PIERRE CURIE

A. SEJARAH HIDUP
Pierre Curie lahir di Paris pada tanggal 15 Mei 1859 dan dididik di rumah (home Schooling) oleh kedua orang tuanya. Pierre memiliki bakat yang luar biasa di bidang matematika dan sangat menyenangi pelajaran geometri spasial. Kedua mata pelajaran ini sangat mendukung penelitiannya di kemudian hari ketika ia mempelajari ctystallography. Ia mengambil studi bidang fisika pada Universitas Paris dan meraih sarjana muda dalam usia 16 tahun. Pada usia 18 tahun ia memperoleh licence ès sciences dan pada tahun 1878 menjadi asisten dosen di Universitas Paris.
Pierre dibantu oleh kakaknya , Jacques Curie, melakukan penelitian pada kristal. Pada penelitian ini Curie bersaudara menemukan bahwa beberapa jenis kristal memiliki arus listrik positif di satu ujungya dan arus negatif di ujung yang lain ketika kristal tersebut dalam keadaan kompresi (ditekan). Kristal-kristal ini juga berubah bentuk dan volumenya ketika terkena arus listrik. Efek ini mereka namakan efek piezoelectric.
Pada tahun 1882 ia ditunjuk menjadi supervisor pada Sekolah Fisika dan Kimia Industri di Paris. Pierre melanjutkan risetnya. Ia kemudian melakukan penelitian tentang magnetisme (magnetism). Ia menulis thesis doktoralnya dengan tujuan untuk menemukan apakah terdapat adanya transisi antara 3 tipe manetisme: ferromagnetisme, paramagnetisme dan diamagnetisme. Untuk mengukur koefisien magnet, ia membuat suatu basis ukuran sebesar 0.01 mg. Ia menemukan bahwa koefisien magnet pada ketertarikan bagian paramagnetik berbeda dalam proporsi yang berbanding terbalik dengan tempratur absolut yang ada. Penemuan itu diabadikan dengan namannya Hukum Curie. Pierre menemukan bahwa materi magnetik yang terbuat dari besi akan kehilangan sifat kemagnetannya apabila dipanaskan pada suhu tertentu. Tempratur ini berbeda-beda untuk tiap materi yang kemudian disebut Curie Point.
Pada musim semi 1894 Pierre dikenalkan dengan Maria Sklodowska. Mereka sama-sama serius dan memiliki tingkat intelektual yang sejajar namun sama-sama pula sering dianggap “tidak diperhitungkan”. Pierre adalah ahli fisika Perancis penemu piezoelektrik dan elektrometer. Saat itu ia menjabat sebagai kepala lab School of Industrial Physics and Chemistry. Pengabdian hidup mereka pada penelitian ilmiah mengantarkan mereka pada pernikahan di tahun 1895. Dengan Bulan madu yang sederhana yaitu bersepeda keliling Inggris. Pada tahun yang sama, di usianya yang ke 35 tahun Pierre memperoleh gelar doktor di bidang fisika dari Universitas Paris untuk penelitian ilmiahnya mengenai magnetisme, menurut pierre “sifat-sifat bahan diamagnetik pada umumnya tidak bergantung pada suhu namun pada bahan paramagnetik kerentanannya berbanding terbalik dengan suhu absolute”.suhu dimana terjadi transisi dari ferromagnetik ke paramagnetik disebut “titik currie” Sampai pada pertengahan 1890-an penelitian yang dilakukan Pierre terkonsentrasi pada magnetisme dan kristal.
Pada tahun 1897 keluarga ini dikaruniai putri pertama mereka yang mereka beri nama Irene. Putri kedua lahir pada tahun 1904 dan mereka beri nama Eve. Kelahiran kedua putri mereka tidak mengganggu intensivitas kerja ilmiah keluarga ini. Pada tahun 1900 Marie ditunjuk sebagai dosen pengajar di Ecole Normale Superieure sekolah khusus perempuan. Disini ia memperkenalkan metode mengajar berbasis demonstrasi eksperimen.
Keluarga Curie, Pierre dan Marie Curie, berkonsentrasi pada penelitian dan studi radioaktivitas. Fenomena radioaktivitas yang ditemukan oleh Henry Becquerel telah menarik perhatian Marie, dan mereka memutuskan untuk mempelajari sebuah mineral bernama pitchblende, yaitu suatu mineral radioaktif yang tersusun dari mineral uranium. Pitchblende merupakan mineral dengan aktivitas atom yang sangat tinggi. Pierre Curie kemudian ikut bersama Marie melakukan penelitian dan membantu dalam penelitian Marie. Penelitian mereka akhirnya menghasilkan suatu elemen baru yang belum pernah ditemukan sebelumnya yaitu polonium dan radium. Sementara Pierre berkonsentrasi pada penelitian fisika dari radiasi-radiasi baru, Marie terus berusaha untuk mencari cara mendapatkan radium murni dalam bentuk logam. Pada tahun 1903, hasil penelitiannya memberinya gelar doktor dan bersama Pierre memperoleh medali Davy dari Royal Society. Pada tahun yang sama, Marie mendapat hadiah Nobel bersama Becquerel dalam bidang fisika atas penemuan radioaktif.
Pierre menolak kedudukan yang cukup tinggi di Universitas Jenewa untuk dapat tetap bekerja sama dengan Marie. Kemudian Pierre menerima jabatan pengajar dan professor di Universitas Paris. Pada tahun 1903 Pierre wafat karena kecelakaan pada saat ia sedang berjalan pulang dari tempat kerjanya, ia tergilas oleh sebuah kereta yang bermuatan berat dan meninggal seketika itu juga.
Kematian mendadak suaminya merupakan pukulan berat bagi Marie dan anak-anaknya. Pukulan tersebut sekaligus menjadi titik penentu dalam karirnya. Ia mengabdikan diri sendirian untuk menyelesaikan penelitian ilmiahnya yang telah mereka kerjakan. Pada tahun 1906 ia ditunjuk sebagai professor di Universitas Paris; posisi yang menjadi lowong karena kematian suaminya. Pada tahun 1911 ia menerima hadiah nobel dalam bidang kimia, untuk keberhasilannya dalam isolasi radium murni.


