View
1.518
Download
254
Category
Preview:
Citation preview
Kata Pengantar
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, karena berkat rahmat dan
karunianya kami dapat menyusun dan menyelesaikan makalah ini dengan lancar.
Makalah ini dibuat agar kita dapat mengetahui tentang inti atom dan radioaktivitas. Di
makalah ini saya akan menjelaskan tentang apa yang dimaksud dengan struktur atom
dan inti atom. Semoga makalah ini dapat membantu kita untuk mengetahui lebih jelas
lagi tentang apa yang berhubungan dengan atom dan inti atom.
Dengan tercapainya penulisan makalah ini kami bermaksud untuk mengucapkan
terima kasih kepada :
1. Drs. Taufikurrahman, M,pd selaku kepala sekolah yang selalu memberi dukungan
dan izin dalam pembuatan laporan ini.
2. Bapak Sapardi, Spd selaku guru bidang studi fisika.
3. Serta semua pihak yang telah membantu dalam penulisan laporan kami yang tidak
dapat disebutkan satu – persatu.
Kami sadari makalah ini masih sangat jauh dari sempurna, oleh karenanya,
berbagai kritik dan saran sangat kami perlukan.
Semoga kita dapat menarik manfaat dari makalahyang sederhana ini. Dari
penulisan ini kami juga berharap agar para siswa dapat menggunakan makalah ini
sebagai sumber referensi yang bermanfaat.
Pasuruan, 1 Januari 2014
Penulis
Daftar Isi
Kata Pengantar i
Daftar Isi ii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang 1
1.2. Tujuan Penulisan 2
1.3. Rumusan Masalah 3
BAB II
ISI
2.1. Inti Atom 4
2.2. Radioaktivitas 6
2.2. Struktur Inti 9
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan 18
3.2. Saran 18
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan energi bertambah semakin cepat dari tahun ke tahun, sementara sumber
yang dapat langsung untuk digunakan untuk kebutuhan tertentu semakin
terbatas.Meskipun energi yang bersumber pada radiasi matahari (energi surya) sangat
berlimpahtetapi sejauh ini belum dapat pemanfaatannya masih belum dapat optimal.
Secara ekonomisperalatan yang diperlukan untuk mengkonversi energi surya masih
relatif mahaldibandingkan sumber-sumber energi yang bersumber pada minyak dan gas
bumi serta batubara. Reaktor fusi nuklir merupakan salah satu sumber energi alternatif
masa depan yangmenggunakan bahan bakar yang tersedia melimpah, sangat efisien,
bersih dari polusi, tidakakan menimbulkan bahaya kebocoran radiasi dan tidak
menyebabkan sampah radioaktif yangmerisaukan seperti pada reaktor fisi nuklir. Sejauh
ini reaktor fusi nuklir masih belum dioperasikan secara komersial. Prototipreaktor-
reaktor fusi saat ini masih dalam tahap eksperimentasi pada beberapa laboratorium
diUSA dan di beberapa negara maju lainnya. Suatu konsorsium dari USA, rusia, Eropa
danJepang telah mengajukan pembangunan suatu reaktor fusi yang disebut International
Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) di Cadarache (Perancis) untuk
mengujikelayakan dan keberlanjutan penggunaan reaksi fusi untuk menghasilkan energi
listrik. Reaktor-reaktor nuklir yang saat ini dioperasikan untuk menghasilkan energi
(listrik)merupakan reaktor fisi nuklir. Dalam reaktor fisi nuklir energi diperoleh dari
pemecahan satuatom menjadi dua atom. Dalam reaktor-reaktor fisi nuklir konvensional,
neutron lambat yangmenumbuk inti atom bahan bakar (umumnya Uranium)
menghasilkan inti atom baru yangsangat tidak stabil dan hampir seketika pecah menjadi
dua bagian (inti) dan sejumlah neutrondan energi yang besar. Pecahan hasil reaksi fisi
tersebut merupakan sampah radioaktif denganwaktu paruh yang sangat panjang
sehingga menimbulkan masalah baru pada lingkungan. Dalam reaksi fusi nuklir dua inti
atom ringan bergabung menjadi satu inti baru. Dalamsuatu reaktor fusi, inti-inti atom
isotop hidrogen (protium, deuterium, dan tritium) bergabungmenjadi inti atom helium
dan netron serta sejumlah besar energi. Reaksi fusi ini sejenisdengan reaksi yang terjadi
di dalam inti matahari dan bersifat jauh lebih bersih, lebih aman. lebih efisien dan
menggunakan bahan bakar yang jauh lebih berlimpah dibandingkan denganreaksi fisi
nuklir.
