Makalah Radiasi

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Radioaktivitas merupakan pemancaran spontan partikel-partikel radioaktifoleh inti-inti atom yang tidak stabil. Radioaktivitas ditemukan pertama kali olehHenri Becquerel. Radioaktivitas ini digolongkan menjadi unsur-unsur radioaktif danpartikel-partikel radioaktif. Unsur radioaktif adalah unsur-unsur yang memancarkanpartikel-partikel radioaktif secara spontan. Pemancaran partikel-partikel radioaktif ituterjadi untuk mencapai kestabilan inti atom. Sebagian unsur radioaktif berubahmenjadi unsur radiooaktif lain yang lebih stabil setelah memancarkan partikel-partikel radioaktif. Ada 3 macam partikel radioaktif yaitu: sinar alfa (α), sinar betadan sinar gamma. Partikel alfa itu berupa inti helium 2He4 atau kadang ditulis 42α, sedangkan partikel beta merupakan elektron-elektron identik dengan mengelilingiinti dan mengandung 2 proton dan 2 neutron yang terikat bersama-sama dan partikelbeta merupakan perbandingan jumlah neutron yang lebih besar dari jumlah proton.Dari ketiga sinar radioaktivitas tersebut yang dijelaskan dalam makalah ini yaitutentang partikel alfa, pada dasarnya partikel alfa memiliki muatan sebesar dua kalimuatan proton dengan gerak yang relatif lambat sehingga menimbulkan ionisasi yangcukup besar. Sebagian besar nuklida nomor massa A>150 adalah tidak stabil danmeluruh dengan pemancaran sinar alfa. Untukn penur nuklida-nuklida yang lebihringan terjadinya peluruhan alfa sangat tidak memungkinkan. Konstanta peluruhansecara eksponensial dengan penurunan energi peluruhan, untuk nomor massa A= 150secara praktis energi peluruhannya nol. Informasi eksperimen tentang peluruhan alfa memperlihatkan beberapa kecenderungan yang muncul pada peluruhan inti, yaitu: 1. Pada umumnya pada peluruhan alfa terjadi kebergantungan energi peluruhan pada nomor massa A, atau nomor atom Z, atau nomor neutron N; terkecuali pada bilangan-bilangan lainnya. 2. Untuk nuklida-nuklida dengan nomoratom Z tertentu memiliki umur paruh sebagai fungsi energi peluruhan, khususnya untuk inti genap-genap.

1.2 Tujuan

-        Untuk mengetahui definisi partikel alfa

-        Untuk mengetahui karakteristik partikel alfa

-        Untuk mengetahui peluruhan partikel alfa

-        Untuk mengetahui manfaat dari partikel alfa

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Partikel Alpha (dinamakan sesuai huruf pertama pada abjad Yunani, α) adalah bentuk radiasi partikel yang sangat menyebabkan ionisasi, dan kemampuan penetrasinya rendah. Partikel tersebut terdiri dari dua buah proton dan dua buah neutron yang terikat menjadi sebuah partikel yang identik dengan nukleus helium, dan karenanya dapat ditulis juga sebagai He²⁺.

Partikel Alpha dipancarkan oleh nuklei yang radioaktif seperti uranium atau radium dalam proses yang disebut dengan peluruhan alpha. Kadang-kadang proses ini membuat nukleus berada dalam excited state dan akan memancarkan sinar gamma untuk membuang energi yang lebih. Setelah partikel alpha dipancarkan, massa atom elemen yang memancarkan akan turun kira-kira sebesar 4 amu. Ini dikarenakan oleh hilangnya 4 nukleon. Nomor atom dari atom yang bersangkutan turun 2, karena hilangnya 2 proton dari atom tersebut, menjadikannya elemen yang baru. Contohnya adalah radium yang menjadi gas radon karena peluruhan alpha. Partikel Alpha tidak dapat menembus kertas yang agak tebal karena muatannya.

            Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan 2 netron atau identik dengan inti helium partikel ini sangat masif dan berenergi tinggi dan dipancarkan dari inti isotop radioaktif yang memiliki rasio netron terhadap proton terlalu rendah.

