Serfis Antoine

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Pada awalnya bentuk radiasi yang baru ditemukan  mirip dengan penemuan sinar-X. Akan tetapi, penelitian selanjutnya yang dilakukan oleh Becquerel,    Marie Curie, Pierre Curie, Ernest Rutherford dan ilmuwan lainnya menemukan bahwa radiaktivitas jauh lebih rumit ketimbang sinar-X. Penemuan zat radioaktif diawali dengan ditemukannya sinar X oleh Wilhelm Conrad Roentgen pada tahun 1895. Setelah itu, para ilmuwan menyadari bahwa beberapa unsur dapat memancarkan sinar-sinar tertentu, meskipun pada waktu itu para ilmuwan belum memahami hakikat sebenarnya dari sinar-sinar tersebut serta mengapa unsur-unsur memancarkannya. Zat-zat radioaktif adalah suatu zat yang aktif memancarkan radiasi baik berupa partikel maupun berupa gekombang elektromagnetik. Perkenalan manusia dengan gejala radioaktif dimulai ketika fisikawan Perancis Antonie Henry Becquerel. Gejala radioaktif tersebut ditemukan secara tidak sengaja oleh Becquerel. Pada saat itu beliau sedang mempelajari sifat – sifat fosforisensi dan fluoresensi. ( Mukhlis. 2000 : 12 )

1.2 Masalah

Bagaimana penemuan zat radioaktif ?

1.3 Standar  Kompetensi

Mahasiswa mampu memahami pertumbuhan dan perkembangan gagasan serta pandangan tentang alam melalui perkembangan konsep dan prinsip fisika.

1.4  Kompetensi Dasar

Agar mahasiswa memahami penemuan zat Radioaktif berdasarkan biografi, metode dan proses ilmiah serta penerapan pada teknologi dibidang industri, kesehahatan dan lain – lain.

1.5  Tujuan

1.5.1        Biografi Antoine Henri Becquerel

1.5.2        Dapat mengetahui penemuan zat radioaktif

1.5.3        Dapat memahami metode ilmiah penemuan zat radioaktif

1.5.4        Menjelaskan proses ilmiah  penemuan Becquerel

1.5.5         Menjelaskan produk ilmiah penemuan zat radioaktif

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Biografi Antoine Henri Becquerel

            Antoine Henri Becquerel ( 1852 – 1908 ) lahir di Paris, 15 Desember 1852 mereupakan salah seorang fisikawan asal Perancis yang menemukan radioktivitas. Namanya digunakan untuk satuan radioaktivitas. Becquerel terlahir dari keluarga yang menelurkan 4 generasi ilmuwan termasuk putranya sendiri jean. Henri Becqurel belajar ilmu pengetahuan alam di Ecole Polytecnique dan teknik di Ecole des Ponts et Chaussees. Pada tahun 1896, ketika mengamati fosforesensi garam uranium, tanpa sengaja Becquerel menemukan radioktivitas. Pada tahun 1903, Ia menerima Nobel Fisika dengan Pierre dan Marie Curie dalam pengakuan jasa luar biasa yang telah dilakukannya dengan  penemuan radioaktivitas spontan. Banyak dikenal materi yang berpendar karena stimulasi dari sinar matahari atau sinar lain. Becquerel (Antoine Henri Becquerel, Perancis, 1852 – 1908) yang merupakan profesor fisika di Museum Sains Paris berpikir untuk memastikan hal ini. Keluarga Becquerel sejak dari generasi kakek bekerja sebagai profesor fisika di Museum Sains, ayah Becquerel adalah peneliti materi pendar. Becquerel segera dapat melakukan penelitian menggunakan materi pendar yang dikumpulkan oleh ayahnya.