1.2 Tujuan Penulisano Menjelaskan pengertian dasar mengenai Fisika inti
o Menjelaskan karakteristik inti atom
o Menjelaskan mengenai radioaktifitas
BAB IIISI
2.1.3 INTI ATOM
Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani (ἄτομος/átomos), yang berarti
tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep
ini pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani. Selama akhir abad ke-
19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan
komponen-komponen subatom di dalam atom, hal ini membuktikan bahwa ‘atom’
tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi.
Atom adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan
elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung
campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral
(terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada
sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik.
Partikel-partikel pembentuk inti atom adalah proton (1P1) dan netron ( 0n1).
Kedua partikel pembentuk inti atom ini disebut juga nukleon. Sedangkan nuklida
adalah suatu inti atom yang ditandai dengan jumlah proton (p) dan neutron (n)
tertentu, dituliskan:
X = lambang unsur
Z = nomor atom = jumlah proton (= p)
A = bilangan massa = jumlah proton dan neutron (= p + n)
2.1.1 Ukuran Atom
Inti atom jauh lebih kecil dari ukuran asli atom (antara 10 000 dan
100 000 kali lebih kecil). Juga mengandung lebih dari 99% dari massa
sehingga kepadatan massa inti sangat tinggi. Inti atom memiliki semacam
struktur internal, seperti neutron dan proton tampaknya mengorbit sekitar
satu sama lain, sebuah fakta yang diwujudkan dalam keberadaan peristiwa
magnetik nuklir. Namun, percobaan menunjukkan bahwa inti sangat mirip
dengan bola atau elipsoid kompak 10-15 m (= 1 fm), yang tampaknya
kepadatan yang konstan. Tentu radius ini sangat bervariasi dengan jumlah
proton dan neutron, inti atom yang lebih berat dan partikel lebih agak
lebih besar.
Inti atom terdiri atom proton-proton dan neutron-neutron
Jari-jari inti : R = R0 . A1/3
R0 : Jari-jari atom 1,33 x 10-3 cm
A : Nomor massa (nukleon)
2.2.1 Massa Atom
Mayoritas massa atom berasal dari proton dan neutron, jumlah
keseluruhan partikel ini dalam atom disebut sebagai bilangan massa.
Massa atom pada keadaan diam sering diekspresikan menggunakan satuan
massa atom (u). Satuan ini didefinisikan sebagai seperduabelas massa
atom karbon-12 netral, yang kira-kira sebesar 1,66 × 10−27 kg. Atom
memiliki massa yang kira-kira sama dengan bilangan massanya dikalikan
satuan massa atom.
Nama Lambang Nomor
atom
Nomor
massa
Massa
(sma)
Proton P atau H 1 1 1,00728
Neutron N 0 1 1,00867
Elektron e -1 0 0,000549
2.1.3 Sifat atom
1. Isoton : Atom-atom unsur tertentu ( Z sama) dengan nomor massa
berbeda.
2. Isoton: kelompok nuklida dengan jumlah netron sama tetapi Z berbeda.
3. Isobar: kelompok nuklida dengan A sama tetapi Z berbeda.
Kestabilan inti : Kestabilan inti tidak dapat diramalkan dengan
suatu aturan. Namun, ada beberapa petunjuk empiris yang dapat
digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang bersifat
radioaktif/tidak stabil, yaitu:
Semua inti yang mempunyai proton 84 atau lebih tidak stabil
Aturan ganjil genap, yaitu inti yang mempunyai jumlah proton genap dan
jumlah neutron genap lebih stabil daripada inti yang mempunyai jumlah
proton dan neutron ganjil
Bilangan sakti (magic numbers)
Nuklida yang memiliki neutron dan proton sebanyak bilangan sakti
umumnya lebih stabil terhadap reaksi inti dan peluruhan radioaktif.
Bilangan tersebut adalah:
Untuk neutron : 2, 8, 20, 28, 50, 82 dan 126
Untuk proton : 2, 8, 20, 28, 50 dan 82.
Pengaruh bilangan ini untuk stabilitas inti sama dengan banyaknya
elektron untuk gas mulia yang sangat stabil.
Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron-proton.
