radiokimia

1

Radiokimia

Banyak kegiatan industri dan kesehatan yang berhubungan dengan radioaktifitas, misalnya melokalisasi letak kebocoran pipa saluran minyak atau tanggul suatu bendungan dengan menggunakan isotop. Penggunaan bahan atau alat-alat radioaktif dapat menyebabkan terkontaminasinya lingkungan oleh radiasi. Terjadinya terkontaminasi ini disebabkan oleh tumpahnya zat radioaktif yang berbentuk cair atau serbuk, bocornya tempat radioaktif yang berbentuk gas dan hilangnya zat radioaktif dalam bentuk padatan. Kontaminasi dapat dikurangi dengan berbagai cara diantaranya petugas radiasi harus dilengkapi dengan alat-alat dosimetri, alat-alat monitor, perisai dan perlengkapan proteksi radiasi lainnya. Radiokimia yaitu cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang sifat dan perubahan dari unsur, senyawa, atau bahan yang mengandung radioisotop.

a.      Peluruhan radioaktif secara spontan

Radioaktif alamiah ditemukan secara kebetulan oleh seorang ahli fisika bangsa Prancis Antonie Henri Becquerel (1852-1908). Becquerel menemukan bahwa apabila garam uranium diletakkan diatas plat fotograpi, palt tersebut akan mejadi hitam sama seperti plat yang terkena sinar X. Dia menduga bahwa uranium secara spontan mengeluarkan radiasi yang menyebabkan plat menjadi hitam. Selain itu, dua temannya Pierre dan Marrie Currie , berhasil mengisolasi dua unsur rasioaktif lainnya, dari bijih uranium yaitu polarium (Po) daripada uranium. Untuk penemuan mereka Becquerel dan Curie mendapatkan hadiah nobel dalam bidang fisika pada tahun 1903. Radiasi yang dipancarkan dari unsur radioaktif terdiri dari tiga macam partikel yaitu :

§      Partikel alfa (a)

Partikel alfa bermuatan positif, apabila suatu zat memancarkan sinar alfa, maka akan terjadi perubahan muatan dalam inti sehingga terjadi perubahan nomor atom, misalnya inti uranium ²³⁸₉₂ U secara spontan memancarkan sinar alfa maka uranium akan kehilangan dua unit muatan positif dan empat unit massa dari atomnya dan menghasilkan isotop ²³⁴₉₀ Th. Jadi. Pemancaran partikel alfa mengubah atom uranium menjadi thorium dikatakan ²³⁸₉₂ U meluruh menjadi ²³⁴₉₀ Th.

Perubahan yang terjadi selama reaksi inti seperti peluruhan dari uranium dapat diperlihatkan dalam suatu persamaan nuklir yaitu :

                        ²³⁸₉₂ U                 ⁴₂ He + ²³⁴₉₀ Th

                                                   Partikel alfa

§      Partikel beta (b)

Sinar betabermuatan negatif, sama seperti sinar alfa, Sinar beta juga mengalami peluruhan, pada saat suatu zat memancarkan secara spontan sinar beta. Thorium yang dihasilkan pada peluruhan ²³⁸₉₂  U juga radioaktif dan meluruh dengan memancarkan sinar beta. Persamaan nuklir untuk perubahan ini adalah :

                        ²³⁴₉₀ Th               ⁰_-1 e + ²³⁴₉₁ Pa

                                                   Partikel beta

Jadi, pemancaran beta menyebabkan kenaikan nomor atom. Satu unit, tetapi tidak ada perubahan masa. Penyebabnya adaalh neutron berubah menjadi proton.

§      Partikel Gamma (g)

Partikel gamma tidak bermuatan. Radiasi gamma yaitu tidak lebih dari bentuk yang sangat energik dari radiasi elektromagnetik, pemancaran gamma dari inti tidak mengubah nomor muatan atau nomor massa atom sehingga reaksi gamma sering dihilangkan dari persamaan nuklir.

