Pemancaran Sinar Radioaktif

Pada tahun 1899, Ernest Rutherford melakukan percobaan dengan menempatkan radium dalam kotak hitam seperti pada Gambar. Pada percobaan ini diperoleh ada tiga sinar yang dipancarkan bahan radioaktif radium. Ketiga komponen sinar tersebut terpisah setelah melewati daerah bermedan magnet B. Ada yang lurus, ada yang dibelokkan ke kiri dan ada yang ke kanan.

Sinar pertama diteruskan atau bergerak lurus, berarti sinar ini tidak bermuatan dan bukan sebuah partikel. Sinar ini diketemukan berupa sinar γ. Sinar γ merupakan radiasi elektromagnetik dan memiliki daya tembus terbesar tetapi daya ionisasi paling lemah.

Sinar kedua dibelokkan ke kanan. Sesuai kaedah tangan kanan gaya Lorentz maka partikel ini bermuatan positif sehingga akan dibelokkan medan listrik juga. Sinar ini ditemukan berupa partikel-partikel alfa (sinar α). Partikel α merupakan inti helium ₂He⁴. Daya ionisasi sinar α paling kuat tetapi daya tembus paling lemah.

Sinar ketiga dibelokkan ke kiri. Karena arah beloknya kebalikan sinar α maka sinar ini pastilah bermuatan negatif. Sama halnya sinar α, sinar ini juga dibelokkan oleh medan listrik. Setelah dipelajari sinar ketiga ini adalah elektron bergerak cepat yang dinamakan sinar β. Daya tembus dan daya ionisasi sinar β berada diantara kedua sinar yang lain.

a. Pemancaran Sinar α

Suatu inti atom radioaktif yang memancarkan sinar α akan menyebabkan nomor atom inti induk berkurang dua dan nomor massa induk berkurang empat sehingga berubah menjadi inti atom yang lain. Sinar α sebenarnya merupakan pemancaran partikel yang terdiri atas dua proton dan dua neutron yang merupakan partikel yang bermuatan positif yang memiliki massa 4 kali massa proton yang diberi lambang ₂ α ⁴ atau ₂ He⁴.

Contoh peluruhan sinar α yaitu :

1) ₉₂U²³⁵ --> ₉₀Th²³¹ + ₂He⁴

2) ₈₈ Ra ²²⁴ --> ₈₄Rn²²⁰ + ₂He⁴

Ciri-ciri sinar alfa, yaitu sebagai berikut.

1) Identik dengan inti helium (₂ α ⁴ ), memiliki 2 proton dan 2 neutron sehingga bermuatan positif.

2) Dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnetik.

3) Daya tembusnya lebih kecil daripada sinar β dan sinar ϒ .

4) Daya ionisasi lebih besar daripada sinar β dan sinar ϒ.

b. Pemancaran Sinar β

Isotop radioaktif jika memancarkan sinar β, maka akan menyebabkan nomor atom inti induk nomor massa tetap sedangkan nomor atomnya bertambah satu sehingga berubah menjadi inti atom yang lain. Sinar β sebenarnya merupakan pancaran elektron dari inti atom karena perubahan neutron menjadi proton dan diberi lambang _-1e⁰

Contoh peluruhan sinar β yaitu :

1) ₉₁Pa²³³ --> ₉₂U²³³ + _-1e⁰

2) ₈₉Ac²²⁷ --> ₉₀Th²²⁷ + _-1e⁰

Ciri-ciri sinar beta, yaitu sebagai berikut.

1) Merupakan pancaran elektron (_-1e⁰ ) berenergi tinggi dan bermuatan negative.

2) Dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnetik.

3) Daya tembusnya lebih besar daripada sinar α.

4) Daya ionisasinya lebihkecil daripada daya ionisasi sinar α .

c. Pemancaran Sinar ϒ

Sebuah inti atom dapat memiliki energi ikat nukleon yang lebih tinggi dari energi ikat dasarnya (ground state). Dalam keadaan ini dikatakan inti atom dalam keadaan tereksitasi dan dapat kembali ke keadaan dasar dengan memancarkan sinar gamma atau foton yang besarnya energi tergantung pada keadaaan energi tereksitasi dengan energi dasarnya. Pemancaran sinar tidak menyebabkan perubahan massa dan muatan pada inti atom. Inti atom yang dalam keadaan tereksitasi diberi tanda bintang setelah lambang yang biasanya dipakai, misal ₃₈ Sr* ⁸⁷.

Contoh peluruhan sinar ϒ yaitu:

1) ₆C*¹² --> ₆C ¹² + ϒ

2) ₂₈Ni*⁶¹ --> ₂₈ Ni⁶¹ + ϒ

Ciri-ciri sinar ϒ, yaitu sebagai berikut.

a. Sinar gamma tidak bermuatan sehingga tidak dibelokkan oleh medan listrik maupun medan magnet.

b. Sinar gamma memiliki daya tembus yang paling kuat di antara ketiga sinar radioaktif yang ada.