BAB I

126
Soal - soal bab 8
01. 13 H memiliki waktu paroh 12,5 tahun terhadap peluruhan betha. Berapa bagian
(fraksi) sampel 13 H akan tertinggal setelah meluruh 25 tahun ? jwb. ¼
02. Umur paroh 24 Na ialah 15 hari. Berapa lamakah waktu yang diperlukan supaya 80 % sampel nuklida ini meluruh ?
03. 1 gram 226 Ra beraktivitas 1 Ci. Dari fakta tersebut tentukan umur paroh
226
Ra !
04. Aktivitas radiokarbon relatif pada sepotong batu bara dari tinggalan api
unggun purba ialah 8 % dari batu bara jaman sekarang. Berapa tahun yang lalu api tersebut menyala ? jwb. 14253 tahun
05. Bintang tua memperoleh sebagian energinya dari fusi tiga buah partikel alpha
untuk membentuk inti
12
C. Berapa besar energi yang dilepaskan oleh reaksi
tersebut ?
06. Umur paroh pemancaran alpha
210
Po ialah 138 hari. Berapa massa
210
Po agar
menjadi sumber 10 m Ci ? jwb. 2,22 .10-9 kg
07. Tulis reaksi
198
79
Au ;
66
29
Cu jika memancarkan sinar betha !
08. Hitunglah jumlah massa dua neutron dan satu proton. Bandingkan hasilnya
dengan satu massa 13 H ! Bagaimana hal tersebut dapat diterangkan ?
09. Positron tidak memiliki umur panjang sebab ketika bertemu dengan elektron
akan berreaksi dan menghasilkan satu photon sinar gamma. Berapakah kirakira panjang gelombang sinar gamma tersebut ?
10. Nuklida 14C berisi berapa proton dan neutron !
11. Berapa massa 40K yang memiliki 4,6 μCi jika waktu parohnya 1,28 .109 tahun
12. Nuklida 198Au waktu paroh 2,7 hari digunakan untuk terapi kanker. Hitunglah
massa isotop ini untuk dapat menghasilkan aktivitas 250 Ci ?
13. Aktivitas radionuklida tertentu menurun 15 % dari akivitas semula dalam
waktu 10 hari. Berapakah umur parohnya ?
14. Sebuah unsur radioaktif memancarkan sinar alpha.
a. Tuliskan simbol lengkap untuk partikel alpha
b. Apa pengaruhnya pemancaran partikel alpha terhadap bilangan massa inti
c. Apa pengaruhnya pemancaran partikel alpha terhadap muatan inti
127
d. Di dalam sistem periodik, dimanakah letak dari unsur baru yang dihasilkan
setelah meluruh dengan memancarkan partikel alpha bila dibandingkan
dengan letak unsur lama !
15. Deret actinium dimulai oleh isotop tidak mantap
235
92
U . Melalui pemancaran
α - β - α - β - α - β - α - α - α - α - β - α - β isotop tersebut menghasilkan
sebuah isotop mantap.
a. Gambarkan deret tersebut dalam sebuah grafik sumbu vertikal A dan mendatar z
b. Apa nama isotop mantap yang dihasilkan dari deret actinium tersebut (lihat
dalam sistem periodik unsur)
16. Unsur pertama deret uranium adalah isotop 238
92 U . Melalui pemancaran α - β β - α - α - α - α - α - β - β - α - β - β – α isotop tersebut menghasilkan sebuah
isotop mantap. Bagaimana caranya supaya kita dapat menyimpulkan secara
langsung bahwa isotop mantap itu adalah 206
82 Pb , tanpa menuliskan deret
peluruhan sepenuhnya.
17. Deret peluruhan 238
92 U (dengan umur paroh dari unsur masing-masing tahap
peluruhan tetap) berakhir dengan 206
82 Pb . Deret ini dapat dipakai oleh ahli geologi untuk menentukan umur dari batu-batuan yang pernah mengandung isotop 238
92 U tersebut. Umur dihitung dengan rumus
massa 206
82 Pb
umur batu =
(75 .108 tahun)
(27)
238
massa 92 U
maka batu dengan perbandingan massa Pb/U yang besar diduga lebih tua dari
pada batu yang mengandung hanya sedikit saja. Di dalam rumus tersebut ada
dua asumsi yang mendasari hal tersebut yaitu
1. tidak ada 206
82 Pb dalam batu itu pada saat batu terbentuk
2. sejak saat terbentuknya batu itu tidak ada hasil peluruhan yang hilang dari
batu tersebut (padahal salah satu diantaranya adalah radon sebuah gas)
a. seandainya asumsi (1) salah maka nilai umur yang dihasilkan terlalu tinggi atau terlalu rendah. Jelaskan !
b. seandainya asumsi (2) salah bagaimana arah kesalahannya.