Pita kestabilan : Grafik antara banyaknya neutron versus banyaknya
proton dalam berbagai isotop yang disebut pita kestabilan menunjukkan
inti-inti yang stabil. Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk
menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton, agar sama dengan
perbandingan pada pita kestabilan. Kebanyakan unsur radioaktif terletak
di luar pita ini.
Di atas pita kestabilan, Z <>
Untuk mencapai kestabilan :
inti memancarkan (emisi) neutron atau memancarkan partikel beta
Di atas pita kestabilan dengan Z > 83, terjadi kelebihan neutron dan
proton
Untuk mencapai kestabilan :
Inti memancarkan partikel alfa
Di bawah pita kestabilan, Z <>
Untuk mencapai kestabilan :
Inti memancarkan positron atau menangkap electron.
2.1.4 Bentuk Atom
Pada tahun 1661, Robert Boyle mempublikasikan buku The
Sceptical Chymist yang berargumen bahwa materi-materi di dunia ini
terdiri dari berbagai kombinasi "corpuscules"ataupun atom-atom yang
berbeda. Hal ini berbeda dengan pandangan klasik bahwa materi terdiri
dari unsur udara, tanah, api, dan air.Pada tahun 1789,
istilah element (unsur) didefinisikan oleh seorang bangsawan dan peneliti
Perancis, Antoine Lavoisier, sebagai bahan dasar yang tidak dapat dibagi-
bagi lebih jauh lagi dengan menggunakan metode-metode kimia.
Pada tahun 1803, John Dalton menggunakan konsep atom untuk
menjelaskan mengapa unsur-unsur selalu bereaksi dalam perbandingan
yang bulat dan tetap dan mengapa gas-gas tertentu lebih larut dalam air
dibandingkan dengan gas-gas lainnya. Ia mengajukan bahwa setiap unsur
mengandung atom-atom tunggal unik yang dapat kemudian lebih jauh
bergabung menjadi senyawa-senyawa kimia. Sedangkan bentuk inti atom
ada yang berbentuk bulat dan cakram. Didalam inti atom berkerja gaya
Coulomb dan momen kuodrupol. Jika momen kuodrupol = 0 maka
bentuknya bulat jika > 0 maka bentuknya akan lonjong atau cakram.
2.2.3 RADIOAKTIVITAS
Radioaktivitas adalah suatu gejala yang menunjukan adanya aktivitas inti
atom,yang disebabkan karena inti atom tak stabil.
Gejala yang dapat diamati ini dinamakan:sinar radio aktif.
Dalam tahun 1896 seorang fisikawan Perancis Henry Becquerel(1852-1908) untuk
pertama kalinya menemukan radiasi dari senyawa-senyawa uranium.Radiasi ini tak
tampak oleh mata,radiasi ini dikenal karena sifatnya yaitu:
1. Menghitamkan film
2. Dapat mengadakan ionisasi
3. Dapat memendarkan bahan-bahan tertentu
4. Merusak jaringan tubuh
5. Daya tembusnya besar
Radiasi ini tidak dapat dipengaruhi oleh perubahan keadaan lingkungan
seperti:suhu,tekanan suatu reaksi kimia.
contoh:uranium disebut bahan radio aktif,dan radiasi yang dipancarkan disebut
sinar radio aktif.
Gejala ini diperoleh Becquerel ketika mengadakan penelitian terhadap sifat-
sifat Fluoresensi yakni perpendaran suatu bahan selagi disinari cahaya.
Fosforecensi yaitu berpendarnya suatu bahan setelah disinari cahaya, jadi
berpendar setelah tak disinari cahaya.
Fluorecensi dan Fosforecensi tidak bertentangan dengan hukum kekelan
energi,bahan-bahan berpendar selagi menerima energi atau setelah menerima
energi
Persenyawaan uranium tidak demikian halnya,radiasi persenyawaan uranium
tanpa didahului oleh penyerapan energi, suatu hal yang sangat bertentangan
dengan hukum kekelan energi
Namun setelah teori relativitas Einstein lahir,gejala itu bukan sesuatu yang
mustahil,sebab energi dapat terjadi dari perubahan massa.
Penyelidikan terhadap bahan radioakivitas dilanjutkan oleh suami istri Pierre
Curie(1859-1906),dan Marrie Currie(1867-1934),yang menemukan bahan
baru.Bila berkas sinar radioaktif dilewatkan melalui medan listrik dan medan
magnet, ternyata hanya 3 jenis sinar pancaran yang lazim disebut
sinar a,sinar b dan sinar g
a. Sinar a adalah berkas yang menyimpang ke keping negatif.Dari arah
simpangannya,jelas bahwa sinar a adalah partikel yang bermuatan positif.
