memancarkan partikel/sinar γ memiliki nomor atom
(Z) dan nomor massa (A) yang tetap.
Contoh :
𝟗𝟐
𝟐𝟑𝟒
U 𝟗𝟎
𝟐𝟑𝟎
Th* + 𝟐
𝟒
He
𝟗𝟎
𝟐𝟑𝟎
Th*  𝟗𝟎
𝟐𝟑𝟎
Th+ 𝟎
𝟎
𝛄
Proses ini seringkali disebut "transisi isomer"
Inti atom yang berada dalam keadaan tereksitasi disimbolkan dengan tanda bintang (*),
dimana keadaan tersebut diperoleh melalui peluruhan inti radioaktif atau tumbukan dengan
partikel lain (penembakan partikel).
Macam Peluruhan Radioaktif

52. 4. Pemancaran Neutron
Disini ini atom mengalami kelebihan neutron sehingga secara langsung
dilepaskan dari inti yang menyebabkan nomor atom (Z) unsur tetap
sedangkan nomor massanya (A) berkurang.
Contoh :
𝟑𝟔
𝟖𝟕
Kr 𝟑𝟔
𝟖𝟔
Kr+ 𝟎
𝟏
𝐧
Macam Peluruhan Radioaktif

53. 5. Pemancaran Neutron Terlambat (Delayed Neutron)
Neutron terlambat adalah neutron yang dipancarkan setelah peristiwa fisi inti, oleh
salah satu produk fisi (atau sebenarnya, anak produk fisi setelah peluruhan beta),
setiap saat dari beberapa milidetik hingga beberapa menit setelah peristiwa fisi.
Contoh :
𝟑𝟓
𝟖𝟕
Br 𝟑𝟔
𝟖𝟕
Kr + −𝟏
𝟎
𝛃
(56 detik)
𝟑𝟓
𝟖𝟕
Br disebut pemancar neutron terlambat.
Macam Peluruhan Radioaktif
𝟑𝟔
𝟖𝟕
Kr 𝟑𝟔
𝟖𝟔
Kr+ 𝟎
𝟏
𝐧
(cepat)

54. 6. Pembelahan Spontan
Proses ini hanya terjadi dengan nuklida-nuklida dengan nomor atom (Z) yang
sangat besar dan membelah secara spontan menjadi dua nuklida lebih kecil yang
massanya berbeda.
Contoh :
𝟗𝟖
𝟐𝟓𝟒
Cf 𝟒𝟐
𝟏𝟎𝟖
Mo+ 𝟓𝟔
𝟏𝟒𝟐
Ba + 4𝟎
𝟏
𝐧
Macam Peluruhan Radioaktif

55. Deret Peluruhan Radioaktif (Deret Keradioaktifan)
Deret peluruhan radioaktif merupakan kelompok unsur yang terbentuk
dari satu nuklida radioaktif yang berturut-turut memancarkan partikel alfa
atau partikel beta.
Pada setiap pancaran radiasi terbentuk atom dari unsur yang berlainan.
Deret ini dimulai dari unsur induk yang meluruh terus menerus
membentuk atom baru (turunan/anak) sehingga akhirnya membentuk
atom yang stabil (tidak radioaktif).

56. Deret Peluruhan Radioaktif (Deret Keradioaktifan)
Ada 3 deret peluruhan radioaktif alam yaitu deret Thorium, deret
Uranium dan deret Aktinium.
Deret Thorium dan deret Uranium diberi nama sesuai dengan nama
anggota inti yang mempunyai waktu paruh terpanjang yaitu berturut-turut
1,39 x 1010 dan 4,51 x 109 tahun, dan menjadi induknya.
Induk deret Aktinium bukan unsur Aktinium (Ac), tetapi unsur yang
mempunyai waktu paruh terpanjang, yaitu 7,07 x 108 tahun yang disebut
Aktinouranium (Uranium-235).

57. Deret Peluruhan Radioaktif (Deret Keradioaktifan)
Deret peluruhan radioaktif ke-4 adalah deret peluruhan radioaktif
buatan yang disebut deret Neptunium karena Neptunium adalah
anggota dengan waktu paruh terpanjang, yaitu 2,25 x 106 tahun (yang
menjadi induknya).
Hasil terakhir dari deret peluruhan radioaktif alami adalah unsur Timbal
(Pb), sedangkan hasil terakhir dari deret peluruhan radioaktif buatan
adalah unsur Bismut (Bi).