₈₄²¹⁰Po —————-> ₂⁴He + ₈₂²⁰⁶Pb

Suatu inti yang memancarkan partikel alfa, Terkadang meninggalkan keadaan eksitasi pada inti anakan, yang kemudian menghasilkan emisi sinar gamma untuk mengembalikan inti pada keadaan dasar (stabil). Seperti contoh yang terjadi pada tranformasi inti ²²⁶Ra menjadi ²²²Rn dimana energi partikel alfa sebesar 7.77 MeV dipancarkan sehingga mengghasilkan inti ²²²Rn yang stabil. dan energi partikel alfa sebesar 4,591 MeV dipancarkan dan meninggalkan keadaan tereksitasi yang kemudian kembali ke keadaan stabil dengan sebelumnya memancarkan sinar gamma sebesar 0.186 MeV.

Yang menjadi misteri menurut Fisika Klasik, partikel alfa tidak memiliki cukup energi untuk keluar dari potensial barier inti. Sejak radius inti dapat diketahui melalui Eksperimen Hamburan Rutherford. dan memungkinkan diketahuinya tinggi potensial barier pada inti atom yang ternyata memiliki energi yang lebih tinggi dari partikel alfa yang mampu diamati dalam eksperimen. Namun Pemecahan atas masalah ini muncul dengan mekanika kuantum bahwa sebuah partikel alfa dapat terlepas dari sumur potensial dengan menerobos melalui quantum mechanical tunneling. Partikel alfa, karena memiliki muatan listrik dan massa yang relatif besar sehingga menyebabkan partikel ini memiliki kemampuan yang sangat terbatas dalam menembus bahan dan menjadi cepat kehilangan energi di udara. Sehelai kertas tisu bahkan kulit mati tsudah cukup tebal untuk menyerap semua radiasi alfa yang keluar dari bahan–bahan radioaktif. Ini mengakibatkan radiasi alfa yang berasal dari sumber–sumber di luar tubuh bukan merupakan sebuah bahaya. Namun akan menjadi bahaya jika isotop -isotop pemancar alfa tersebut terendap secara internal (di dalam tubuh) seperti terhirup, tertelan, atau bahkan terserap ke dalam aliran darah. Sehngga tidak ada lagi shielding effect dari lapisan terluar kulit yang mati, dapat menyebabkan radiasi alfa tersebut dihamburkan pada jaringan hidup, sehingga dapat menyebabkan toksin yakni dapat menimbulkan resiko kanker, khususnya setelah diketahui bahwa radiasi alfa dapat menyebabkan kanker paru–paru ketika sumber radiasi alfa tak sengaja terhisap.

Muatan positif dari partikel alfa sangat berguna dalam industri. Misalnya, radium-226 dapat digunakan untuk pengobatan kanker, yakni dengan memasukkan jumlah kecil radium ke daerah yang terkena tumor. Polonium-210 berfungsi sebagai alat static eliminator dari paper mills di pabrik kertas dan industri lainnya. Beberapa Detektor asap memanfaatkan emisi alfa dari americium-241untuk membantu menghasilkan arus listri sehingga mampu membunyikan alarm saat kebakaran.