Ternyata sinar a adalah ion He martabat (valensi)dua. 2a4 = 2He4
Daya ionisasi sinar a sangat besar sedangkan daya tembusnya sangat kecil.
b. Sinar b adalah berkas yang menyimpang kearah keping positif,sinar b adalah
partikel yang bermuatan negatif.Ternyata massa dan muatan sinar sama
dengan massa dan muatan elektron.-1b 0 = -1 e0
Daya ionisasinya agak kecil sedangkan daya tembusnya agak besar.
c. Sinar g adalah berkas yang tidak mengalami simpangan di dalam medan
listrik maupun medan magnet.Ternyata sinar g adalah gelombang
elektromagnetik seperti sinar X.Daya ionisasi sinar gpaling kecil dan daya
tembusnya paling besar.
2.2.1 Interaksi Sinar Radio Aktif Dengan Materi
SINAR a (ALFA)
sinar tidak lain adalah inti atom helium (2He4), bermuatan 2 e dan
bermassa 4 sma
sinar a dapat menghitamkam film. Jejak partikel dalam bahan
radioaktif berupa sinar lurus.
radiasi sinar a mempunyai daya tembus terlemah dibandingkan dengan
sinar b dan sinar g
radiasi sinar ini mempunyai jangkauan beberapa cm di udara dan di
sekitar
10-2mm dan logam tipis.
radiasi sinar ini mempunyai daya ionisasi paling kuat
sinar a dibelokkan oleh medan magnetik
berdasarkan percobaan dalam medan magnet dan medan lintrik dapat
ditentukan kecepatan dan muatan sinara, yakni kecepatannya berharga
antara 0,054 c dengan c = kecepatan cahaya dalam vakum.
SINAR b (BETA)
o sinar b tidak lain ialah partikel elektron.
o radiasi sinarb mempunyai daya tembus lebih besar dari pada a tetapi
lebih kecil dari pada g
o sinar. b dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet.
o kecepatan partikel b berharga antara 0,32 c dan 0,7 c.
o jejak partikel b dalam bahan berbelok-belok.
o jejak yang berbelok-belok disebabkan hamburan yang dialami oleh
elektron didalam atom.
SINAR g(GAMMA)
mempunyai daya tembus paling besar.
tidak dibelokkan didalam medan magnetik
sinar g memerlukan radiasi elektromagnetik dengan panjang
gelombang lebih pendek
foton g tidak banyak berinteraksi dengan atom suatu bahan dalam
interaksinya dengan bahan mengalami peristiwa fotolistrik dan
produksi pasangan.
2.3. STURKTUR INTI
Inti atom terdiri dari: proton dan neutron.
Jumlah proton dan neutron dalam inti (disebut nukleon) dinyatakan sebagai nomor
atom (A). Jumlah proton dalam inti dinyatakan sebagai nomor atom (Z) dan jumlah
neutron dalam inti adalah A-Z.
Nuklida adalah suatu campuran nukleon tertentu yang membentuk jenis inti atom tertentu.
Nuklida dibedakan sesuai nama unsur kimianya, sehingga suatu nuklida dapat
dituliskan sebagai
A = nomor massa nuklida, sama dengan jumlah proton dan neutron.
Z = nomor atom, sama dengan jumlah proton.
x = lambang unsur.
ISOTOP adalah unsur yang memiliki nomor atom (Z) sama, tetapi memiliki
nomor massa (A) berbeda. Berarti nuklida itu memiliki sifat kimai yang
sama, sedangkan sifat fisika berbeda.
ISOBAR : nuklida -nuklida yang memiliki nomor massa (A) sama, akan
tetapi nomor atom (Z) berbeda.
ISOTON : nuklida yang memiliki jumlah neutron sama.
2.3.1 Stabilitas Inti
Nuklida bersifat stabil jika : jumlah proton (Z) kurang dari 20 dan harga N
(jumlah neutron) / Z (jumlah proton) sama dengan satu atau jumlah sama
dengan jumlah neutron atau jumlah proton (Z) lebih dari 20 dan harga N /
Z berkisar 1 - 1,6.
Nuklida-nuklida dengan N/Z diluar pita kestabilan merupakan nuklida
tidak stabil disebut sebagai nuklida radio aktif.