B. SEJARAH PENEMUAN KONSEP

Laporan Roentgen diperkenalkan kepada Akademi Paris pada Januari 1896 oleh Poankale yang merupakan ilmuwan Perancis terkemuka saat itu. Di dalam artikel Akademi waktu itu terdapat prediksi Poankale yang menyatakan bahwa materi yang berpendar dengan kuat memiliki kemungkinan untuk memancarkan sinar-X juga bersama sinar fluoresensi. 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. 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 uranium di atas kotak aluminium, membiarkannya terkena sinar matahari selama beberapa jam, lalu memproses 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. 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.
Setelah melakukan percobaan dengan meletakkan berbagai materi di atas pelat fotografi, ia mengetahui bahwa sifat materi pendar dan bentuk kimia tidak mempunyai pengaruh dalam hal ini. Semua materi yang mengandung uranium pasti dapat menghitamkan pelat fotografi. Khususnya dalam hal logam uranium, tingkat kehitamannya besar. Becquerel berpikir bahwa dari uranium terpancar radiasi yang mirip dengan sinar-X. Untuk sementara sinar ini disebut sinar Becquerel. Kesamaan sifat antara sinar Becquerel dengan sinar-X, selain sama-sama dapat menghitamkan pelat fotografi, adalah keduanya dapat mengionkan udara.

