Manfaat Radioisotop di Berbagai Bidang

MANFAAT RADIOISOTOP DI BERBAGAI BIDANG

1. Radioisotop dalam Bidang Pertanian

Dalam bidang pemuliaan tanaman pembentukan bibit unggul dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi. Misalnya, pemuliaan padi, bibit padi diberi radiasi dengan dosis yang bervariasi, dari dosis terkecil yang tidak membawa pengaruh hingga dosis terbesar yang mematikan, (Biji tumbuh). Biji yang sudah diradiasi itu kemudian disemaikan dan ditanam berkelompok menurut ukuran dosis radiasinya. Selanjutnya akan dipilh varietas yang dikehendaki, misalnya yang tahan hama, berbulir banyak dan berumur pendek. Dalam bidang pertanian, radiasi yang dihasilkan juga digunakan untuk pemberantasan hama dan pemulihan tanaman.

a. Pembentukan Bibit Unggul

Dalam bidang pertanian, radiasi gamma dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul. Sinar gamma menyebabkan perubahan dalam struktur dan sifat kromosom sehingga memungkinkan menghasilkan generasi yang lebih baik, misalnya gandum dengan yang umur lebih pendek.

Selain sinar gamma, fosfor-32 (P-32) juga berguna untuk membuat benih tumbuhan yang bersifat lebih unggul dibandingkan induknya. Radiasi radioaktif ini ke tanaman induk akan menyebabkan ionisasi pada berbagai sel tumbuhan. Ionisasi inilah yang menyebabkan turunan akan mempunyai sifat yang berbeda dari induknya. Kekuatan radiasi yang digunakan diatur sedemikian rupa hingga diperoleh sifat yang lebih unggul dari induknya.

b. Pemupukan dan Pemberantasan Hama dengan Serangga Mandul

Radioisotop fosfor dapat dipakai untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman. Ada jenis tanaman yang mengambil fosfor sebagian dari tanah dan sebagian dari pupuk. Berdasarkan hal inilah digunakan fosfor radioaktif untuk mengetahui pola penyebaran pupuk dan efesiensi pengambilan fosfor dari pupuk oleh tanaman. Teknik radiasi juga dapat digunakan untuk memberantas hama dengan menjadikan serangga mandul.

Dengan radiasi dapat mengakibatkan efek biologis, sehingga timbul kemandulan pada serangga jantan. Kemandulan ini dibuat di laboratorium dengan cara hama serangga diradiasi sehingga serangga jantan menjadi mandul. Setelah disinari hama tersebut dilepas di daerah yang terserang hama, sehingga diharapkan akan terjadi perkawinan antara hama setempat dengan jantan mandul yang dilepas, sehingga telur itu tidak akan menetas.

c. Pengawetan Makanan

Pada musim panen, hasil produksi pertanian melimpah. Beberapa dari hasil pertanian itu mudah busuk atau bahkan dapat tumbuh tunas, contohnya kentang. Oleh karena itu diperlukan teknologi untuk mengawetkan bahan pangan tersebut. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan irradiasi sinar radioaktif. Radiasi ini juga dapat mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.

2. Radiologi dalam Hal Penyimpanan Makanan

Bahan makanan seperti kentang dan bawang jika disimpan lama akan bertunas. Radiasi dapat menghambat pertumbuhan bahan-bahan seperti itu. Jadi, sebelum bahan tersebut disimpan diberi radiasi dengan dosis tertentu sehingga tidak akan bertunas, dengan demikian dapat disimpan lebih lama. Radiasi juga digunakan untuk pengawetan bahan makanan untuk mencegah pertumbuhan bakteri dan jamur.

3. Radio Aktif dalam Bidang Industri

Penggunaan radioisotop dalam bidang industri antara lain untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam di dalam tanah atau dalam beton. Dengan menggunakan radioisotop yang dimasukkan ke dalam aliran pipa kebocoran pipa dapat dideteksi tanpa penggalian tanah atau pembongkaran beton. Penyinaran radiasi dapat digunakan untuk menentukan keausan atau kekeroposan yang terjadi pada bagian pengelasan antarlogam. Jika bahan ini disinari dengan sinar gamma dan dibalik bahan itu diletakkan film foto maka pada bagian yang aus atau keropos akan memberikan gambar yang tidak merata. Radiasi sinar gamma juga digunakan dalam vulkanisasi lateks alam. Penggunaan zat radioaktif dalam bidang industri yang lainnya adalah untuk mengatur ketebalan besi baja, kertas, dan plastik; dan untuk menentukan sumber minyak bumi.