Gambar grafik N-Z
2.3.2 Tenaga Ikatan Inti (Energi Binding)
Telah diketahui bahwa inti terdiri dari proton dan neutron. Proton didalam
inti tolak menolak, adanya kesatuan didalam inti disebabkan oleh adanya
gaya yang mempertahankan proton itu dalam inti, gaya ini disebut gaya
inti (nucleus force).
Penilaian yang cermat menunjukkan bahwa massa inti yang lebih kecil
lebih stabil dari jumlah massa proton dan netron yang menyusunnya.
Massa detron (1H2) lebih kecil dari massa proton dan netron yang menjadi
komponen-komponen detron.
Detron terdiri atas satu proton dan satu netron
massa 1 proton = 1,007825 sma
massa 1 netron = 1,008665 sma +
jumlah = 2,016490 sma
massa detron = 2,014103 sma
Perbedaan massa m= 0,002387 sma = 2,222 MeV
Hal ini menunjukkan ketika proton bergabung dengan netron dibebaskan
energi sebesar 2,222 MeV
1p1 + 0n1 ® 1H2 + 2,222 MeV
Untuk membelah detron kembali menjadi proton dan netron diperlukan
energi 2,222 MeV, karenanya tenaga sebesar 2,222 MeV disebut tenaga
ikat (energi binding) detron.
Karena detron terdiri atas 2 nukleon, maka tenaga ikat tiap nukleon adalah
2,222/2=1,111 MeV.
Tenaga ikat nukleon paling besar pada unsur yang nomor atomnya 50.
Makin besar tenaga ikat ,makin besar pula energi yang diperlukan untuk
memecah unsur iti,ini berarti makin stabil keadaan unsur itu.
Karena tenaga ikat tiap nukleon paling besar pada atom yang nomor
atomnya50 dapat ditarik kesimpulan :
a. Ketika inti-inti ringan bergabung menjadi inti-inti yang lebih
berat akan disertai dengan pembebasan energi.
b. Bila inti-inti berat terbelah menjadi inti-inti yang sedang akan
dibebaskan energi.
Dengan demikian energi ikat inti di dapat dari adanya perbedaan massa
penyusun inti dengan massa intinya sendiri dan perbedaan ini disebut
dengan Deffect massa.
Maka energi ikat inti adalah : { (Smassa proton + Smassa netron) – massa
inti }. c2 (1 sma c2= 931 MeV)
2.3.3 Peluruhan Inti Tak Stabil
Inti-inti dalam keadaan tereksitasi akan menurunkan tingkat energinya ke
keadaan dasar sambil meluruh menjadi inti lain. Peluruhan akan diikuti
pemancaran partikel , atau sinar . Inti yang meluruh disebut induk,
sedangkan inti lain hasil peluruhannya disebut anak. Apapun jenis inti,
setiap terjadi peluruhan akan berlaku hokum peluruhan radioaktif. Setelah
t detik jumlah inti akan menjadi :
N = NO e- t
No adalah jumlah inti mula-mula dan N adalh jumlah inti setelah
meluruh. disebut konstanta peluruhan. Kecepatan peluruhan juga dapat
dinyatakan dengan paruh waktu (T1/2).
(T1/2) didefinisikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan inti untuk
meluruh sehingga jumlah inti menjadi separuhnya.
T1/2 = In 2 = 0,693
Besaran lain untuk menunjukkan kecepatan peluruhan adalah
waktu hidup terata (Tm)
Tm = 1/ Jumlah peluruhan tiap satuan waktu disebut aktivitas
A = d N/dt = N
Karena aktivitas sebanding dengan N, maka dapat diperoleh
hubungan :
A = AO e- t
Di mana Ao adalah aktivitas mula-mula, satuan aktivitas adalah Ci,
dimana 1 Ci setara dengan 3,7. 1010 peluruhan tiap detik. Dari persamaan-
persamaan di atas dapat diturunkan hubungan lain antara jumlah inti yang
meluruh dengan waktu paruh yaitu :
N = NO (1/2)n
Di mana : n = 1
T1/2
1. Peluruhan Gamma ()
Sinar merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang
gelombang sangat pendek.
Ciri-cirinya adalah :
- Daya tembus sangat besar
- Daya ionisasinya sangat lemah
- Tidak dibelokkan oleh medan magnet
- Mempunyai energy antara 0.2 – 3 MeV
Pada peluruhan tidak terjadi perubahan nomor massa.
(XA)* XA +
2. Peluruhan Beta ()
Partikel masih dapat dibedakan menjadi - yang bermuatan negatif
dan + yang bermuatan positif. - ternyata adalah elektron,
sedangkan + positron.