2.2  Penemuan Zat Radioaktif

Zat radioaktif adalah suatu zat yang aktif memancarkan radiasi baik berupa partikel maupun berupa gekombang elektromagnetik. Henri Becquerel menemukan bahwa sinar  radioaktif  ada yang di belokkan oleh medan magnet.  ( Benny Karyadi. 2000 : 182 ). Zat Radioaktif dapat diartikan sebagai zat  yang mempunyai kemampuan untuk memancar radiasi dengan spontan. Zat Radioaktif  pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh ilmuwan Perancis Henri Becquerel ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Pada waktu itu orang belum mengetahui sifat – sifat sinat X. setahun setelah itu, Henri Becquerel berupaya untuk memperoleh sinar X dari suatu batuan yang mengandung garam uranium. Secara tidak sengaja batuan tersebut dibungkus dengan kertas hitam dan diletakkan diatas pelat film foto. Betapa terkejutnya ia setelah ia mencuci pelat film itu,teryata terdapat bagian film pada tempat garam  uranium  itu diletakkan menjadi gelap. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa semua garam uranium menghasilkan kejadian yang sama. Senyawa uranium itu ternyata menunjukkan juga perlucutan muatan dari elektroskop yang bernuatan dan perpendaran pada permukaan benda yang dilapisi ZnS. Pada akhirnya Henri Becquerel menemuka bahwa swnyawa – senyawa uranium memancarkan radiasi yang memiliki daya tembus yang lebih kuat daripada sinar X. ia bekesimpulan bahwa radiasi itu berlainan dengan sinar X buatan Rontgen.  ( Benny Karyadi. 1996 : 181 )

Material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat  paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katoda oleh sinar-X mungkin berhubungan dengan fosforesensi. Karenanya ia membungkus sebuah pelat foto dengan kertas hitam dan menempatkan beragam material fosforen diatasnya. Kesemuanya tidak menunjukkan hasil sampai ketika ia menggunakan garam uranium. Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tersebut. Becquerel menemukan radioaktivitas ketika melakukan penelitian untuk memastikan munculnya sinar-X bersama dengan adanya perpendaran (fotoluminesensi). Namun kemudian menjadi jelas bahwa bintik hitam pada pelat bukan terjadi karena peristiwa fosforesensi. Pada saat percobaan, material dijaga pada tempat yang gelap. Garam uranium  nonfosforen dan bahkan uranium  metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat. Teryata Kristal potasium uranil sulfat terus mengalirkan radiasi konstan. Radiasi ini terus dipancarkan meskipun Kristal itu tetap beradiasi secara terus – menerus ke semua arah. ( Paul. 2002 : 37 )  Partikel Alfa tidak mampu menembus selembar kertas, partikel beta tidak mampu menembus pelat alumunium. Untuk menghentikan gamma diperlukan lapisan metal tebal, namun karena penyerapannya fungsi eksponensial akan ada sedikit bagian yang mungkin menembus pelat metal.

Radioaktivitas adalah peristiwa pemancaran sinar-sinar a, b, g  yang menyertai

Sinar :        Dihasilkan oleh pancaran partikel – partikel  dari suatu unsur radioaktif .

                        Merupakan inti atom helium ( ).          

                        Dapat menghitamkan film.

                        Memilki daya tembus terlemah jika dibandingkan dengan sinar  dan .

                        Memiliki daya ionisasi yang kuat dan dan

Dapat dibelokkan  oleh medan  magnet dan medan listrik.

Sinar         dihasilkan oleh pancaran partikel – partikel .

                        Merupakan electron yang bergerak dengan kecepatan tinggi.

Memiliki daya tembus yang lebih besar dari sinar  , tetapi lebih kecil daripada sinar .

Dapat dibelokkan oleh medan magnet dan  listrik.