4. Radioaktif dalam Bidang Hidrologi

•  Na-24 untuk mempelajari kecepatan aliran sungai.
•  Na-24 dalam bentuk karbonat untuk menylidiki kebocoran pipa air dibawah.

5. Radiologi dalam Bidang Sains

•  Iodin-131 (I-131) untuk mempelajari kesetimbangan dinamis.
•  Oksigen-18 (O-18) untuk mempelajari reaksi esterifikasi.
•  Karbon-14 (C-14) untuk mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

6. Radiologi dalam Bidang Kimia

a. Teknik Perunut

Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia. Misal pada reaksi esterifikasi. Dengan oksigen-18 dapat diikuti reaksi antara asam karboksilat dan alkohol. Dari analisis spektroskopi massa, reaksi esterifikasi yang terjadi dapat ditulis seperti berikut. (isotop oksigen-18 diberi warna). Hasil analisis ini menunjukkan bahwa molekul air tidak mengandung oksigen-18. Adapun jika O-18 berada dalam alkohol maka reaksi yang terjadi seperti berikut.

b. Penggunaan Isotop dalam Bidang Kimia Analisis

1) Analisis Pengeceran Isotop

Larutan yang akan dianalisis dan larutan standar ditambahkan sejumlah larutan yang mengandung suatu spesi radioaktif. Kemudian zat tersebut dipisahkan dan ditentukan aktivitasnya. Konsentrasi larutan yang dianalisis ditentukan dengan membandingkannya dengan larutan standar.

2) Analisis Aktivasi Neutron (AAN)

Analisis aktivasi neutron dapat digunakan untuk menentukan unsur kelumit dalam cuplikan yang berupa padatan. Misal untuk menentukan logam berat (Cd) dalam sampel ikat laut. Sampel diiradiasi dengan neutron dalam reaktor sehingga menjadi radioaktif. Salah satu radiasi yang dipancarkan adalah sinar gamma . Selanjutnya sampel dicacah dengan spektrometer gamma untuk menentukan aktivitas dari unsur yang akan ditentukan.

7. Radologi dalam Pengukuran Usia Bahan Organik

Lama kelamaan terdapat kesetimbangan antara karbon-14 yang diterima dan yang meluruh dalam tumbuh-tumbuhan maupun hewan, sehingga mencapai 15,3 dis/menit gram karbon. Keaktifan ini tetap dalam beberapa ribu tahun. Apabila organisme hidup mati, pengambilan 14C terhenti dan keaktifan ini berkurang. Oleh karena itu umur bahan yang mengandung karbon dapat diperkirakan dari pengukuran keaktifan jenisnya dan waktu paruh 14C. ( 12 T = 5.730 tahun).

10+ SOAL LATIHAN FISIKA KELAS XII SEMESTER SATU: GELOMBANG BUNYI

10+ SOAL LATIHAN FISIKA KELAS XII SEMESTER SATU: GELOMBANG BUNYI

   1.Pada suatu saat terlihat kilat dan 10 detik kemudian terdengar suara gunturnya. Apabila kecepatan cahaya 3 x 10⁸ m/s dan kecepatan bunyi 340 m/s, maka jarak  antara tempat asal kilat dan pengamat........(Kunci: 3.400 meter)

   2.Dua sumber bunyi A dan B berjarak 7 meter. Kedua sumber bunyi sefase dengan frekuensi sama yaitu 170 Hz. Kecepatan bunyi di udara 340 m/s. Titik C terletak pada garis hubung A dan B, pada jarak 4 meter dari A. Beda sudut fase dua gelombang tersebut di C adalah . . . . . (Kunci:  rad)

   3.Suatu pipa organa terbuka menghasilkan nada atas kedua dengan frekuensi 1700 Hz. Cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. Berapakah panjang pipa organa tersebut? (Kunci: 30 cm)

   4. Pipa organa tertutup A memiliki frekuensi nada atas pertama yang sama tinggi dengan frekuensi nada dasar pipa organa terbuka. Jika dalam keadaan yang sama panjang pipa B = 20 cm, panjang pipa A adalah . . . . . (Kunci: 30 cm)

   5.Frekuensi nada atas pertama pipa organa terbuka A sama dengan frekuensi nada dasar pipa organa tertutup B. Jika panjang pipa A = 60 cm, maka panjang pipa B adalah . . . . . (Kunci: 15 cm)