Ciri-cirinya adalah :
- Daya tembus cukup besar tetapi < daya tembus - Daya ionisasi tidak begitu kuat tetapi > daya ionisasi - Dapat dibelokkan dalam medan magnet dengan penyimpangan
kecil
- Mempunyai energi 3-4 MeV
Pemancaran biasanya diikuti oleh partikel lain, yaitu neutronio (v)
ZXA → Z+1YA + - + v atau ZXA → Z+1YA + + + v
3. Peluruhan Alpha ()
Partikel ternyata merupakan inti atom helium (2He4)
Ciri-cirinya adalah :
- Daya tembus kecil
- Daya ionisasi sangat kuat
- Dapat dibelokkan dalam medan magnet dengan penyimpangan
besar
- Mempunyai energi 5-3 MeV
ZXA → Z-AYA-4 +
o Hukum Pergeseran
Keluarnya sinar a dari inti atom berakibat berkurangnya nomor atom
sebanyak dua dan berkurangnya nomor massa sebanyak empat.
Radiasi sinarb berakibat naiknya nomor atom dengan satu.
Radiasi sinarg hanya merupakan proses penyertaan tanpa merubah nomor
atom dan nomor massa.
contoh:
Uranium yang nomor massannya 238 dan nomor atomnya 92,karena
memancarkan sinar aberubah menjadi torium 234 yang nomor atomnya 90.
Unsur ini masih bersifat radioaktif denggan memancarkan sinar b berubah
menjadi prolaktinium,akhirnya setelah melampaui serentetan disentgrasi
menjadi Pb yang stabil
a b c
92U238 90Th234
91Pa234 92U234
Kegiatan unsur radioaktif bergantung pada banyaknya partikel-partikel
yang dipancarkan dalam tiap detik. Makin banyak partikel-partikel yang
dipancarkan tiap detik makin besar keaktifannya dan makin cepat
berkurangnya unsur radioaktif yang bersangkutan.
Kekuatan radioaktif diukur dengan satuan Curie.
1 curie = 3,7.1010 pancaran partikel tiap detik.
SATUAN SETENGAH UMUR: (waktu paruh / half life time)
Karena adanya peluruhan jumlah unsur radioaktif, demikian pula
keaktifannya akan berkurang dan pada akhirnya habis, yakni setelah
seluruhnya menjadi atom stabil (tidak aktif lagi)
Selang waktu agar unsur radioaktif itu stabil (tidak aktif lagi) disebut umur
unsur radioaktif.
Selang waktu agar unsur radioaktif itu tinggal separuhnya disebut
setengah umur (T).
Waktu setengah umur dapat dirumuskan sebagai:
T=0,693 = ln 2
l l
Hubungan jumlah unsur radioaktif dengan selang waktu dapat dirumuskan
sebagai:
N = N0e-lt atau N = N0
R=lN
Keterangan :
T = waktu setengah umur
l= tetapan peluruhan (tetapan radiasi/ tergantung dari jenis zat radioaktif)
ln = logaritma napier yang bilangan pokoknya e = 2’7183
N = jumlah unsur radioaktif setelah selang waktu t
N0 = jumlah unsur radioaktif mula-mula
R = keaktifan R A
Grafik hubungan N-T
Ada 2 (dua) macam radio aktifitas, yaitu :
alam : suatu unsur sudah bersifat radio aktif sejak ditemukannya.
Buatan: terjadinya radio aktifitas akibat suatu proses (isotop).
2.3.4 Transmutasi
Telah diketahui bahwa adanya perbedaan antara atom yang satu
dengan atom yang lain semata-mata karena hanya perbedaan jumlah
proton dan neutron yang terdapat dalam inti atom.
Oleh sebab itu jika jumlah proton dan neutron yang menyusun inti
dapat kita rubah akan berubalah pula atom itu menjadi atom yang lain.
Merubah atom secara buatan lazim disebut TRANSMUTASI. Gagasan
merubah inti atom secara buatan dirintis oleh Rutherford.
Pada tahun 1959 Rutherford menempatkan preparat radio akyif
yang memancarkan sinaradidalam tabung yang berisi gas niterogen.
Setelah selang waktu tertentu, dalam tabung itu terjadi oksigen dan proton.
Rutherford berpendapat ada partikel-partikel a yang membentur inti atom
niterogen sebagai akibat benturan yang amat dasyat, inti niterogen
terbelah menjadi proton dan oksigen.