58. 1. Deret Thorium (Th)
Terdapat 25 isotop Thorium yang dikenal tidak stabil, dengan nomor
massa antara 212 sampai 236.
Isotop Thorium yang paling stabil adalah Thorium-232 yang merupakan
sebuah isotop pemancar/pengemisi alfa (α) dengan waktu paruh yang
sangat panjang, yaitu sekitar 1.39 x 1010 tahun.
Dalam deret Thorium-232 terdapat 10 proses peluruhan utama yang
terdiri dari 6 peluruhan alfa (α) dan 4 peluruhan beta (β).
Proses disintegrasi (peluruhan) deret Thorium-232 ditunjukkan pada
gambar di bawah ini :

59. 1. Deret Thorium (Th)
Skema Peluruhan Deret Thorium :

60. 1. Deret Thorium (Th)
Deret Thorium dengan isotop Thorium-232 (Th-232) akan mengalami
peluruhan hingga stabil menjadi Timbal-208 (Pb-208).
Deret Thorium disebut juga dengan deret 4n karena nomor massa
unsur-unsur radioaktifnya selalu habis jika dibagi 4.
Setiap nuklida pada deret Thorium-232 memiliki waktu paruh masing-
masing, dan nuklida induk memiliki waktu paruh paling lama
dibandingkan dengan nuklida-nuklida turunannya.

61. 2. Deret Uranium (U-238)
Uranium merupakan salah satu unsur radioaktif alam yang memiliki inti
atom tidak stabil. Uranium dengan isotop Uranium-238 (U-238) akan
mengalami peluruhan menjadi inti yang stabil yaitu Timbal-206 (Pb-
206).
Dalam deret Uranium-238 terdapat 14 proses peluruhan utama yang
terdiri dari 8 peluruhan alfa (α) dan 6 peluruhan beta (β).
Proses disintegrasi (peluruhan) deret Uranium-238 ditunjukkan pada
gambar di bawah ini :

62. 2. Deret Uranium (U-238)
Skema Peluruhan Deret Uranium :

63. 2. Deret Uranium (U-238)
Deret Uranium disebut juga dengan deret 4n+2 karena setiap
nomor massa unsur-unsur radioaktifnya selalu habis jika
dibagi 4 dan bersisa 2.

64. 3. Deret Aktinium (U-235)
Deret Aktinium merupakan deret peluruhan dari unsur radioaktif
Uranium-235 (U-235).
Uranium dengan isotop Uranium-235 akan mengalami peluruhan
menjadi inti yang stabil yaitu Timbal-207 (Pb-207).
Dalam deret Aktinium atau Uranium-235 terdapat 11 proses
peluruhan utama yang terdiri dari 7 peluruhan alfa (𝛼) dan 4
peluruhan beta (𝛽).
Proses disintegrasi (peluruhan) deret Aktinium atau Uranium-235
ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

65. 3. Deret Aktinium (U-235)
Skema Peluruhan Deret Aktinium :

66. 3. Deret Aktinium (U-235)
Deret Aktinium disebut juga dengan deret 4n+3 karena
setiap nomor massa unsur-unsur radioaktifnya selalu habis
jika dibagi 4 dan bersisa 3.

67. 4. Deret Neptunium (Np)
Deret Neptunium merupakan deret tak alami, karena berasal dari
buatan manusia melalui penembakan inti berat dengan neutron.
Neptunium dengan isotop 237 (Neptunium-237) (Np-237) akan
mengalami peluruhan menjadi inti yang stabil yaitu Bismut-209 (Bi-
209).
Dalam deret Neptunium-237 terdapat 11 proses peluruhan utama
yang terdiri dari 7 peluruhan alfa (α) dan 4 peluruhan beta (β).
Proses disintegrasi (peluruhan) deret Neptunium-237 ditunjukkan
pada gambar di bawah ini :

68. 4. Deret Neptunium (Np)
Skema Peluruhan Deret Neptunium :

69. 4. Deret Neptunium (Np)
Deret Neptunium disebut juga dengan deret 4n+1 karena
setiap nomor massa unsur-unsur radioaktifnya selalu habis
jika dibagi 4 dan bersisa 1.

70. Deret Peluruhan Radioaktif (Deret Keradioaktifan)
Deret Peluruhan Radioaktif (Deret Keradioaktifan)
Nama
Deret
Nomor
Massa (A)
Inti terakhir
(Produk)
Inti Induk (Waktu
paruh terpanjang)
Waktu paruh
(Tahun)
Thorium 4n 82
208
Pb 90
232
Th 1,4 x 1010
Neptunium 4n + 1 83
209
Bi 93
237
Np 2,3 x 106
Uranium 4n + 2 82
206
Pb 92
238
U 4,5 x 109
Aktinium 4n + 3 82
207
Pb 92
235
U 7,1 x 108

71. Kestabilan Inti
Faktor utama yang menentukan apakah suatu inti stabil ialah
perbandingan/rasio neutron terhadap proton (N/Z).
Untuk atom stabil dari unsur yang mempunyai nomor atom rendah
(Z < 20), nilai N/Z minimal sama dengan 1.
Dengan meningkatnya nomor atom, perbandingan neutron terhadap
proton dari inti stabil menjadi lebih besar dari 1.
Adanya penyimpangan pada nomor-nomor atom yang lebih tinggi ini
muncul karena dibutuhkan lebih banyak neutron untuk melawan kuatnya
gaya tolak-menolak pada proton-proton ini dan menstabilkan inti.