Sinar    :       memiliki daya tembus yang sangat kuat

Tidak dibelokkan oleh medan magnet dan listrik , karena sinar  tidak bermuatan ( netral )

Memiliki kecepatan yang sama dengan kecepatan cahaya di ruang hampa

                        ( Kamajaya.2003 : 197  )

            Suatu bahan bersifat radioaktif  pada prinsipnya karena inti atom bahan tersebut tidak stabil. Oleh karena tidak stabil, maka inti atom terus – menerus meluruh disertai pemancaran radiasi hingga dicapai suatu keadaan inti baru yang stabil , artinya inti tersebut tidak radioaktif dan tidak mamu memancarkan  radiasi lagi. Pemancaran radiasi secara terus – menerus sepanjang waktu dari inti radioaktif akan mengakibatkan berkurangnya jumlah inti atom radioaktif. Peristiwa penyusutan jumlah inti atom ini disebut peluruhan atau pelapukan. Aktivitas zat radioaktif hanya menunjukkan jumlah inti radioktif yang melakukan peluruhan, tetapi tidak menunjukkan jumlah radiasi yang dipancarkannya. Dalam setiap kali melakukan peluryhan, zat radioaktif dapat memancarkan lebih dari satu macam radiasi.  ( Mukhlis.2000 : 17 - 22).

2.3  Metode Ilmiah Penemuan Zat Radioaktif

Bahan percobaan :

1.      Kertas hitam

2.      Garam Potasium Uranium Sulfate

3.      Cahaya matahari

4.      Campuran non- metalik

5.      Plat foto

Pertama Henri Becquerel menempelkan beberapa kertas hitam tebal di sekeliling lembaran fotografis untuk menyakinkan tidak ada cahaya yang bias tampak dapat mencapai lembaran itu. Lantas dia meletakkan Kristal non – metalik di atas lembaran yang tertutup dan menyodorkannya ke bawah sinar matahari. Beberapa hari tak urung dia memutuskan mencuci lembaran fotografis yang btak terpakai teryata lembaran itu menampakkan bayangan Kristal. Dia menemukan bahwa uranium metal mengandung radioaktif. Becquerel menyadari bahwa Radioaktivitas bukanlah berasal dari kimiawi, tetapi harus dari atom uranium itu sendiri.

 Pada awalnya Antoine Henri Becquerel  berusaha mendapatkan sinar X dari suatu batuan yang mengandung garam uranium. Secara tidak sengaja, batuan tersebut dibungkus dengan kertas hitam dan diletakkan di atas plat film itu, ia sangat terkejut karena bagian film pada tempat garam uranium diletakkan menjadi gelap. Dari hasil penelitiannya, diketahui bahwa penyebab gelapnya bagian plat foto adalah radiasi berdaya tembus kuat, bahkan lebih kuat dari sinar X, yang dipancarkan secara spontan oleh garam uranium tanpa harus disinari terlebih dahulu. Radiasi spontan garam uranium terjadi karena mengandung unsur uranium yang bersifat radioaktif. Peristiwa radioaktif berkaitan dengan kestabilan inti suatu atom. Salah satu hal penting dari hasil penelitian Becquerel adalah bahwa radiasi tersebut tidak tergantung sama sekali pada bentuk senyawa kimia uranium. ( Mukhlis. 2000 : 12 - 13)

Becquerel memasukkan pelat fotografi dan kain hitam ke dalam kotak aluminium. Dia berupaya agar pelat fotografi tidak mengalami perubahan walaupun kotak aluminium terkena sinar matahari. Dia meletakkan (mengoleskan) garam uraniumi di atas kotak aluminium, membiarkannya terkena sinar matahari selama beberapa jam, lalu memroses pelat fotografi itu. Jika oleh stimulasi sinar matahari sinar-X dipancarkan dari uranium, maka sinar-X yang menembus kain hitam dan aluminium pasti akan menghitamkan pelat fotografi. Ternyata memang pelat fotografi menjadi hitam seperti yang diperkirakan.