1P1
2a4 7N14
8O17
Peristiwa itu dapat dipandang sebagai reaksi inti antara partikel a dengan
inti niterogen. Reaksi ini lazim dituliskan sebagai berikut :
2a4 + 7N14®8017 + 1P1
Dalam reaksi berlaku kekalan massa dan kekekalan muatan.
Jumlah nomor massa dan nomor atom sebelum dan sesudah reaksi adalah
sama.
Pada tahun 1937 Chadwick menembaki logam berilium dengan partikel-
partikel adari unsur radioaktif. Hasilnya diperoleh karbon dan partikel
netral yang kira-kira sama dengan proton. Partikel ini disebut neutron.
2a4 + 4Be9®6012 + on1
1. Tranmutasi oleh partikel-partikel yang dipercepat.
Tranmutasi dengan sinar ayang berasal dari unsur radioaktif tidak
membawa hasil yang memuaskan. Dari sekian banyak partikel-
partikel ahanya beberapa yang dapat mengadakan transmutasi.
Hal ini disebabkab karena partikel ayang mendekati inti atom yang
mengalami gaya tolak, sehingga hanya partikelayang kecepatannya
besar yang dapat sampai pada inti. Transmutasi akan lebih berhasil
bila digunakan partikel-partikel yang kecepatan cukup tinggi. Untuk
itu diciptakan alat yang dapat mempercepat partikel bermuatan yang
disebut Cyclotron.
Pada tahun 1932 Coekroft dan Walton melaporkan hasil reaksi inti
dengan proton.
1H1 + 3Li7 ® 2He4 + 2He4
Pada reaksi inti tersebut jumlah energi sebelum reaksi adalah:
energi massa proton = 1,007825 sma
energi massa litium = 7,016005 sma
energi kinetik proton
150 keV = 0,000160 sma +
jumlah = 8,023990 sma
Jumlah energi sesudah energi :
energi massa helium 2x4,0026=8,0052 sma
ada selisih sebesar 8,023990-8,0052=0,01879 sma
=17,4939 MeV
Ketika diukur energi kinetik kedua atom He diperoleh sebesar 17,0
MeV
Suatu persesuaian yang cukup baik.
2. Transmutasi dengan detron yang dipercepat.
13A27 + 1H2 ®12Mg25 + 2He4
3. Transmutasi dengan netron.
Netron merupakan partikel netral, sangat baik untuk mengadakan
transmutasi, sebab hanya mengalami gaya tolak yang kecil ketika
menghampiri inti.
7N14 + 0n1®5B11 + 2He4
Netron yang dipakai untuk transmutasi diprodusir dalam reaktor
atom.
Dengan netron tersebut dapat diperoleh berbagai macam radio
isotop.
11Na23 + 0n1®11Na24
Natrium yang diperoleh adalah isotop radioaktif.
Dengan memancarkan sinar b, isotop natrium berubah menjadi
magnesium yang stabil.
b
11Na24 12Mg24
2.3.5. Dosis Penyerapan
Jika sinar radioaktif mengenai suatu materi, maka sinar radioaktif itu
akan diserap oleh materi tersebut. Besar energi pengion yang diserap
oleh materi yang dilalui sinar radioaktif tergantung pada sifat materi
dan berkas sinar radioaktif.
DOSIS PENYERAPAN adalah banyaknya energi radiasi pengion yang
diserap oleh satu satuan massa materi yang dilalui sinar radioaktif.
Satuan dosis penyerapan adalah Gray (Gy) atau rad.
1 Gy = 1 joule/ kg
1Gy = 0,01 joule/ kg
1Gy = 100 rad
Persamaan dosis penyerapan D =
E = energi yang diberikan oleh radiasi pengion, satuannya joule.
M =massa materi yang menyerap energi, satuannya kg
D = dosis penyerapan, satuannya Gy atau rad.
2.3.5 Partikel Elementer
partikel dasar adalah partikel yang; partikel lainnya yang lebih besar
terbentuk. Contohnya, atom terbentuk dari partikel yang lebih kecil dikenal
sebagaielektron, proton, dan netron. Proton dan netron terbentuk dari
partikel yang lebih dasar dikenal sebagai quark. Salah satu masalah dasar
dalam fisika partikel adalah menemukan elemen paling dasar atau yang
disebut partikel dasar, yang membentuk partikel lainnya yang ditemukan
dalam alam, dan tidak lagi terbentuk atas partikel yang lebih kecil.
o Meson adalah partikel yang massanya diantara massa proton dan
elektron dapat bermuatan positif, negatif dan netral. Meson ada dua
macam yaitu meson m dan meson ¶
o Neutrino adalah partikel yang tidak bermuatan dan massanya
kurang dari massa elektron, pasangannya adalah antineutrino.