72. Kestabilan Inti
Kestabilan inti tidak dapat diramal dengan suatu aturan.
Namun, ada beberapa aturan empiris yang dapat digunakan untuk
mengenal inti yang stabil dan yang radioaktif (tak stabil).

73. Kestabilan Inti
Aturan empiris untuk mengenal inti yang stabil dan yang radioaktif (tak
stabil) :
1. Semua inti yang mengandung 84 proton (Z = 84) atau lebih adalah
radioaktif (tidak stabil).
2. Semua isotop Teknesium (Tc) (Z = 43) dan Prometium (Pm) (Z = 61)
adalah radioaktif (tidak stabil).
3. Aturan ganjil genap (Tabel di bawah). Diamati bahwa inti yang
mengandung jumlah proton dan neutron genap lebih stabil dari inti
yang mengandung jumlah proton dan neutron ganjil.

74. Kestabilan Inti
Jumlah inti stabil dengan jumlah proton dan neutron genap dan ganjil.
Jumlah proton-neutron Inti yang stabil
Genap-genap 164
Genap-ganjil 55
Ganjil-genap 50
Ganjil-ganjil 5

75. Kestabilan Inti
4. Bilangan Ajaib (Magic Numbers)
Dari berbagai pengamatan tentang kestabilan inti ditemukan bahwa inti itu
stabil jika dalam inti terdapat jumlah proton dan jumlah neutron sama dengan
bilangan ajaib (magic numbers), atau konfigurasi kulit tertutup (closed shell
configuration), untuk jumlah proton dan neutron.
Bilangan-bilangan ini adalah :
Untuk proton : = 2, 8, 20, 28, 50, 114 dan 82
Untuk neutron : = 2, 8, 20, 28, 50, 82 dan 126
Nuklida yang mempunyai neutron dan proton sebanyak bilangan ajaib stabil
terhadap reaksi inti dan peluruhan radioaktif.

76. Kestabilan Inti
Contoh isotop-isotop stabil :
𝟐
𝟒
𝐇𝐞, 𝟖
𝟏𝟔
𝐎, 𝟐𝟎
𝟒𝟎
𝐂𝐚, dan 𝟖𝟐
𝟐𝟎𝟖
𝐏𝐛
Untuk proton : = 2, 8, 20, dan 82 (termasuk dalam bilangan ajaib).
Untuk neutron : = 2, 8, 20, dan 126 (termasuk dalam bilangan ajaib).
Jadi, isotop-isotop di atas adalah isotop-isotop stabil.

77. Kestabilan Inti
5. Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan/rasio neutron terhadap
proton, (N/Z).
Perbandingan/rasio neutron terhadap proton minimum untuk stabilitas inti
adalah N/Z = 1 atau N = Z.
• Nuklida-nuklida ringan dengan nomor atom kurang dari 20 (Z < 20), umumnya
lebih stabil dengan jumlah proton sama dengan jumlah neutron (N = Z atau
N/Z = 1).
• Pada nuklida-nuklida lebih berat, muatan inti cenderung menolak proton
sehingga kestabilan cenderung menuju ke arah nuklida yang jumlah
neutron lebih banyak (N > Z atau N/Z > 1).
6. Pita kestabilan inti  kurva kestabilan inti, peta kestabilan inti, sabuk stabilitas,
dll, sebagai panduan kasar dalam menentukan jenis peluruhan untuk
kestabilan inti.

78. Pita Kestabilan
Dari sekian banyak isotop yang dikenal,
hanya kurang lebih seperempatnya yang
stabil.
Jika N dialurkan terhadap Z untuk semua
isotop stabil, diperoleh gambar seperti
tertera pada gambar di samping kanan.
Daerah yang terdapat inti stabil disebut
pita kestabilan inti.
Pita kestabilan inti

79. Pita Kestabilan
Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron
terhadap proton (N/Z), agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan.
Bagi nuklida dengan Z = 20, N/Z sekitar 1,0 sampai 1,1. Jika Z bertambah
perbandingan neutron terhadap proton bertambah menjadi sekitar 1,5.
Jika jumlah proton makin bertambah (sangat banyak), tolak-menolak antara
proton-proton sangat besar sehingga tidak mungkin terdapat nuklida yang stabil.
Jadi, tidak dikenal nuklida stabil dengan nomor atom lebih besar 83, sebaliknya
semua unsur dengan Z kurang atau sama dengan 83, mempunyai satu nuklida
atau lebih yang stabil, kecuali, unsur Teknesium (Tc) (Z = 43) dan Prometium
(Pm) (Z = 61).