Mengeniai reaksi nuklir dan penguraian radioaktif, sering sekali dipakai istialh tertentu seperti nuklida, istilah umum yang dipakai apabila menunjukkan inti dari isotop tertentu. Inti radioaktif disebut radionuklida dan atom yang mempunyai inti seperti itu disebut radioisotop. Pada peluruhan radioaktif, isotop yang meluruh dinamakan isotop induk dan isotop yang terbentuk disebut anak. Jadi, pada peluruhan uranium -238, nuklida ²³⁸₉₂ U adalah induk dan ²³⁴₉₀ Th adalah anak. Sedangkan deret peluruhan berlangsung secara terus-menerus sampai terjadi suatu unsur atau isotop yang stabil (tidak radioaktif). Seluruh skema dimana suatu isotop terurai menjadi isotop lain dan seterusnya disebut deret radioaktif atau deret peluruhan.

Persamaan schrődinger

A.    Persamaan Schrődinger Bergantung Waktu

Dalam mekanika kuantum fungsi gelombang ψ bersesuaian dengan variabel gelombang y pada umumnya. Namun, ψ tidak seperti y, bukanlah suatu kuantitas yang dapat diukur sehingga dapat berupa kuantitas kompleks. Karena itu, ψ dianggap dalam arah x dinyatakan oleh :

ψ = Ae^-iω^(t-x/v)  …………………………………………………………….. (1)

jika ω dalam rumus tersebut dengan 2πν dan v dengan λν, diperoleh :

ψ = Ae^-2πνi^(νt-x/λ) …………………………………………………………… (2)

karena telah diketahui hubungan ν dan λ dinyatakan dalam energi total E dan momentum p dari partikel yang diperikan oleh ψ.

Karena :

                                    E = hν = 2ħυ

Dan

                                    λ=

Diperoleh :

ψ = Ae^{-(i/ħ)(Et-px)} …………………………………………………………… (3)

Persamaan 3 merupakan pemerian matematis gelombang ekivalen dari partikel bebas yang berenergi total E dan bermomentum p yang bergerak dalam arah +x, sama seperti persamaan

y= Ae^-iω(t-x/υ) yang menyatakan kuantitas kompleks yang lebih dikenal dengan rumus

y= A cos ω yang merupakam pemerian dari pergeseran harmonik gelombang bebas sepanjang tali terpentang.

Pernyataan fungsi gelombang ψ pada persamaan 3 hanya untuk partikel yang bergerak bebas. Persamaan gelombang ψ dapat didiferensialkan untuk memperoleh persamaan Schrodinger, dengan mendiferensialkan persamaan 3 dua kali terhadap  x menghasilkan :

 ……………………………………………………………….(4)

Dan sekali terhadap t, menghasilkan

 …………………………………………………………………(5)

Untuk kelajuan yang kecil terhadap kelajuan cahaya, energi total partikel ialah jumlah dari energi kinetik p²/2m dan energi potensial Ep, dengan Ep pada umumnya merupakan fungsi kedudukan x dan waktu t :

E =   ………………………………………………………………..(6)

Fungsi Ep menyatakan pengaruh dari sisa semesta pada partikel, misalnya dalam kasus elektron dalam atom hydrogen, hanya medan inti yang diperhitungkan. Kalikan kedua suku pada persamaan (6) dengan fungsi gelombang ψ menghasilkan :
Eψ =  …………………………………………………………….(7)

Dari persamaan (4) dan (5) dilihat bahwa :

Eψ =  ………………………………………………………………….(8)

Dan

P²ψ = ……………………………………………………………….(9)

Substitusikan pernyataan untuk Eψ dan p²ψ dalam persamaan (7) diperoleh :

ψ……………….(10)          (persamaan schrodinger bergantung waktu dalam satu dimensi).

Persamaan (10) adalah persamaan schrodinger yang bergantung waktu, dalam tiga dimensi persamaan schrodinger bewrgantung waktu ialah :

Dimana energi potensial partikel E_p merupakan fungsi dari x, y, z dan t.  Setiap pembatasan yang dapat membatasi gerak partikel dapat mempengaruhi fungsi energi potensial E_p.   

B.     Persmaan Schrődinger Bebas waktu

Jika fungsi potensial tidak bergantung waktu, bagaimanakah bentuk persamaan Schroedinger untuk kasus dengan potensial bebas waktu V(x)?