Definisi Partikel Alfa Pada tahun 1896, Becquerel telah menemukkan gejala radioaktivitas padabahan radioaktif alam. Curie dan Rutherford menemukkan bahan pemancar radiasi alfa. Struktur nuklir pada peluruhan alfa ini mempresentasikan keadaan inti atau disebut juga sebagai partikel alfa (Wiyatmo, Yusman 2009: 124). Partikel alfa adalah inti helium yang dipancarkan oleh suatu inti yang tidak stabil. Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan 2 neutron atau identik dengan inti helium. Partikel ini sangat masif dan berenergi tinggi serta dipancarkan dari inti isotop radioaktif yang memiliki rasio neutron terhadap proton yang terlalu rendah. Oleh karena itu lambang partikel sama dengan lambang inti heliumatau terkadang ditulis 2α4. Partikel bermuatan positif (+2e), dan ketika bergerakdiudara akan menimbulkan ionisasi yang cukup besar dan paling besar dibandingkan partikel dan bahkan partikel ini tidak dapat menembus kertas. Secara umum proses pemancaran partikel dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi inti sebagai berikut: Reaksi inti tersebut menunjukkan bahwa inti X meluruh menjadi inti Y dengan memancarkan partikel dan membebaskan energi sebesar Q. Sinar alfa terbentuk saat suatu unsur radioaktif memancarkan partikel alfa dan membentuk unsur baru dalam proses yang disebut peluruhan alfa (alpha decay) (Purwoko.2009:380). Daya ionisasi partikel alfa sangat besar, kurang lebih 100 kali daya ionisasipartikel beta dan 10.000 kali daya ionisasi sinar gamma. Karena mempunyai muatanlistrik yang besar maka partikel alfa mudah dipengaruhi oleh medan listrik yang adasekitarnya. Partikel alfa tidak mampu menembus pori-pori kulit kita pada lapisan yang paling luar sekalipun karena mempunyai ukuran yang besar.

a. Sifat-sifat sinar alfa yaitu: - Terdiri atas inti helium - Bermuatan listrik positif - Dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet - Daya tembus kecil tetapi daya ionisasi sangat besar - Jika suatu atom memancarkan sinar, maka nomor atom berkurang 2 dan nomor massa berkurang 4.

b. Kecepatan dan energi partikel alfa Beberapa kecepatan dan energi dari sebuah partikel alfa dapat dijelaskan menjadi beberapa bagian yaitu: 1. Pengukuran yang akurat dari suatu partikel alfa dapat menentukkan energi yang berbeda hanya dengan jumlah kecil dan dapat menyebabkan radionuklida memancarkan spektrum partikel. 2. Pengetahuan tentang energi suatu komponen dari spektrum memungkinkan dapat menetapkan tingkat energi nuklir. 3. Metode untuk menentukkan energi dari suatu partikel yang dapat digunakan untuk proton dan deuteron. 4. Nilai-nilai yang akurat dari suatu energi partikel dapat digunakan untuk pengembangan teori partikel alfa. Dari ke empat metode tersebut bahwa metode yang memberikkan hasil yang paling tepat untuk kecepatan dan energi dari suatu partikel bergantung padapengukuran defleksi dari jalur partikel medan magnet. Ketika suatu partikel bermuatan bergerak dalam medan magnet dan orbit merupakan radius lingkaran yang ditentukkan oleh relasi sebagai berikut: Hqv = 4

Menurut Mostava (1999: 51), pengukuran secara akurat dari enegri partikelalfa antara lain berguna: 1. Menentukan spektrum partikel alfa yang dipancarkan oleh inti radioaktif. 2. dengan adanya spektrum alfa dapat diketahui level energy nuklir. 3. Pengukuran energi yang akurat, menghasilkan harga muatan Q sehingga massa nuklir akan dapat diketahui. 4. diperlukan harga partikel alfa dalam teori peluruhan alfa. Salah satu pengukuran secara presisi dari kecepatan dan energy alfa adalah dengan metode defleksi magnetic, dengan menggunakan sebuah instrument:Magnetic Spectograph.Kesetaraan Massa Mx = M y + M Kesetaraan Energi Hukum kekekalan energi menjelaskan mengenai peluruhan mana yangpaling mungkin terjadi dan bagaimana menghitung energi diam atau kinetik dari hasilpeluruhan. Sebagai contoh, sebuah inti X hanya dapat meluruh menjadi sebuah intiX’ yang lebih ringan. Selain itu, ia memancarkan pula satu atau lebih besar daripada massa diam total X’ + .

MN adalah massa diam inti (nucleus). Peluruhan ini hanya terjadi jika Qbernilai positif. Kelebihan energy Q ini muncul sebagai energy kinetic paartikel-partikel hasil peluruhan (dengan menganggap X mula-mula diam): Partikel alfa diperoleh dari peluruhan atom secara spontan, dimana: Syarat peluruhan spontan atom yang meluruh harus memiliki unsur B.

Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan 2 netron atau identik dengan inti helium. Partikel ini sangat masif dan berenergi tinggi serta dipancarkan dari inti isotop radioaktif yang memiliki rasio netron terhadap proton yang terlalu rendah dikarenakan partikel alfa ini memiliki muatan listrik dan massa yang relatifbesar sehingga dapat menyebabkan partikel ini memiliki kemampuan yang sangatterbatas dalam menembus bahan dan menjadi cepat kehilangan energi di udara.Sehelai kertas tisu bahkan kulit mati sudah cukup tebal untuk menyerap semua radiasialfa yang keluar dari bahan-bahan radioaktif. (Kaplan: 319) Suatu Partikel yang diberikan nuklida akan memancarkanpartikel dengan jumlah energi yang berbeda. Hal ini bahwa seluruh partikel α memiliki kecepatan dan energi awal yang sama dari nuklida yang aktif. Keberadaan jarak partikel ini pertama kali diamati oleh Rutherford dan Wood yang mempelajari penyerapan sinar α dari sampel ThC. Torium C memancarkan partikel dengan rata-rata 4,73 cm.

Partikel dari suatu sumber melalui layar dapat menyerap ketebalan partikel berkisar 8,6 cm. Adapun contoh peluruhan emisi partike l tersebut dapat dilihat dibawah ini: 21084 Po ----------------> 24He + 82206Pb Dari contoh Polonium diatas dapat dilihat bahwa rasio neutron terhadap proton dari polonium adalah 1.5 : 1 . Namun setelah mengalami peluruhan denganmenembakkan partikel alfa, maka dihasilkan unsur Pb-82 yang stabil dengan rasioneutron terhadap proton 1,51 : 1 Suatu inti yang memancarkan partikel alfa, terkadang meninggalkan keadaaneksitasi pada inti anakan, yang kemudian menghasilkan emisi sinar gamma untukmengembalikan inti pada keadaan dasar (stabil). Seperti contoh yang terjadi pada 226 222tranformasi inti Ra menjadi Rn dimana energi partikel alfa sebesar 7.77 MeV 222dipancarkan sehingga mengghasilkan inti Rn yang stabil. Dan energi partikel alfasebesar 4,591 MeV dipancarkan dan meninggalkan keadaan tereksitasi yangkemudian kembali ke keadaan stabil dengan sebelumnya memancarkan sinar gammasebesar 0.186 MeV.C.