128
Jelaskan !
18. Reaksi inti juga terjadi di atmosfir karena pengaruh sinar kosmik. Salah satu
reaksinya adalah
14
7
N + n → C + p
a. lengkapilah persamaan di atas dengan menambahkan bilangan A dan z-nya
b. inti C yang terbentuk dari reaksi di atas tidak mantap. Inti C ini meluruh
dengan memancarkan sebuah elektron. Tulis persamaan reaksi inti tersebut !
c. C di atas (termasuk isotop radioaktif) biasanya diserap oleh tanaman dalam
bentuk C02. Dapatkah kita mengukur umur dari bahan bekas tanaman dengan
memanfaatkan keterangan tersebut !
d. hitunglah jumlah tahun yang dibutuhkan supaya inti C radioaktif yang belum meluruh tinggal 33 % dari jumlah inti semula !
19. Koefisien serapan (absorpsi) linier dari sinar gamma 1 MeV dalam timbale
ialah 78 m-1. Berapakah tebal timbal yang diperlukan agar dapat mereduksi
menjadi setengahnya ? Jwb. 8,9 mm
20. No.
waktu (jam)
pulsa/menit
Perhatikan tabel di samping.
1.
0,0
??
Data dari eksperimen untuk menentu
2.
1,0
774
kan umur paroh sebuah isotop, pen-
3.
2,0
586
cacah Geiger-Muller didekatkan pada
4.
3,0
445
sejumlah kecil bahan yang mempu-
5.
4,0
338
nyai isotop. Setiap partikel yang ma
6.
5,0
257
suk ke pencacah Geiger-Muller akan
7.
6,0
195
meninbulkan perubahan tegangan lis-
8.
7,0
148
trik yang disebut pulsa. Dalam satu
9
8,0
112
percobaan, jumlah pulsa direkam sela-
ma 1 menit, setiap 1 jam
a. Mengapa jumlah pulsa tiap menit dapat dipakai untuk menentukan umur
paroh
b. Sebutkan beberapa definisi yang menggambarkan pengertian waktu paroh
c. Gambarkan data-data di atas dalam grafik [pulsa (tiap menit) vs waktu]
d. Tentukan umur paroh berdasarkan grafik (c)
e. Berapakah seharusnya pulsa yang direkam pada waktu t = 0 jam
129
21. Sebuah proton dengan Ek 2,35 MeV, mengenai sebuah inti 37 Li diam sehingga terjadi reaksi inti yang menghasilkan dua inti helium identik
a. Tuliskan persamaan reaksi inti tersebut
b. Buktikan bahwa jumlah Ek total dari kedua inti helium lebih besar dari pada
Ek proton yang mengenai inti litium tersebut
c. Hitung Ek yang dimiliki inti masing-masing helium, nyatakan dalam MeV
22. Sebuah inti 12 H (isotop hidrogen yang terdiri dari 1 proton dan 1 neutron) dan
sebuah inti 24 He dipercepat dalam medan listrik yang homogen. Kecepatan dari kedua partikel tersebut sama.
a. Apa yang dapat disimpulkan dari pernyataan tentang kecepatan yang sama
itu !
b. Kemanakah arah gerak partikel ? Ke arah potensial yang semakin tinggi
atau justru bergerak ke arah potensial yang semakin rendah ? Jelaskan !
c. Jika partikel tersebut pada mulanya tidak mempunyai kecepatan tentukanlah perbandingan (i) energi kinetik masing-masing (ii) kecepatan masingmasing setelah mereka melewati 200 V. (anggap massa proton = neutron)
23. Hasil akhir peluruhan U-238 adalah Pb-206. Seberapa banyak Pb-206 di dalam 1 kg sample U-238 setelah 10 juta tahun ? Bagaimana menentukan umur
bumi dengan metoda ini ? T1/2 U-238 = 4,5 .109 tahun.
24. Jika usia bumi saat ini 4 .109 tahun dan terdapat suatu sample uranium yang
terdiri dari U-235 dan U-238 dengan perbandingan 1 : 140. Berapakah perbandingannya pada saat pertama kali uranium tersebut terbentuk ? T1/2 U-235
= 7,1 .108 tahun
25. Sepotong fosil tumbuhan pada saat ditemukan mempunyai aktifitas C-14
sebesar ⅓ dari aktifitas C-14 pada tumbuhan yang baru saja mati. Berapakah
usia fosil tersebut ? T1/2 C-14 = 5500 tahun
26. Pada peruluruhan beruntun banyaknya inti anak yang terbentuk pada saat ter1
tentu adalah N2 =
N10 [exp (- λ1 t) – exp (- λ2 t)]. Tentukan waktu yang
2  1
diperlukan agar banyaknya inti anak menjadi maksimum !