Untuk kasus seperti itu persamaan gelombang Schroedinger

 Bila dilakukan separasi variable (pemisahan peubah) dalam solusi persamaan di atas sehingga
𝜓  lalu substitusikan dalam persamaan Schroedinger bebas waktu menghasilkan :

Dan dapat ditulis dalam bentuk :

Dari persamaan di atas jelas terlihat bahwa ruas kiri dari persamaan tersebut hanya mengandung variable x, dan ruas tengah hanya mengandung variable t. Sedangkan persamaan itu berlaku untuk semua harga x maupun t. Hal ini hanya berlaku jika ruas kiri dan ruas tengah selalu bernilai  

Dengan demikian dapat diperoleh dua persamaan berikut :

Solusi dari persamaan dengan  G = E, yang merupakan energy total partikel yang direpresentasikan oleh fungsi gelombang . Berikut penjelasannya :

Perhatikan persamaan   

Dan  

Lalu bandingkan dengan persamaan :

, maka dapat diungkapkan : sehingga otomatis nilai G sama besarnya dengan energi total partikel E.  Dengan demikian untuk kasus dengan fungsi potensial tidak bergantung waktu, diperoleh persamaan Schroedinger bebas waktu (PSBW):

Dengan fungsi gelombang total :

Persamaan
, yang dapat ditulis sebagai , dinamakan persamaan harga eigen, dan harga tetap E yang merupakan solusi yang dikenal sebagai nama persamaan karakteristik, suatu topik penting dalam pembelajaran tentang persamaan diferensial.

MENGEJAR KEIKHLASAN CINTA

Arman menatap jam dinding, waktu sudah menunjukkan pukul satu pagi, sudah 4 jam yang lalu ia duduk khusyuk memeriksa tugas anak didiknya yang dikiri lewat email. Pemuda berbadan kekar ini memang tidak menyukai mengulur- ngulur tanggung jawabnya, sebagai dosen dan ia termasuk Dosen yang tidak sukaasal memberi nilai pada anak didiknya. Ia menghela napas panjang, jari-jari kekarnya menekan tuts keyboard. Sesaat kemudian, ia sudah men-shut down komputernya. Mati.

Ya, sudah 2 tahun ini, Arman menjalani status barunya sebagai sorang Dosen di sebuah universitas, selain sebagai pengusaha yang dikenal sebagai pemilik cafetaria “sedap” yang terkenal dengan kelezatan dan keramahan pelayanannya. Arman merebahkan tubuh atletisnya di dipan, pikirannya menerawang mengingat masa-masa pahitnya sebagai anak yang dilahirkan dari keluarga yang makan untuk sehari pun harus bekerja sepanjang hari dan 5 kakak-kakak perempuannya yang menikah cepat karena tidak ada biaya untuk melanjutkan sekolah, si kecil Arman tidak pernah bercita-cita untuk bisa menginjak bangku SMA karena mengingat susahnya mencari uang untuk sekedar makan. Tapi, itu adalah masa lalu yang kelam, kegigihannya untuk merubah hidup membuatnya berhasil saat ini. Ia bersyukur. Sesaat kemudian ia terlelap.Pukul 3 pagi Arman kembali terbangun, mengambil air wudhu, menunaikan shalat malam yang telah menjadi kebiasaanya sejak SMA. Ya Rabb,,,

***

“ Arman, kapan menyusul nih?” tanya Ahmad ketika menyerahkan undangan pernikahannya.

Arman tersenyum.

 Ahmad adalah teman seperjuangannya, sejak kecil Arman telah mengenal sosok Ahmad, si kecil dari keluarga terpandang, yang kini telah bekerja di sebuah instansi milik pemerintah.

“selamat ya Ahmad, mungkin jodohnya ana belum datang neh, masih malu-malu ketemu ma abangnya” canda Arman.

“huh! Bilang aja, masih belum kepengen nikah!” ujar Ahmad nyengir.

Mereka berdua tertawa.