Karakteristik Partikel Alfa dapat dijelaskan meliputi beberapa hal yaitu: Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa kecepatan gerak partikel alfaberkisar antara 0,054 c hingga 0,07 c. Karena massa partikel alfa cukup besar, yaitu 4u, maka: a. Daya Jangkau Partikel Alfa Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa kecepatan gerak partikel alfaberkisar antara 0,054 c hingga 0,07 c. Karena massa partikel alfa cukup besar, yaitu 4u, maka jangkauan partikel alfa sangat pendek.partikel alfa dengan energi palingtinggi, jangkauannya di udara hanya beberapa cm. Sedangkan dalam bahan hanyabeberapa mikron. Partikel alfa yang dipancarkan oleh sumber radioaktif memilikienergi tunggal (mono-energetic). Bertambah tebalnya bahan hanya akan mengurangi energi partikel alfa yang melintas, tetapi tidak megurangi jumlah partikel alfa itu sendiri, pengujian jejak partikel alfa dengan kamar kabut Wilson, menunjukkanbahwa sebagian besar partikel alfa memiliki jangkauan yang sama di dalam gas danbergerak dengan jejak lurus. Jangkauan partikel alfa biasanya diukur di udara pada suhu 0 C dan tekanan 70 mmHg dan dapat didekati dengan persamaan sebagai berikut. Sedangkan jangkauannya dalam medium (d) selain udara didefinisikan mdengan pendekatan persamaan Bragg-Kleeman sebagai berikut: dengan = 3 m adalah massa jenis medium (gr/cm ) N fraksi atom dari unsur i i A berat atom unsur i iContoh soalBerapakah jangkauan partikel alfa dengan energi 4,195 MeV di dalam molekul UO 2 3dengan masaa jenis 10,9 gr/cm . Diketahui massa atom U dan O masing-masing 238dan 16 ?PenyelesaianMolekul UO terdiri atas 3 atom (1 U dan 2 O), sehingga fraksi atom untuk U, n =1/3 2dan untuk O, n = 2/3 =Jangkauan partikel alfa di udara d = 1,24 x 4,195 – 2,62 = 2,58 cm, maka jangkauan partikel alfa di dalam molekul UO 2 b. Daya Ionisasi Mekanisme utama hilangnya energi partikel alfa adalah melalui ionisasi daneksitasi. Dalam udara partikel alfa rata-rata kehilangan energi sebesar 3,5 eV untuk menghasilkan pasangan ion (p,e). Sementara eksitasi terjadi ketika energi yangditransfer ke elektron atom medium, tidak cukup untuk melepaskan elektron dari pengaruh ikatan inti. Partikel alfa bergerak cukup pelan karena massanya yang relatif besar, karena muatannya juga besar (2e), maka ionisasi spesifik sangat tinggi. Ionisasi sepisifikadalah banyaknya pasangan ion yang terbentuk per satuan panjang lintasan.Pasangan ion yang terbentuk dalam orde puluhan ribu paangan ion per centimeterlintasan di udara. Ionisasi spesifik (I ) dirumuskan: s IS = (pasangan ion/cm) K adalah energi partikel alfa (eV) dan W adalah energi yang diperlukanuntuk membentuk 1 pasang ion di udara, 35 eV/pasang Energi. 8000 Pasangan ion per mm-udara 4000 2 4 6 Energi Partikel Alfa (Mev) Gambar 1 Kurva Bragg untuk Ionisasi Spesifik Partikel Alfa di UdaraContoh:Berapa jumlah pasangan ion per cm di udara yang dihasilkan oleh partikel alfadengan energi 4,5 MeV ?PenyelesaianJangkaun alfa di udara d = 1,24 x 4,5 – 2,62 = 2,96 cmJumlah pasngan ion per cm c. Dibelokkan oleh medan magnet maupun medan listrik. d. Jika suatu atom memancarkan sinar α , maka nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang.

Spektrum Partikel Alfa (Mostavan,1999:62) Energi dan jangkauan partikel α dari suatu nuklidaradioaktif pada awalnya sama namun kenyataannya tidak setelah dipelajari denganchould chamber dan magnetic spectografh dapat ditunjukkan seperti ThC memilikidua group energi yang lebih besar atau disebut sebagai Long Range Particle bahkanlebih dari dua yaitu 9,492 sebanyak 40 partikel, 10,422 MeV sebanyak 20 Partikeldan 10,543 MeV sebanyak 170 partikel untuk tiap juta partikel ThC. Begitu jugadengan RaC. Pada tahun tersebut Rosen belum dengan defleksi magnetiknyamenemukkan bahwa partikel α normal yang dipancarkan nuklida radioaktif jatuh pada beberapa daerah dengan kecepatan grup yang berdekatan. Beberapa komponendaerah yang berdekatan dari sinar α tadi dikatakan membentuk struktur yang benar (fine struktur), sehingga dapat diketahui bahwa beberapa sumber radioaktif alamimemiliki spektrum yang berbeda-beda. Spektrum partikel alfa terdiri dari tiga halyaitu: Spektrum terdiri dari single group atau lintas contoh Rn dan RnA Spektrum terdiri dari dua atau lebih ciri khas, daerah dekat /closely spaced (V dan E) memiliki intensitas sama atau sedikit beda. Spektrum terdiri dari grup utama dan grup yang berenergi besar (long- Range Particle)E. Peluruhan Partikel Alfa Peluruhan alfa adalah emisi partikel alfa (inti helium) yang dapat dituliskansebagai atau . Ketika sebuah inti tak stabil mengeluarkan sebuah partikel alfamaka nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang empat. Peluruhan alfadapat ditulis sebagai berikut: Peluruhan alfa ini diasumsikan dua netron dan dua proton yang berada dalaminti yang membentuk partikel alfa. Dua proton dan dua netron ini bergerak terus didalam inti, yang kadang-kadang bergabung dan terkadang berpisah. Di dalam inti.