Pelat film tersebut disebabkan oleh garam uranium memancarkan radiasi yang dapat menembus kain pembungkusnya dan mempengaruhi pelat film.
Tetapi kembali terjadi hal yang tidak diperkirakan. Karena hari berawan berlangsung terus, Becquerel tidak dapat menggunakan sinar matahari seperti di atas. Becquerel memroses pelat fotografi dengan suatu pikiran untuk memastikan bahwa pelat tidak akan menjadi hitam karena tidak terkena sinar matahari. Tetapi pelat tetap menjadi hitam walaupun kotak tidak terkena sinar matahari. Becquerel menemukan fakta ini pada Maret 1896.

2.3.1         Pengumpulan Data

Dari percobaan sederhana yang di lakukan Becquerel

Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium tersebut. Becquerel menemukan radioaktivitas ketika melakukan penelitian untuk memastikan munculnya sinar-X bersama dengan adanya perpendaran (fotoluminesensi).

2.3.2         Menganalisa Data

Analisa Data secara kualitatif sederhana

Dengan material fosforen material semacam ini akan berpendar di tempat gelap setelah sebelumnya mendapat paparan cahaya, dan dia berfikir pendaran yang dihasilkan tabung katoda oleh sinar- X mungkin berhubungan dengan fosforesensi.

2.3.3    Menarik Kesimpulan

Becquerel menemukan radioaktivitas ketika melakukan penelitian untuk memastikan munculnya sinar-X bersama dengan adanya perpendaran (fotoluminesensi).

2..4      Proses Ilmiah Penemuan Becquerel

2.4.1 Obsesrvasi

Terjadi bintik hitam pekat pada pelat foto ketika ia menggunakan garam uranium.

2.4.2 Interpretasi

Radioaktivitas adalah peristiwa pemancaran sinar-sinar a, b, g  yang menyertai

Sinar :        Dihasilkan oleh pancaran partikel – partikel  dari suatu unsur radioaktif .

                        Merupakan inti atom helium ( ).          

                        Dapat menghitamkan film.

                        Memilki daya tembus terlemah jika dibandingkan dengan sinar  dan .

                        Memiliki daya ionisasi yang kuat dan dan

Dapat dibelokkan  oleh medan  magnet dan medan listrik.

Sinar         dihasilkan oleh pancaran partikel – partikel .

                        Merupakan electron yang bergerak dengan kecepatan tinggi.

Memiliki daya tembus yang lebih besar dari sinar  , tetapi lebih kecil daripada sinar .

Dapat dibelokkan oleh medan magnet dan  listrik.

Sinar    :       memiliki daya tembus yang sangat kuat

Tidak dibelokkan oleh medan magnet dan listrik , karena sinar  tidak bermuatan ( netral )

Memiliki kecepatan yang sama dengan kecepatan cahaya di ruang hampa

                        (Kamajaya.2003 : 197  ).

2.4.3 Prediksi 

Radiasi spontan garam  uranium terjadi karena mengandung unsur uranium yang bersifat  radioaktif.

2.5       Produk Ilmiah penemuan zat radioaktif 

2.5.1    Fakta

Penyebab gelapnya bagian plat foto adalah radiasi berdaya tembus kuat, bahkan lebih kuat dari sinar X, yang dipancarkan secara spontan oleh garam uranium tanpa harus disinari terlebih dahulu.

2.5.2    Konsep

Zat Radioaktif dapat diartikan sebagai zat yang mempunyai kemampuan untuk memancar dengan spontan.

2.5.3        Prinsip

Garam uranium  nonfosforen dan bahkan uranium  metal dapat juga menimbulkan efek bintik hitam pada pelat.

2.5.4    Teori

Antoine Becquerel menemukan bahwa uranium metal mengandung radioaktif. Becquerel menyadari bahwa Radioaktivitas bukanlah berasal dari kimiawi, tetapi harus dari atom uranium itu sendiri.

