FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS
BAB 20 FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS
A. ATOM
B. DEFEK MASSA
Inti atom disusun oleh nuklida yang didominasi oleh Beberapa proton dan neutron bergabung membentuk proton dan netron:
inti atom, ternyata massa inti yang terbentuk selalu
e e A A lebih kecil dari jumlah massa pembentuknya, selisih
massa tersebut disebut defek massa. + +
e Z X= X Z
Inti atom
D= m Zm . p +- ( A Zm ). n - m int i
m p : massa proton dan m n : massa neutron X = lambang atom (unsur, partikel juga)
Defek massa inilah yang digunakan sebagai energi Z = nomor atom (jumlah proton)
pengikat inti, disebut energi ikat inti. A = nomor massa (jumlah proton + netron)
. (kgm /s ) 2 2 E 2 ikat =D mc Jumlah neutron: N = A – Z
) proton, juga menujukkan jumlah elektron.
E =D m .(931 MeV Untuk Atom bukan ion Z selain menujukkan jumlah
ikat
Untuk unsur yang sama ® memiliki Z yang sama
C. RADIOAKTIVITAS
meskipun A kadang berbeda (isotop). Contoh:
n Kestabilan inti atom ditentukan oleh banyaknya proton (Z) dan netron (N) dalam inti. Syarat nuklida Karbon: 11 6 12 C , C , 6 14 6 C , dan lainnya.
Tembaga: 61 63 29 65 Cu , 29 Cu , 29 Cu , dan lainnya.
mantap:
Simbol nomor atom dan nomor massa juga dipakai
Untuk Z ≥ 20 , nilai N Z = 1 untuk partikel-partikel:
– N Untuk (20 < Z < 83), nilai Z ± 1,5 Elektron =
0 e Sinar
g = 0 = Gel. Elektro
n Nuklida-nuklida yang tidak stabil akan berusaha
= sinar b magnet untuk menjadi stabil dengan beberapa cara
seperti: ( nuklida sebutan A Z X )
Meluruh, memancarkan partikel beta negatif Positron = 1 e Detron = 2 1 H (e =
-1 b 0 ) hingga muncul unsur baru dengan Z (inti dari atom detrium 2 1 tambah 1 dan N kurang 1 dari sebelumnya. H )
Meluruhkan partikel beta positif (e + = +1 b 0 ), Proton = 1 1 p
Triton = 3 1 hingga ada unsur baru dengan Z kurang 1 dan H N tambah 1 dari sebelumnya.
Meluruh dengan memancarkan partikel Neutron = 0 n
Neutrino = 0 0 n
alfa ( 2 He 4 ), sehingga Z berkurang 2 dan N Sinar a = inti He Antineutrino = 0 4 berkurang 2. 0 n – Selain peluruhan dapat juga proses penang- = 2 He
kapan e dan e + .
n Proses inti meluruh menuju stabil sering disebut n Ketetapan pada Reaksi Inti
radioaktivitas yang reaksinya dapat dituliskan: Misalkan diberikan reaksi inti seperti di bawah: A A –q
Z X Z –k Y + k P
e X + f P ® g Y + h R + Q ( energi )
Zat Unsur
Yang
Pada Reaksi inti (termasuk peluruhan) selalu Yang mana jumlah zat tersisa terhadap waktu dari
tersisa baru
Diluruhkan
berlaku:
hasil eksperimen dapat digambarkan:
Hukum kekekalan nomor atom
Jumlah nomor atom, sebelum reaksi = sesudah reaksi
N = N o . æ ö÷ ç 2 ç÷ ÷
1 T 1 e + f = g +h
çè ø Hukum kekekalan nomor massa
2 Jumlah nomor massa, sebelum reaksi = sesudah reaksi
a + b = c +d – Hukum kekekalan energi N = jumlah zat sisa (menujuk kuantitas zat: massa,
Jumlah energi, sebelum reaksi = sesudah
jumlah partikel, mol, %, bagian),
reaksi
Dengan 1 sma setara 931 MeV, maka: t = waktu berjalan,
N o = jumlah awal (menujuk kuantitas zat: massa, jumlah partikel, mol, 100%, 1 bagian),
Q = {(m x +m p ) – (m +m R )} × 931MeV T 1
2 = waktu paruh (saat N = ½ N o ). Q > 0 dibebaskan energi (eksotermik)
Untuk tiap-tiap zat radioaktif memiliki waktu Q < 0 diserap energi (endotermik) paruh sendiri-sendiri yang sering juga dinyatakan
Hukum kekekalan momentum Linier dengan konstanta peluruhan ( l).
Jumlah momentum linier, sebelum reaksi =
ln 2 0,693
sesudah reaksi
l=
) + momentum (
= 1 momentum ( X a P b )=
2 e momentum ( f Y c ) + momentum ( d
Hukum kekekalan momentum Sudut
D. REAKSI INTI
Jumlah momentum sudut, sebelum reaksi = sesudah reaksi
Reaksi inti adalah proses perubahan susunan inti atom akibat tumbukan dengan partikel-partikel atau inti lain yang berenergi tinggi dan terbentuklah inti baru yang berbeda dengan inti semula.
n Contoh-contoh:
a. Reaksi Fusi (terbentuk inti atom yang lebih berat)
2 He 4 + 7 N 14 → O 8 17 + 1 H 1
He 2 4 + 4 Be 9 → 6 C 12 + 1 0 n
b. Reaksi Fisi (terbentuk inti atom-atom lebih ringan)
92 U 235 + 0 n 1 → 54 Xe 140 + 38 Sr 94 + 2( 0 n 1 ) + Energi Li 7 + p 1 → He 4 + He 3 4 1 2 2