Partikel alfa terikat oleh gaya inti yang sangat kuat. Tetapi jika partikel alfa intibergerak lebih jauh dari jari-jari inti ia akan segera merasakan tolakan gaya Coulomb (Krane.1992:366). Jenis peluruhan seperti ini dapat membebaskan energi,karena inti hasil peluruhan terikat lebih erat daripada inti semula. Energi yangterbebaskan dan muncul sebagai energi kinetik partikel alfa dan inti anak, dapatdihitung dari massa semua inti yang terlibat menurut persamaan dibawah ini: Q= Adapun tabel jangkauan energy waktu paruh dan konstanta peluruhan daripengemisi partikel α dapat dilihat pada tabel berikut: Mean range, Cm Alpha Disintegration Nuclide Of Disentegration Half-life Constant, standard Energy, Mev Sec-1 air Th232 2.49 4.06 1.39 x 1010 y 1.58 x 10-18 Ra226 (Ra) 3.30 4.86 1.62 x 103 y 1.36 x 10-11 Th228 (RdTh) 3.98 5.52 1.9 y 1.16 x 10-8 Em222(Rn) 4.05 5.59 3.83 d 2.10 x 10-6 Po218 (RaA) 4.66 6.11 3.05 m 3.78 x 10-3 Po216 (ThA) 5.64 6.90 0.16 s 4.33 Po214 (RaC’) 6.91 7.83 1.64 x 10-4 s 4.23 x 103 Po212 (ThC’) 8.57 8.95 3.0 x 10-7s 2.31 x 106 Dari table diatas waktu paruh bervariasi dari 1.39 x 1010 tahun pada nuklidayang berumur paling lama sampai 3.0 x 1010 detik pada nuklida yang berumur palingpendek, konstanta peluruhan bervariasi dari 1.58 x 1018/dt s.d. 2.31 x 106/dt, dengankata lain konstanta peluruhan bervariasi sangat besar.

Nuklida berumur terpanjang memancarkan partikel alfa berenergi kecil. Nuklida berumur terpendek memancaarkan partikel alfa berenergi terbesar. Hal ini sesuai dengan hukum Geiger-Nuttal: Log λ A log R + B, dimana A= kemiringan garis Peluruhan alfa merupakan salah satu contoh dari efek terobos halang (yangdibahas buku Fisika Modern: Kenneth Krane Bab 5 Persamaan Schrodinger dalammateri “Potensial Tangga dan Halang”) partikel alfa terikat dalam inti atom oleh gayainti, ketika neutron dan proton berada dalam inti , kadang-kadang berpadu danbercerai kembali sehingga ketika bergerak melewati jari-jari inti akan merasakantolakan Coulomb dari inti anak. Taksiran kasar probabilitas peluruhan alfa, berdasarkan mekanika kuantumadalah: Dengan K = dimana VB merupakan tinggi maksimumpenghalang atau merupakan energi coulumb partikel alfa pada permukaan inti atomyang besarnya VB = 2 (Z-2) , dan R’ = 2 (Z-2) .F. Peluruhan Alfa Menurut Teori Gamow dan Teori Semi Klasik Peluruhan alfa tak mungkin terjadi menurut fisika klasik. Namun kenyataannyapeluruhan alfa terjadi sebagai suatu cara untuk memperbesar kemantapan suatu atomyang memiliki nukleon besar. Atom ber-nukleon besar memiliki gaya tolak antarproton yang besar sehingga gaya nuklir berjangkau pendek yang mengikatnya takdapat mengimbangi. Maka terjadilah peluruhan alfa. Partikel alfa memiliki massayang cukup kecil (jika dibandingkan nukleon pembentuknya), dan memiliki energi.