Marie Sklodowska Curie (Polandia-Perancis, 1867-1934) menikah dengan Pierre Curie (Perancis, 1859-1906) dan siap memulai kehidupan seorang peneliti dengan meneliti sinar Becquerel sebagai tema penelitian untuk mendapatkan gelar akademik. Pierre yang saat itu sudah menjadi salah satu peneliti terkemuka bermaksud membantu istrinya dengan menyarankan pemakaian alat ukur arus yang sangat sensitif (Galvanometer Feebles). Marie Curie menggunakan alat ukur arus yang sangat sensitif dan melakukan pengukuran secara kuantitatif radioaktivitas (kemampuan melepaskan radiasi) dari materi yang dapat ia peroleh.
Hanya materi yang mengandung uranium atau thorium yang menunjukkan radioaktivitas. Berdasarkan pengukuran secara kuantitatif diketahui bahwa radioaktivitas berbanding lurus dengan jumlah uranium atau thorium, sedangkan suhu serta bentuk kimia dari materi tidak berpengaruh. Tetapi disinipun teramati sesuatu yang di luar dugaan. Dua bahan tambang uranium yaitu pitch blend (uranium oksida) dan shell corit (tembaga dan uranil) menunjukkan radioaktivitas yang besar yang tidak dapat dijelaskan dengan jumlah uranium yang ada di dalamnya. Marie Curie mencampur shell corit dengan bahan lain dan kemudian melakukan pengukuran. Ternyata hanya bagian yang mengandung uranium yang menunjukkan adanya radioaktivitas. Fakta ini dilaporkan di Akademi Sains Paris bulan April 1898. Marie Curie berpikir bahwa di dalam batuan uranium alam terdapat unsur yang belum diketahui dalam jumlah yang sangat sedikit, dan setelah itu ia lebih serius lagi menemukan unsur radioaktif yang belum diketahui. Pierre kemudian berhenti melakukan penelitiannya sendiri untuk bekerja sama dengan Marie menemukan unsur baru. (Pierre terus melakukan penelitian radioaktivitas sebelum meninggal pada tahun 1906 karena kecelakaan).
Batuan dalam jumlah besar dilarutkan dan dilakukan pemisahan dengan prosedur analisis kimia. Radioaktivitas dari bagian yang terpisah diukur dengan alat ukur listrik yang dikonsentrasikan pada bagian yang memiliki radioaktivitas tinggi. Unsur radioaktif yang belum diketahui itu menunjukkan sifat yang mirip dengan bismuth. Bagian yang terambil ini ternyata merupakan campuran antara bismuth sulfat dan bahan radioaktif dalam bentuk sulfat. Pemisahan antara bismuth dan unsur yang belum diketahui itu dapat dilakukan berdasarkan perbedaan sifat sublimasinya. Bahan campuran itu dipanaskan dalam vakum pada suhu 700° C dan dibiarkan menyublim, dalam suhu 250°-300° C bahan radioaktif dalam bentuk sulfat itu menempel pada dinding seperti cat berwarna hitam. Beginilah cara penemuan salah satu unsur radioaktif yang belum diketahui.
Pada Juni 1898 laporan atas nama suami-istri Curie disampaikan kepada Akademi. Dalam laporan ini diusulkan nama Polonium untuk unsur baru sesuai dengan nama negara kelahiran Marie Curie. Dari analisis juga ditemukan adanya radioaktifitas yang kuat di dalam kelompok barium, secara kimiawi sifatnya sama dengan barium. Pemisahan bagian yang memiliki radioaktivitas dengan cara pemisahan kristal berdasarkan perbedaan kelarutan dalam air, campuran air dan alkohol, kelarutan garam dalam larutan asam klorida. Dengan cara seperti inilah unsur radioaktif radium ditemukan. Penemuan ini dipresentasikan pada bulan September 1898 sebagai hasil penelitian bersama suami-istri Curie dan rekan sekerja Pemon.

C. PENGEMBANGAN KONSEP
Berdasarkan penemuan radioaktivitas, beragam jenis peluruhan dapat ditemukan salah satunya ditemukan bahwa medan listrik atau medan magnet dapat memecah emisi radiasi menjadi tiga sinar. Demi memudahkan penamaan, sinar-sinar tersebut diberi nama sesuai dengan alfabet yunani yakni alpha, beta, dan gamma
1. Sinar alpha ( )
Merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. partikel sinar alpha sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermasa sma.partikel alpha merupakan partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alpha dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar alpha paling lemah diantara sinar-sinar radioaktif. Diudara hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alpha dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alpha segera kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya yang mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi, akhirnya alpha akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom helium 4 2
2. Sinar beta ( )
Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bermuatan -1 dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil partikel beta dianggap tidak bermassa sehingga dinyatakan dengan notasi . Energi sinar beta sangat bervariasi mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam udara kering dan dapat menembus kulit.
3. Sinar gamma ( )
Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetik berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi . Sinar gamma mempunyai daya tembus selain sinar alfa, beta, gamma, zat radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar x dan sinar positron. Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik.