***

Kilasan kejadian beberapa waktu lalu membuat Arman mendesah. Hampir semua teman seangkatannya sudah menikah. Memang, untuk laki-laki yang umurnya sudah menginjak 27 tahun memang layak memiliki pendamping hidup, tapi Arman masih tidak ingin menikah untuk saat ini, Ia tidak ingin perempuan yang dinikahinya hanya melihat keberhasilannya saat ini, ia ingin istrinya kelak bisa menerima dia apa adanya, melihat Arman dari bentuk yang sederhana bukan dari glamour popularitasnya yang menanjak seperti roket.

***

 “ lama nunggu ya, Arman?” tanya Khalid, teman satu organisasinya dulu di Lembaga Dakwah kampus.

Khalid tersenyum.

“ana juga baru datang”

Mereka berdua duduk di kursi paling sudut di cafetaria milik Arman.

“tumben ente telepon ana sepagi ini, Man”

Arman menunduk.

“ pasti soal nikah ya?”tebak Khalid.

“kok tahu!” ujar Arman berbinar.

Khalid terkekeh, “Arman,,,Arman,,, itu mudah ditebak kok!, masa seorang Arman yang sudah mapan, agama alhamdulillah juga bagus,umur pun sudah layak untuk menikah”

“ ya, akh! Ana lagi gundah,,,”

“boleh ana tebak?” potong Khalid.

Arman mengangguk.

“ masih nunggu Irma ya?”

Arman kembali mengangguk.

Khalid mengkerutkan keningnya, menatap tajam sahabatnya.

“Arman, jangan nunggu seseorang yang belum jelas, Irma sudah menghilang dari kehidupan kita sejak 2 tahun yang lalu!!” Khalid menegaskan.

Arman menunduk, seperti sedang divonis oleh pengadilan

“ tapi menurut ana, Cuma Irma yang bisa menggaet hati ana, kesederhanaannya, sopan satunnya, ana tahu Irma tak secantik, cewek-cewek yang sengaja mendekati ana sekarang ini” jelas Arman.

“ya terserah mas Arman aja, ana cuma bisa menasihati dan membantu seadaanya selebihnya itu kembali sama mas Arman sendiri tapi satu hal yang ana mau bilang lupain Irma, lupain Irma” jelas Khalid menambahkan.

Khalid menatap lekat Arman yang masih tertunduk, ada sedikit nanar dihatinya,memang tidak salah Arman mengharapkan Irma menjadi pendamping hidupnya, akhwat yang sederhana dan cekatan dan  Arman yang dikenalnya sebagai seorang yang gigih, yang tidak pernah mengeluh, Arman yang selalu dipuji oleh para wanita, Arman yang bentuk fisiknya hampir sempurna, tinggi, putih, badan tegap dan kekar dengan face yang mendukung pula, siapapun akan sulit melupakan wajahnya dan tentunya idaman kaum hawa tentu mereka akan menjadi pasangan yang sangat serasi, Arman, Arman dan Arman yang pernah membuatnya iri dengan kesmpurnaan yang dia miliki, tapi inilah Arman yang rapuh karena cinta.

***

 Hari berikutnya Arman mengajak Khalid untuk bertemu kedua kalinya di cafetaria milik Arman.

“Khalid, ana sudah memikirkan ucapan Akhi yang kemarin, memang gak seharusnya ana terlalu berharap dengan Irma, gak seharusnya pengharapan ini membuat hati ana tertutup untuk mencari pendamping hidup” ujar Arman panjang lebar.

Khalid tersenyum.

“ nah! Ini Arman yang ana kenal, insya Allah ana bantu” ujar Khalid berjanji seraya menepuk-nepuk bahu sahabatnya.

Mereka berdua menyerut es jeruk bersamaan, tersenyum. Ada titik terang.

***

Seminggu berselang, Khalid datang langsung ke rumah Arman yang baru dibelinya 6 bulan yang lalu, rumah sederhana itu seakan tidak mencermikan gemerlap kesuksesan Arman saat ini, tapi lebih condong menggambarkan kesedarhanaan pemiliknya.

Arman yang kebetulan sedang duduk membaca sebuah buku, segera berdiri menyambut kedatangan Khalid sahabatnya.

“assalammu’alaikum”

“wa’alaikumsaalam”

Mereka berdua berjabat tangan.