Kinetik yang cukup tinggi sehingga dapat lolos dari inti sebuah atom. Lalu bagaimanapenjelasan sebuah partikel alfa dapat lolos dari inti? Inti dari gambar ditas adalah agar partikel alfa dapat lolos dari inti,maka ia harusmemiliki energi minimal 25 MeV (setara dengan energi untuk membawa partikel alfadari jarak tak hingga ke dekat inti tapi masih diluar jangkauan gaya tarik inti). Namunpeluruhan alfa hanya memiliki energy sekitar 4– 9 MeV, sehingga terjadi kekuranganenergi sebesar 16 – 21 MeV untuk meloloskan diri dari inti. Persoalan kekurangan energi tersebut dapat dijawab secara mekanika kuantum(oleh Gamow, Gurney, dan Condon). Ada tiga prinsip yang dikemukakan untuk menjawabnya: 1. Partikel alfa bisa ada sebagai partikel di dalam inti. 2. Partikel semacam ini terus menerus dalam keadaan gerak dan dibatasgeraknya hanya dalam inti oleh rintangan potensial yang melingkupinya. 3. Terdapat peluang kecil tetapi tertentu untuk partikel ini melewatirintangan potensial ini (meski kecil) setiap kali terjadi tumbukan Peluang terjadinya tumbukan ( ) dirumuskan : Konstanta peluruhan v.T dimana v adalah frekuensi tumbukan dan T adalah peluang partikel alfamenembus rintangan potensial.

Frekuensi tumbukan partikel v 2 R0 dimana v adalah kecepatan partikel alfa dan Ro adalah jari-jari nuklir. Karena v > K, maka dalam fisika klasik terjadi transmisi adalah tidakmungkin (T=0). Sedangkan secara mekanika kuantumpartikel alfa bergerakdipandang sebagai gelombang dengan peluangtransimisi T. Gamow, Gurney dan condon pada tahun 1982 secara terpisah berhasilmenjelaskan peristiwa peluruhan alfa dengan menggunakan perhitungan mekanikakuantum. Mereka mengasumsikan bahwa zarah alfa berada dalam inti dilingkupi olehsebuah potensial inti. Potensial didalam inti tersebut diasumsikan sama dengan noluntuk mensimulasikan efek coulum di dalam inti. Kedalaman yang pasti dari sumurpotensial tersebut tidak berpengaruh pada hasil akhir dari perhitungan mekanikakuantum. Menurut (Wiyatmo.2009:132) Tinjauan mekanika gelombang memberikan deskripsi yang lebih akurat tentang peluruhan alfa. Jika dua buah proton dan duaneutron bergabung membentuk zarah alfa dalam sebuah inti. Maka zarah ini akanterikat oleh gaya inti, akan tetapi ia bebas bergerak didalamnya secara bolak-balikmenumbuk dinding inti, seolah-olah seperti zarah yang terperangkap dalam sumurpotensial yang tinggi, yang secara klasik zarah tersebut tidak mungkin dapat keluardari sumur. Semakin besar energi kinetik alfa dan semakin sering menumbuk dindingmaka semakin besar peluang alfa untuk lolos. Hal ini berarti bahwa peluangterjadinya peluruhan alfa bergantung pada tenaga kinetik alfa. Secara semi klasik, probabilitas peluruhan persatuan waktu sama denganjumlah tumbukan perdetik dimana zarah alfa menumbuk dinding dikalikan denganprobabilitas P zarah untuk menerobos potensial perintang. Dengan v menyatakan kecepatan zarah alfa didalam inti. Pendekatan yang lainyakni dengan menggunakan probabilitas P secara klasik : dengan diberikan oleh persamaan ze pada muatan zarah alfa Jarak b disebabkan adanya efek pentalan (recoil) dari inti turunan pada saatpeluruhan maka terjadi reduksi massa zarah alfa yakni: Integral persamaan dapat ditentukan secara langsung dengan cara sebagaiberikut: Dengan v menyatakan kecepatan relatif zarah alfa terhadap inti turunan. Selanjutnya untuk energi peluruhan zarah alfa dapat dirumuskan sebagaiberikut: Dengan b menyatakan titik balik.