   6.Di dalam aula sebanyak 100 orang siswa sedang belajar menyanyi. Bila taraf intensitas suara satu orang siswa saat bernyanyi 40 dB (anggap sama untuk setiap anak) maka intensitas bunyi yang dihasilkan di aula tersebut adalah . . . . . (Kunci: 10^-12 W.m^-2)

   7.Intensitas bunyi X yang berjarak 1 meter dari sumber adalah 10^-6 W.m^-2. Jika digunakan intensitas ambang 10^-12 Wm^-2 dan titik Y berjarak 10 meter dari sumber bunyi, maka perbandingan taraf intensitas di titik X dan Y adalah . . . . . (Kunci:  3:2 ) 

   8.Tarf intensitas bunyi seratus mesin identik di pabrik tekstil yang dioperasikan serentak adalah 80 dB. Bila taraf intensitas sejumlah mesin lain yang identik adalah 90 dB, maka jumlah mesin yang digunakan saat itu adalah . . . . . (Kunci: 1.000 buah)

   9.Intensitas bunyi 100 mesin identik sebesar 10^-7 watt.m². jika I₀ = 10^-12watt.m^-2, maka taraf intensitas bunyi sebuah mesin adalah . . . . . (Kunci: 30 dB)

  10.taraf intensitas bunyi disebuah pabrik yang menggunakan 100 mesin adalah 90 dB. Bila mesin-mesin yang digunakan adalah identik, maka taraf intensitas 10 buah mesin adalah . . . . . (Kunci: 80 dB)

   11.Taraf intensitas bunyi pada suatu jendela terbuka yang luasnya 1 m² adalah 60 dB. Jika nilai ambang bunyi 10^-12 w/m², daya akustik yang masuk melalui jendela tersebut adalah . . . . . (Kunci: 10^-6 watt) 

   12.Taraf intensitas sebuah mesin jahit 30 db dan intensitas ambang bunyi besarnya 10^-12 W.m^-2 maka besar intensitas bunyi untuk 100 mesin jahit adalah . . . . . (Kunci: 10^-7 W.m^-2)

   13.Sebuah peluit yang dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 50 dB (I₀ = 10^-2 watt.m^-2). Jika 100 peluit yang identik dibunyikan bersama-sama akan menghasilkan taraf intensitas sebesar . . . . . (Kunci: 70 dB)

  14.Sebuah ambulans bergerak dengan kelajuan 144 km/jikan sirine dengam^-1 sambil membunyan frekuensi 2000 Hz. Pengendara sepeda motor bergerak dengan kelajuan 40m/s²berlawanan arah dengan ambulans. Cepat rambat bunyi di udara 320 m/s. Perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor saat mendekati dan menjauhi ambulans adalah . . . . . (Kunci: 81:49)

 BACA JUGA

SOAL DAN PEMBAHASAN GELOMBANG BUNYI

Teori Dasar Listrik

1. Arus Listrik

Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.

Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.

“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624×10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”

Formula arus listrik adalah:

I = Q/t (ampere)

Dimana:

I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere

Q = Besarnya muatan listrik, coulomb

t = waktu, detik

2. Kuat Arus Listrik

Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”.

Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu:

Q = I x t

I = Q/t

t = Q/I

Dimana :

Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb

I = Kuat Arus dalam satuan Amper.

t = waktu dalam satuan detik.

“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”

“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x 10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”

3. Rapat Arus

Rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat.

Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²).

Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA).

Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat:

J = I/A

I = J x A

A = I/J

Dimana:

J = Rapat arus [ A/mm²]

I = Kuat arus [ Amp]

A = luas penampang kawat [ mm²]

4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar

Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.

Tahanan didefinisikan sebagai berikut :

“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C”

Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:

“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik” .

Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:

R = 1/G

G = 1/R

Dimana :

R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]

G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]

Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.

“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah” :

R = ρ x l/q

Dimana :

R = tahanan kawat [ Ω/ohm]

l = panjang kawat [meter/m] l

ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]

q = penampang kawat [mm²]

faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :

• panjang penghantar.

• luas penampang konduktor.

• jenis konduktor .

• temperatur.

“Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan penghantar”

5. Potensial atau Tegangan

Potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah Volt.

“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”

Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:

V = W/Q [volt]

Dimana:

V = beda potensial atau tegangan, dalam volt

W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule

Q = muatan listrik, dalam coulomb