80. Pita Kestabilan
Daerah di sekitar pita kestabilan, di mana
terdapat inti-inti yang tidak stabil, dapat dibagi
dalam tiga daerah, yaitu :
1. Di atas pita kestabilan
Inti di daerah ini, Z < 83, N/Z besar, atau
daerah surplus neutron.
Di daerah ini, inti-inti mempunyai N/Z besar
atau lebih tinggi dibandingkan di dalam pita
kestabilan (untuk jumlah proton yang sama).
Pita kestabilan inti

81. Pita Kestabilan
Untuk menurunkan perbandingan ini (dan dengan demikian, bergerak
turun ke arah pita kestabilan atau untuk mencapai kestabilan inti), inti-
inti tersebut mengalami proses berikut :
a. Memancarkan/mengemisikan neutron. Hal ini jarang dapat
diamati karena berlangsung sangat cepat. Untuk memancarkan
neutron, waktu paruh inti 10-12 detik sehingga terlampau singkat
untuk dapat diamati.
b. Memancarkan/mengemisikan partikel beta. Salah satu neutron
dalam inti berubah menjadi proton disertai dengan pemancaran
partikel beta (terjadi peningkatan jumlah proton dalam inti dan
sekaligus menurunkan jumlah neutron).

82. Pita Kestabilan
2. Di bawah pita kestabilan
Inti di daerah ini, Z < 83 dan N/Z kecil atau
surplus proton.
Di daerah ini, inti mempunyai N/Z lebih rendah
dibandingkan dalam pita kestabilan (untuk
jumlah proton yang sama).
Pita kestabilan inti

83. Pita Kestabilan
Untuk meningkatkan perbandingan ini (dan dengan demikian bergerak naik
ke arah pita kestabilan) atau untuk mencapai kestabilan, inti-inti mengalami
proses berikut :
a. Memancarkan/mengemisikan positron.
Dalam hal ini proton berubah menjadi neutron dan memancarkan positron
yang menyebabkan jumlah proton berkurang sedangkan jumlah neutron
bertambah.
b. Penangkapan elektron/electron capture (EC).
Dalam kasus ini, elektron dari kulit elektron dalam diserap oleh inti, yang
mengubah proton menjadi neutron yang menyebabkan jumlah proton
berkurang sedangkan jumlah neutron bertambah.

84. Pita Kestabilan
3. Inti dengan Z > 83.
Inti di daerah ini surplus neutron dan proton
(surplus massa). Untuk mencapai kestabilan, inti
memancarkan/mengemisikan partikel alfa.
Untuk 92
234
U terjadi peluruhan dalam banyak
tahap dan gabungan pemancaran alfa dan beta
 Deret Peluruhan Radioaktif (Deret
Keradioaktifan).
Pita kestabilan inti

85. Pita Kestabilan
Pada pita kestabilan juga terdapat inti tidak
stabil. Ketidakstabilan ini disebabkan inti
dalam keadaan tereksitasi, sehingga untuk
menjadi inti yang stabil cukup dengan
melepaskan energi berupa sinar gamma (γ)
(tidak terjadi perubahan jumlah proton
maupun neutron).
Pita kestabilan inti

86. Gambar Pita Kestabilan Inti
Inti dengan Z > 83, jenis peluruhan
dominannya : pemancaran partikel alfa
Inti di bawah pita kestabilan, jenis
peluruhan dominannya : pemancaran
positron atau penangkapan elektron
Inti di atas pita kestabilan,
jenis peluruhan dominannya
: pemancaran partikel beta

87. Pita Kestabilan
Macam-macam Peluruhan Radioaktif
Keadaan Inti Radiasi Proses Setara Macam Peluruhan
Z > 83 2
4
He atau 2
4
α Emisi alfa (α)
N/Z besar −1
0
β 𝟎
𝟏
n 𝟏
𝟏
p+ −𝟏
𝟎
𝛃 Emisi beta (β
−
)
N/Z kecil +1
0
β 𝟏
𝟏
p  𝟎
𝟏
n + +𝟏
𝟎
𝛃 Emisi positron (β
+
)
N/Z kecil Sinar X 𝟏
𝟏
p + −𝟏
𝟎
e  𝟎
𝟏
n Penangkapan elektron (EC)
Inti tereksitasi Emisi gamma (γ)