BAB III

KESIMPULAN

Zat Radioaktif ditemukan tanpa sengaja oleh Antoine Henri Becquerel saat Antoine melanjutkan penelitian tentang sinar X. Dari hasil penelitiannya, diketahui bahwa penyebab gelapnya bagian plat foto adalah radiasi berdaya tembus kuat, bahkan lebih kuat dari sinar X, yang dipancarkan secara spontan oleh garam uranium tanpa harus disinari terlebih dahulu. Radiasi spontan garam uranium terjadi karena mengandung unsur uranium yang bersifat radioaktif. Peristiwa radiasi spontan ini kemudian disebut radioaktivitas sedangkan zat yang yang bersifat radioaktif disebut dengan zat radioaktif.

DAFTAR PUSTAKA

Akhad, Mukhlis.2000.Dasar – dasar Proteksi Radiasi. Jakarta : Rineka Cipta.

Bunjali, Bunbun. 2002. Kimia Inti. Bogor : ITB

Cember, H.2002. Introduction to Health Physics 3^rd Edition. New York : McGraw-

Hill

Danusupadmo, S. 1992. Radiasi, Radioisotop, dan Manusia. Yogyakarta : BATAN

Gabriel, J.F. 2001. Fisika Lingkungan. Jakarta : Hipokrates

Hiskia, dkk. 1992. Ilmu Kimia 2 Untuk SMA. Jakarta : Balai Pustaka

Kamajaya.2003. Fisika untuk SMA kelas 2. Jakarta :Ganeca Exact.

Karyadi, Benny. 1996. Kimia 2. Jakarta : Balai Pustaka

Murdaka, Bambang dan Priyambodo, Tri Kuntoro. 2008. Fisika Dasar Untuk Mahasiswa

Ilmu-ilmu Eksakta dan Teknik. Yogyakarta : Penerbit Andi Yogyakarta

Strathern, Paul. 2002. Curie dan Radioaktivitas. Jakarta: Erlangga.

LAMPIRAN

1.             Syarat – syarat  zat yang dapat dikatakan unsur radioaktif ? ( Rovica Asri )

2.              Sebenarnya Antoine Henri meneliti sinar X atau radioaktif ? jelaskan apa itu fosforisensi ! ( Firmansyah )

3.             Atas dasar apa henri melanjutkan penelitian terhadap sinar X ! ( Faza Ghilba)

4.             Jelaskan apa itu radioaktif  ? ( Leo Prastia )

5.             Apa yang mendasari Becquerel dapat mengetahui bahwa  ia tidak mendapatkan percobaan sinar X  tapi penemuan baru yaitu radioaktif  ?

( Yunita Pratiwi )

6.             Apa saja 3 jenis sinar radioaktif yang dipancarkan oleh unsur  radioaktif ?

( Dewi Pratiwi )

7.             Apa yang dimaksud dengan peluruhan zat radioaktif  ? ( Biqom Helda Zia )

 Jawab :

1.              syarat – syarat  zat yang dapat dikatakan unsur  radioaktif yaitu : zat  yang mempunyai kemampuan untuk memancar radiasi dengan spontan.Seperti garam uranium yang digunakan oleh Antoine henri Becquerel dalam percobaannya uranium tersebut terdapat gejala radiasi yang memancarkan secara spontan , dimana gejala radiasi tersebut tidak   berasal dari struktur kimia bahan, melainkan harus  berasal dari uranium itu sendiri.

2.              Antoine pertama kali meneliti sinar X untuk melanjutkan percobaan  yang dilakukan oleh Wilhem C. Roentgen . Zat Radioaktif  pertama kali ditemukan pada tahun 1896 ketika sedang bekerja dengan material fosforen. Pada waktu itu orang belum mengetahui sifat – sifat sinar X . Setahun setelah itu, Henri Becquerel berupaya untuk memperoleh sinar X dari suatu batuan yang mengandung garam uranium. Secara tidak sengaja batuan tersebut dibungkus dengan kertas hitam dan diletakkan diatas pelat film foto. Betapa terkejutnya ia setelah ia mencuci pelat film itu,teryata terdapat bagian film pada tempat garam  uranium  itu diletakkan menjadi gelap. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa semua garam uranium  menghasilkan kejadian yang sama. Senyawa uranium itu ternyata menunjukkan adanya radiasi yang secara spontan.

