Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
187
Kerja Kelompok
Kerjakan bersama kelompokmu Buatlah kliping tentang pemanfaatan sinar-sinar radioaktif dalam
kehidupan sehari-hari Setelah kliping selesai dibuat, diskusikan dengan teman sekelasmu Selanjutnya, kumpulkan klipingmu untuk
disimpan ke perpustakaan sebagai referensi
3. PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN menggunakan uranium sebagai bahan bakar. Di dalam PLTN terdapat reaktor nuklir, yaitu
tempat terjadinya reaksi inti. Reaksi inti dalam reaktor nuklir menghasilkan uap panas. Uap panas ini digunakan untuk
menggerakkan turbin sehingga dihasilkan energi listrik.
Pemanfaatan radioakvitas dalam berbagai bidang akan kita pelajari lebih lanjut pada bab selanjutnya.
C. Reaksi Inti
Inti atom tidak hanya mengalami proses peluruhan radioaktif. Jika inti atom ditembak dengan partikel berenergi tinggi, akan terjadi suatu
reaksi inti . Tumbukan antara inti atom dengan partikel penembak akan
mengakibatkan terbentuknya inti baru yang berbeda dengan inti asal. Inti baru ini disebut sebagai inti transmutasi.
Reaksi inti pertama dilakukan oleh Rutherford pada tahun1919, ketika ia berhasil menembakkan partikel alfa pada inti nitrogen. Reaksi tersebut
menghasilkan isotop oksigen
17 8
O dan sebuah proton. Secara mate-
matis dapat dituliskan:
o
4 14
17 1
2 7
8 1
He + N O
H
+
Dalam perkembangan selanjutnya, reaksi inti dilakukan dengan menembakkan partikel yang telah dipercepat dalam
sebuah akselerator. Di dalam akselerator, partikel dipercepat hingga memiliki energi kinetik yang diinginkan,
kemudian ditembakkan pada inti target. Akselerator dikembangkan pertama kali oleh John D Cockcroft dan
Ernest Thomas S Walton dari Inggris pada tahun 1930. Dengan akselerator ini mereka berhasil menembakkan
proton pada inti lithium
7 3
Li yang menghasilkan dua inti
helium.
Reaksi Inti
Gambar 10.10 Akselerator yang digunakan untuk mempercepat partikel elementer
Rep. Encharta Library2005,Microsoft,USA
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2
188
Secara matematis dapat dituliskan:
o
7 1
4 4
3 1
2 2
Li + H He
He
+
Untuk mempersingkat penulisan, reaksi inti biasanya dituliskan dalam bentuk X a, b Y. Sebagai contoh, reaksi inti yang dilakukan oleh
Rutherford di atas dapat dituliskan sebagai: D
14 17
8 7
,p
N O
Di dalam reaksi inti ada beberapa hukum kekekalan yang perlu kita perhatikan. Hukum-hukum tersebut adalah hukum kekekalan jumlah
nukleon, hukum kekekalan muatan, hukum kekekalan energi, dan hukum kekekalan momentum.
a. Hukum kekekalan jumlah nukleon
Jumlah nukleon proton + neutron sebelum reaksi sama dengan jumlah nukleon sesudah reaksi.
Misalkan pada reaksi
o
A A
A A
Z Z
Z Z
X a
Y b
1 2
3 4
1 2
3 4
+
+
dalam hal ini berlaku: A1 + A2 = A3 + A4
b. Hukum kekekalan muatan
Jumlah muatan proton sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Berdasarkan hukum kekekalan muatan pada reaksi di atas
berlaku: Z1 + Z 2 = Z 3 + Z4
c. Hukum kekekalan energi
Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa jumlah energi total relativistik sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Energi total
adalah jumlah energi kinetik K dan energi diamnya E .
Pada reaksi di atas berlaku: K
X
+ E
0X
+ K
a
+ E
0a
= K
Y
+ E
0Y
+ K
b
+ E
0b
K
Y
+ E
b
+ K
X
+ E
a
= K
0X
+ E
0a
+ K
0Y
+ E
0b
K
Y
+ E
b
+ K
X
+ E
a
= {m
0X
+ m
0a
+ m
0Y
+ m
0b
}c
2
Keterangan:
K : energi kinetik MeV m
: massa diam inti atau partikel MeV
Besarnya energi reaksi dirumuskan sebagai: Q = {m
0X
+ m
0a
+ m
0Y
+ m
0b
}c
2
. . . 10.10 atau
Q = K
Y
+ E
b
+ K
X
+ E
a
. . . 10.11