D. APLIKASI KONSEP
1) Radioaktif sebagai perunut
Sebagai perunut, radioisotop (isotop yang bersifat radioaktif) ditambahkan kedalam suatu sistem untuk mempelajari sistem itu, baik sistem fisika, kimia maupun sistem biologi.
a. Bidang kedokteran
Berbagai jenis radioisotop digunakan sebagai perunut untuk mendeteksi (mendiagnosa) berbagai jenis penyakit diantaranya, teksenium (Tc-99), Talium 201 (Ti-201) dan besi (Fe-59), Tc 99 yang disuntikkan kedalam pembuluh darah akan diserap terutama oleh jaringan yang rusak pada organ tertentu. Seperti jantung,hati dan paru-paru. Sebaliknya Ti-201 terutama akan diserap oleh jaringan yang sehat pada organ jantung. Oleh karena itu, kedua isotop itu digunakan secara bersama-sama untuk mendeteksi kerusakan jantung.
b. Bidang industri
Untuk mempelajari pengaruh oli dan afditif pada mesin selama mesin bekerja digunakan suatu isotop sebagai perunut. Dalam hal ini, piston, ring dan komponen lain dari mesin ditandai dengan isotop radioaktif dari abhan yang sama.
c. Bidang Hidrologi
1. Mempelajari kecepatan aliran sungai
2. Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah
d. Bidang biologis
1. Mempelajari kesetimbangan dinamis
2. Mempelajari reaksi pengesteran
3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis
2) Radioisotop sebagai sumber radiasi
a. Bidang kedokteran
1. Sterilisasi radiasi , radiasi dalam dosis tertentu dapat mematikan mikroorganisme sehingga dapat digunakan untuk sterilisasi alat-alat kedokteran. Sterilisasi dengan cara mempunyai beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan sterilisasi konvensional yaitu:
• sterilisasi radiasi lebih sempurna dalam mematikan mikroorganisme
• sterilisasi radiasi tidak meninggalkan residu bahan kimia
• karena dikemas dulu baru di sterilkan maka alat tersebut tidak mungkin tercemar bakteri lagi sampai kemasan terbuka berbeda dengan cara konvensional yaitu disterilkan dulu baru dikemas sehingga dalam proses pengemasan ada kemungkinan terkena bibit penyakit.
2. Terapi tumor atau kanker, berbagai jenis tumor dapat diterapi dengan radiasi. Sebenarnya baik sel normal maupun sel kanker dapat dirusak oleh radiasi tetapi sel kanker atau tumor ternyata lebih sensitif (lebih mudah rusak). Oleh karena itu sel kanker atau tumor dapat dimatikan dengan mengarahkan radiasi secara tepat pada sel-sel kanker tersebut.
b. Bidang pertanian
- Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul
- Pemuliaan tanaman
- Penyimpanan tanaman
c. Bidang industri
- Pemeriksaan tanpa merusak, radiasi sinar gamma dapat digunakan untuk memeriksa cacat pada logam atau sambungan las, yaitu dengan meronsen bahan tersebut
- Mengontrol ketebalan bahan, ketebalan produk yang berupa lembaran seperti kertas film atau lempeng logam dapat dikontrol dengan radiasi. Prinsipnya sama dengan diatas bahwa intensitas radiasi yang diteruskan bergantung pada ketebalan bahan yang dilalui, detektor radiasi di hubungkan dengan alat penekanan. Jika lembaran menjadi lebih tebal maka intensitas radiasi yang diterima detektor akan berkurang dan mekanisme alat akan mengatur penekanan lebih kuat sehingga ketebalan dapat dipertahankan
- Pengawetan bahan, radiasi juga lebih banyak digunakan untuk mengawetkan bahan seperti kayu, barang-barang seni dan lain-lain. Radiasi juga dapat meningkatkan mutu tekstil karena mengubah struktur serat sehingga lebih baik atau lebih baik mutu penyerapan warnanya. Berbagai jenis makanan juga dapat diawetkan dengan dosis yang aman sehingga dapat disimpan lebih lama.

E. PENGEMBANGAN KONSEP KEDEPAN

Penggunaan radioisotop untuk kesejahteraan umat manusia berkembang dengan pesat. Pusat listrik tenaga nuklir (PLTN) adalah salah satu contoh yang sangat populer. Dengan menggunakan PLTN ini diharapkan dapat membuat manusia diseluruh wilayah bisa menikmati listrik secara gratis. Selain itu kedepannya diharapkan dalam dunia kedokteran bukan hanya membunuh sel tumor saja tetapi bisa mengobati penyakit AIDS, sedang dalam bidang pertambangan diharapkan ada unsur radioaktif yang bisa digunakan untuk memudahkan proses pengambilan mineral (bahan tambang) yang terkandung dalam bumi. Selain itu, tenaga nuklir bisa diaplikasikan dalam bidang transportasi darat.