      Fosforisensi adalah sifat dari bahan yang dapat  berpendar terus meskipun tidak disinari.

3.              Tahun sebelumnya Wilhelm Rontgen menemukan sinar X, satu penemuan yang menggemparkan masyarakat ilmiah. Rontgen memprodusir sinar X dengan menggunakan tabung katoda sinar, Becquerel berpikir apakah sinar X tidak bisa diprodusir dengan kegiatan sinar matahari biasa di atas substansi non-metal. Mulanya Antoine Henri Becquerel yakin bahwa dia sudah berhasil menemukan sumber sinar X  baru. Kemudian, secara kebetulan dia menemukan bahwa campuran uranium akan memasukkan radiasi meskipun tidak disodorkan kepada cahaya yang terbuka. Kenyataannya, dia menemukan bahwa meskipun uranium metal mengandung radioaktif.

4.                  radioaktif merupakan unsur inti atom yang mempunyai sifat memancarkan salah satu partikel alfa, beta atau gamma. Sejarah menyebutkan bahwa radioaktif ditemukan oleh Becquerel pada 1896 dengan percobaan senyawa uranium yang memancarkan sinar tampak yang dapat menembus bahan yang tidak tembus cahaya serta mempengaruhi emulsi fotografi.

5.                  Pada saat melakukan percobaan Henri Becquerel berupaya untuk memperoleh sinar X dari suatu batuan yang mengandung garam uranium. Secara tidak sengaja batuan tersebut dibungkus dengan kertas hitam dan diletakkan diatas pelat film foto. Betapa terkejutnya ia setelah ia mencuci pelat film itu,teryata terdapat bagian film pada tempat garam  uranium  itu diletakkan menjadi gelap. Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa semua garam uranium menghasilkan kejadian yang sama. Senyawa uranium itu ternyata menunjukkan juga perlucutan muatan dari elektroskop yang bernuatan dan perpendaran pada permukaan benda yang dilapisi ZnS. Pada akhirnya Henri Becquerel menemuka bahwa swnyawa – senyawa uranium memancarkan radiasi yang memiliki daya tembus yang lebih kuat daripada sinar X. ia bekesimpulan bahwa radiasi itu berlainan dengan sinar X buatan Rontgen.\

6.                  Sinar Alfa, merupakan sinar dengan partikel yang terdiri dari 4 buah nukleon, 2 proton dan 2 netron sebagai contoh inti helium. Sinar ini memiliki sifat berupa:a. Daya tembus di udara 4 cm, tidak tembus kerta, b. Partikel alfa tidak mengalami pembelokan karena massa pertikel alfa lebih besar dari massa electron.

          Sinar Beta, merupakan partikel yang dilepaskan atau terbentuk pada suatu nekleon intiu, dapat berupa elektron bermuatan negatif (negatron), elektron bermuatan positif (positron) atau elektron cupture (penangkap elektron). Sinar ini memiliki sifat berupa:

 Sinar Gamma, merupakan hasil disintegrasi inti atom yang memancarkan sinar alfa dan terbentuk inti baru dengan tingkat energi agak tinggi, kemudian transisi ke tingkat energi yang lebih rendah dengan memancarkan sinar gamma. Inti mula-mula 1,48 MeV (27Co60) -Sinar Alfa- Inti baru 1,31 MeV -Sinar Gamma- Inti 1,17 MeV Jika menembus lapisan materi setebal X maka intensitas akan berkurang Waktu paruh.

7.              Peluruhan zat radioaktif adalah peristiwa penyusutan jumlah inti atom. Pemancaran radiasi secara terus – menerus sepanjang waktu dari inti radioaktif akan mengakibatkan berkurangnya jumlah inti atom radioaktif. Laju peruluhan setiap zat radioaktif bergantung pada jenis zat radioaktif.