Hyperon, massanya diantara proton dan deutron.
2.3.6 Reaksi Inti
Zat radioaktif alam mempunyai inti yang berubah dengan sendirinya
setelah memancarkan sinar radioaktif., tetapi inti atom yang tidak bersifat
radioaktif dapat diubah sehingga menjadi zat radioaktif (radioaktif
buatan).yaitu dengan jalan menembaki inti itu dengan partikel-partikel
(ingat peristiwa transmutasi)yang mempunyai kecepatan tinggi.
Penembakan inti dengan kecepatan tinggi ini disebut reaksi inti.
contoh : 2He4 + 7N14 ® 8O17 + 1H1
Ø Reaksi Berantai
Reaksi yang berulang hanya berakhir akibat zat yang bereaksi itu habis
atau berubah menjadi zat yang lain.
contoh : Reaksi berantai ENRICO PERMI (1937)
92U235 + 0n1 ® 92U236 ® 54Xe140 + 38Sr94 + 0n1 + 0n1
tak stabil
Hasil reaksi ini masih mengandung 2 buah NETRON (0n1) sehingga
netron ini akan menembak uranium lian sehingga terjadi reaksi seperti
semula.
Sr Xe Sr (n)
(n) U
(n) U (n)
(n) U (n)
(n)
(n) U (n) U
(n) U
Xe Xe Sr
Tiada reaksi seperti ini akan dibebaskan tenaga dalam bentuk panas.
Ø Reaksi Fisi Dan Fusi
a. FISI : adalah reaksi pembelahan dari sebuah atom menjadi dua
bagian atom lain yang disertai dengan pelepasan tenaga.
contoh :
0n1 + 92U235 ® 56Ba144 + 36Kr89 + 30n1 + tenaga
(bahan baku : unsur berat (misal : uranium ))
b. FUSI adalah reaksi penggabungan 2 buah unsur ringan disertai
pengeluaran tenaga.
contoh :
1H2 + 1H2 ® 2He4 + tenaga
-tenaga fusi> tenaga fisi
-fisi lebih muda terjadi daripada fusi, (fusi temperatur harus tinggi).
BAB IIIPENUTUP
3.1 Kesimpulan
Atom adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan
elektronbermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran
proton yangbermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada
Hidrogen-1 yang tidakmemiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat
pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Mayoritas massa atom berasal dari proton
dan neutron, jumlah keseluruhan partikel ini dalam atom disebut sebagai bilangan massa
Massa sebuah inti stabil selalu lebih kecil daripada massa gaungan nukleon-nukleon
pembentuknya.Selisih massa antara gabungan massa nucleon-nukleon pembentuk inti
denganmassa inti stabilnya disebut defek massa (mass defect). Energi yang diperlukan
untuk memutuskan inti menjadi proton-proton dan neutronn-neutron pembentuknya
disebut Enegiikat inti (bindyng energy). Perubahan ini disebut reaksi inti. Peluruhan
radioaktif dan transmutasi inti merupakan reaksi inti. Radioaktivitas ditemukan oleh ahli
fisika Perancis Henri Becquerel. Peluruhan dari inti tidak stabil merupakan proses acak
dan tidak mungkin untuk memperkirakan kapan sebuah atom tertentu akan meluruh,
melainkan ia dapat meluruh sewaktu waktu. Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi
nuklir dan reaksi fisi nuklir.Reaksifusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti
atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang
bersih.Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom
lainnya, dan menghasilkan energi dan atombaru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi
elektromagnetik.
3.2 Saran
Sesuai penjelasan diatas, sesungguhnya mempelajari fisika inti dapat membawa manfaat
bagi kehidupan sehari-hari, pemahaman kita menjadi lebih baik terhadap alamsekitar
dan berbagai proses yang berlangsung di dalamnya lebih baik dan juga jadimempunyai
kemampuan untuk mengolah bahan alam menjadi produk yang lebih bergunabagi
manusia. Oleh karena itu saran kami sebaiknya ilmu pengetahuan yang sudah ada dapat
lebih dikembangkan lagi dengan tanggung jawab didalamnya.
Recommended