“silahkan duduk akhi,,, tunggu sebentar ana ambil minum dulu”

“gak usah repot-repot Man,,,!”

“gak apa-apa, tunggu sebentar ya!”

Arman masuk, meninggalkan Khalid yang duduk di beranda depan.

Sesaat kemudian Arman sudah datang dengan secangkir teh dan beberapa makanan ringan.
“aduh!Man, jadi ngerepotin”

Arman tersenyum.

“ ini kek yang dibilang repot!”

Arman kemudian duduk disamping Khalid,  beberapa kertas putih dikeluarkan Khalid di tas ransel hijau lumut miliknya.

“Arman, ini ada biodata seorang akhwat, pokoknya insya Allah gak meragukan deh!”Khalid membuka pembicaraan.

Arman menerima 2 buah kertas yang berisi biodata seorang akhwat.AISYAH HUMAIRA

“gimana menurut ente ?”

 “Humaira, umur 23 tahun bekerja sebagai guru TK di sebuah kota pinggiran, memiliki kemampuan berbahasa arab dan inggris, menguasai tafsir qur’an,,,bla,,,bla,,,”

“gimana Man?”

“ana coba dah ta’aruf ma akhwat pilihan ente”

***

Tidak  perlu membutuhkan waktu yang lama, Khalid segera mempertemukan mereka berdua di cafetaria milik Arman, dengan ditemani kakaknya, ta’aruf itu pun berakhir setelah satu jam mereka berbincang-bincang tentang kehidupan mereka masing-masing.

***

3 minggu berlalu terasa begitu cepat menurut Arman, Ia mencoba memantapkan hatinya dengan akhwat yang saat ini ta’aruf dengannya, Humaira. Semuanya berlalu begitu cepat, mereka bertemu disebuah kafe dekat Arman mengajar, mereka berdua sepakat untuk meneruskan semuanya kejenjang yang lebih serius.

Proses pelamaran, persiapan pernikahan pun tidak ada kendala yang berarti, semuanya berjalan sesuai rencana, tapi pengharapan itu masih bersarang dihati Arman, ia masih berharap dengan kedatangan Irma.

Ketika semuanya hampir beres, perasaan itu kembali mengganjal ketika Irma  datang kembali dalam kehidupan Arman, membantunya unuk menyiapkan persiapan acara yang begitu sakral buat pasangan yang ingin menikah.

“wah!selamat ya mas Arman, gak nyangka mas Arman menikah dengan teman ana”

Deg! TEMAN??

Seandainya, kau datang lebih cepat pernikahan ini mungkin ini takkan terjadi, seandainya kau datang lebih cepat, mungkin saat ini kau yang akan bersanding denganku, mengarungi bahtera rumah tangga bersama-sama. Ah! seandainya,,,

***

Haruskah aku meneruskan pernikahan ini, haruskah aku membiarkan perasaan ini bergejolak, haruskah aku tetap belajar untuk mencintai Humaira,,, haruskah,,, haruskah,,,????

“Arman, jangan ada yang menghalangimu untuk tidak melanjutkan pernikahan ini,sungguh memalukan bila ente melakukan itu, ente pikirkan kedepannya bila pernikahan ini batal, jangan mengikuti nafsu ente saja. Irma mungkin bukan jodoh ente,,, jangan terlampau berharap,,, Allah Maha Mengetahui mana yang terbaik buat hambanya dan hapuslah nama Irma dihati ente, jangan sampai itu nantinya menjadi masalah dalam rumah tangga ente dengan Humaira” Khalid menasehati seakan mampu membaca pikiran yang sedang mengganggu pikiran sahabatnya.

 Arman terdiam sejenak.

“akhi benar, tidak seharusnya ana terlalu berharap, Irma mungkin bukan pilihan terbaik menurut Allah”

Arman tersadar, memang tidak ada manusia yang sempurna di dunia ini, ia tidak seharusnya terlalu berharap dengan Irma, Irma bukan jodohnya, tapi Humaira-lah yang akan menjadi pendampingnya, belajar untuk ikhlas dan belajar untuk mencintai calon istrinya, HUMAIRA. Subhanallah, mengapa ini tidak pernah terbersit sebelumnya?