Manfaat partikel Alfa (Muljono.2003:80) Partikel alfa ini menghasilkan ionisasi, dimana ionisasi inidapat digunakan dalam bidang biologi yaitu dapat menggantikan sel-sel yang rusaksecara total. Partikel alfa tersebut ditembakkan pada inti suatu atom maka akan menghasilkan radioisotop (yang lebih dan sering digunakan untuk menembak adalahneutron). Adapun Muatan positif dari partikel alfa sangat berguna dalam industri, misalnya: 1. Radium-226 dapat digunakan untuk pengobatan kanker, yakni dengan memasukkan jumlah kecil radium ke daerah yang terkena tumor. 2. Polonium-210 berfungsi sebagai alat static eliminator dari paper mills di pabrik kertas dan industri lainnya. 3. Beberapa Detektor asap memanfaatkan emisi alfa dari americium-241 untuk membantu menghasilkan arus listrik sehingga mampu membunyikan alarm saat kebakaran.

BAB III

PENUTUP

-            Partikel alfa adalah inti helium yang dipancarkan oleh suatu inti yang tidak stabil Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan 2 neutron atau identik dengan inti helium. Sinar alfa terbentuk saat suatu unsur radioaktif memancarkan partikel alfa dan membentuk unsur baru dalam proses yang disebut peluruhan alfa.

-            Peluruhan alfa adalah salah satu bentuk peluruhan radioaktif dimana sebuah inti atom berat tidak stabil melepaskan sebuah partikel alfa dan meluruh menjadi inti yang lebih ringan dengan nomor massa empat lebih kecil dan nomor atom dua lebih kecil dari semula.

-            Karakteristik partikel alfa ini terdiri dari dua langkah yaitu daya jangkaupartikel dan daya ionisasi.

-            Partikel alfa ini memiliki sifat-sifat sebagai berikut: - Terdiri atas inti helium - Bermuatan listrik positif - Dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet - Daya tembus kecil tetapi daya ionisasi sangat besar - Jika suatu atom memancarkan sinar, maka nomor atom berkurang 2 dan nomor massa berkurang 418.

-            Manfaat partikel Alfa (Muljono.2003:80) Partikel alfa ini menghasilkan ionisasi, dimana ionisasi inidapat digunakan dalam bidang biologi yaitu dapat menggantikan sel-sel yang rusaksecara total. Partikel alfa tersebut ditembakkan pada inti suatu atom maka akan menghasilkan radioisotope (yang lebih dan sering digunakan untuk menembak adalahneutron). Adapun Muatan positif dari partikel alfa sangat berguna dalam industri, misalnya: 1. Radium-226 dapat digunakan untuk pengobatan kanker, yakni dengan memasukkan jumlah kecil radium ke daerah yang terkena tumor.

DAFTAR PUSTAKA

Beiser, Arthur. 1983. Konsep Fisika Modern. Jakarta :Erlangga.

http://www.basistik.com/2011/05/fisika-percobaan-hamburan-partikelalfa.

htmlhttp://www.scribd.com/doc/87034890/Resume-Kimia-IntiKaplan,Irving. Nuclear Physics.Krane, Kenneth. 1992. Fisika Modern. Jakarta : UI.

Mostavan. 1999. Fisika Inti. Bandung: UPI.

Muljono. 2003. Fisika Modern. Jakarta : Universitas Pelita Harapan.

partikel alpha/30322247-PARTIKEL-ALFA.htmPeluruhan –alfa. PdfPurwoko. 2009. Physics For senior High School. Jakarta: Yudhistira.

Wiyatmo,Yusman.2009. Fisika Nuklir. Yogyakarta : Pustaka Pelajar. 19