Fisika inti dan radioaktivitas 2015

FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS
Ugi Sugiarti, S.Si
INTI
Bagian Atom :
Elektron
Proton
Netron
Jumlah proton (Z) sama dgn jumlah elektron (inti stabil)
Jumlah netron (N) = A - Z
Jumlah Nukleon A = Z + N
atau
Jenis-jenis atom
Isotop : Jumlah proton sama tapi netron
berbeda
Ex. deutrium ( 1H2 ) dan tritium (1H3 )
Isobar : Jumlah Nukleon sama tapi jumlah
neutron berbeda
Ex. 1H3 dan 2H3
Isoton : Jumlah Netron sama
Ex 1H2 dan 2H3
Defek Massa dan Energi Ikat Inti
 Defek massa (selisih massa)
Δm = [Z.m p + (A-Z)mn] - minti
 Energi ikat inti
ΔE = Δm x 931 MeV
MUATAN DAN MASSA BAGIAN ATOM
► Muatan
Elektron
► Massa 1 elektron
► Muatan 1 proton
► Massa 1 proton
► Muatan 1 netron
► Massa 1 netron
: 4,8 x 10-8 eV
: 9,1 x 10-28 gram
: muatan 1 elektron
: 1,67 x 10-24 gram
:0
: massa 1 proton
Reaksi Inti (Nuclear Reaction)
Di dalam reaksi inti berlaku kekekalan nomor
atom dan nomor massa serta kekekalan energi
dan momwentum.
Macam-Macam reaksi Inti :
• Radioaktivitas Alam
• Reaksi Fisi (pembelahan inti dengan
penembakan atom)
1
1
H  Li He  He  E
7
3
4
2
4
2
• Reaksi Fusi (Penggabungan inti)
2
1
H  H  He  E
2
1
4
2
Reaksi Fisi (Pembelahan Inti)
1
1
H  Li  He  He  E
7
3
4
2
Massa reaktan
E
 m
reaktam
4
2
Massa produk

  mproduk x931MeV
Fission Reaction
Contoh-contoh Reaksi Fisi
• Reaksi termonuklir di matahari
4
1
1
H  He 2 e
4
2
0
1
• Bom Hidrogen
2
3
4
0
H

H

He

1
1
2
1n
Reaksi Berantai (chain reaction)
 sederetan pembelahan inti dimana neutron-neutron yang
dihasilkan menyebabkan pembelahan inti lain.
Reaksi Fusi
(Reaksi Termonuklir)
Contoh-contoh Reaksi Fusi
Reaksi termonuklir di matahari
4
1
1
H  He 2 e
4
2
0
1
Bom Hidrogen
2
1
H  H  He  n
3
1
4
2
1
0
RADIOAKTIVITAS
Inti Radioaktif
Yaitu unsur inti atom yg mempunyai sifat
memancarkan salah satu partikel alfa,
beta atau gamma.
Radioaktivitas
Yaitu peristiwa pemancaran sinar
radioaktif (sinar alfa, beta atau gamma)
RadioaktiVitas
Inti tdk stabil meluruh  radiasi
Ra  Rn +   He
Th  Pa +  e
NP+e
SINAR ALFA
• Partikel yg terdiri dr 4 buah nukleon, 2 proton dan 2 netron
 Inti Helium
Sifat :
1. Daya tembus di udara 4 cm,tdk tembus kertas(daya tembus lemah)
2. Partikel alfa tidak mengalami pembelokan karena massa partikel alfa
lebih besar dr massa elektron.  daya ionisasi paling tinggi
3. Hubungan antara energi dan jarak tembus :
E = 2,12 x R2/3
SINAR BETA
•
Mrpkn partikel yg dilepas atau terbentuk pd suatu nekleon inti,dpt
berupa elektron bermuatan negatif (negatron),elektron bermuatan
positif (positron) .
Sifat :
1. Daya tembus 100 X partikel alfa.
2. Menyebabkan atom yg dilewati terionisasi.
3. Energi 0,01 MeV – 3 MeV,hub energi dan jarak tembus :
R = 0,543 E – 0,160
NETRON
 Mrpkn partikel tdk bermuatan listrik yg dihslkan dlm reaktor
nuklir, tidak menimbulkan ionisasi, tapi menghasilkan energi.
Pengurangan energi netron melalui interaksi dgn inti atom :
1. Peristiwa hamburan (scattering).
2. Reaksi inti (masuknya netron kedlm inti sehingga terbentuk
sebuah inti yg berisotop).
3. Reaksi fisi ( netron diserap inti,sehingga terbentuk 2 inti
menengah dan beberapa netron serta energi )
4. Peluruhan Inti (inti yg terbentuk akan melepaskan salah satu
partikel alfa, proton, deutron atau triton).
Fungsi : Untuk pengobatan tumor dngan cairan Boron yg
ditembak dgn netron.
PROTON
 Inti suatu zat yang bermuatan positif.
Fungsi : radioterapi untuk menghancurkan kelenjar hipofisis.
SINAR GAMMA
Merupakan hasil disintegrasi inti atom yg memancarkan sinar alfa
dan terbentuk inti baru dgn tingkat energi tinggi, kemudian transisi
ke tingkat energi yg lbh rendah dgn memancar sinar gamma
Inti
mula2
1,48 MeV (27
Co60)

Inti baru 1,31 MeV

Inti 1,17 MeV
Jika menembus lapisan materi setebal X maka intensitas akan berkurang
I  I 0e
dimana :
x
ln 2

 X
x = ketebalan bahan
µ = koefisien pelemahan
Aktivitas Radiasi
Aktivitas Radiasi -> banyaknya inti yang meluruh
per satuan waktu atau laju peluruhan inti atom
A=λN
A = aktivitas (Bq = Becquerel = 1 peluruhan /detik)
λ = tetapan peluruhan (s-1)
N = jumlah inti
Peluruhan Radioaktif
t
 1  T 1/ 2
N (t )    N 0 atau
2
Dimana :
N (t )  N 0e
ln 2 0,693
  1/ 2  1/ 2
T
T
 t
CONTOH SOAL
Inti U memancarkan sebuah partikel alfa
dan inti yang dihasilkan memancarkan sebuah
partikel beta. Berapakah nomor atom dan
nomor massa inti terakhir?
 Waktu paro Na-24 adalah 15 hari. Waktu yang
diperlukan supaya 75% sampel yang
mengandung nuklida inti meluruh adalah…
 Waktu Paro 1,98 gram Au-198 adalah 3 hari.
Tentukan tetapan peluruhan dan aktivitas
peluruhan!

238
92
IONISASI
Peristiwa pembentukan ion positif
dan ion negatif karena energi radiasi
Jenis Radiasi
1. Tidak menimbulkan radiasi
a. Sinar Ultra Ungu
b. Sinar infra merah
c. Gelombang Ultrasonic
2. Menimbulkan ionisasi
a. Sinar Alfa
b. Sinar Beta
c. Sinar Gama
d. Sinar X
e. Proton
LATIHAN SOAL
1. Perbandingan nomor atom dan nomor massa suatu partikel
sama dengan perbandingan antara nomor atom dan nomor
massa pada partikel alfa, maka partikel tersebut adalah…
A. Partikel X
D. inti 2 H
1
B. Neutron
E. inti 38 Li
C. Proton
2. Inti atom tembaga dilambangkan dengan 2963Cu Ionnya , Cu  
memiliki….
(1) Proton 31 buah
(2) Neutron 36 buah
(3) Nomor massa 61
(4) Elektron 27 buah