1 )int ( . )int int ( int i dalam neutron dan proton jumlah massa nomor

CHAPTER iiI
INTI ATOM DAN RADIOAKTIVITAS
-Inti atom atau nukllida terdiri atas neutron (netral) dan proton (muatan positif)
-Massa neutron sedikit lebih besar daripada massa proton
-ukuran inti atom berkisar pada 10-15 m
-satuan massa inti atom adalah sma (satuan massa atom)
1 sma = 1,6604 x 10-27kg
-inti atom dilambangkan dengan Az X
X  nama int i atom
z  nomor atom ( jumlah proton dalam int i atau jumlah elektron yang engeilingi int i )
A.  nomor massa ( jumlah proton dan neutron dalam int i )
Jadi jumlah neutron adalah (A-Z)
Gaya Ikat Inti
Adalah suatu gaya yang menyebabkan suatu nukleon didalam inti bisa menyatu.
Gaya ikat inti bekerja antara proton dengan proton,antara proton dengan neutron atau
neutron dengan neutron.
Gaya ikat inti bekrja pada jarak yang sangat dekat ssampai dengan jarak pada diameter inti
atom
(10-15).
Energi Ikat Inti
Massa sebuah inti stabil selalu lebih kecil dibandingkan dengan massa nukleon-nukleon
pembentuknya. Selisih massa ini disebut defek massa.
Jadi defek massa bisa kita rumuskan sebagai berikut:
m  Z m p  ( A  Z ) mn   mint i
Δm
Z
mp
A–Z
mn
= defek massa (sma)
= jumlah proton dalam inti atom
= massa proton
= jumlah neutron dalam inti atom
= massa neutron
1
Physic Student Work Sheet .. grade XII
BY : Ayu Sundari
selisih massa inilah yang kemudian berubah menjadi energi ikat inti. karena 1 sma setara
dengan 931 MeV maka, kita bisa menghitung energi ikat inti sebagai berikut :
E  m x 931 MeV
MeV = Mega elektron volt
Energi ikat pernukleon adalah 
E
A
Soal
1. Hitunglah defek massa dan energi ikat pernukleon dari inti
238
92
U , bila diketahui
massa atomya 238,05076 sma, massa neutron = 1.00867 sma an massa poton =
1,00728 sma
60
2. Hitunglah besarnya defek massa dan energi ikat pernukleon dari 28
Ni , bila
diketahui massa inti atom Ni = 59,915 sma, massa neutron = 1.00867 sma, dan massa
proton = 1,00728
3. hitunglah defek massa dari isotop 188 O , bila diketahui massa intinya 18,004883 sma,
massa neutron 1.00867 sma, dan massa proton = 1,00728 smA
4. Massa isotop 37 Li adalah 7,018 sma. Hitunglah energi ikat pernukleon
Radio Aktivitas
Inti atom yang tidak stabil akan selalu memancarkan sinar radioaktif secara spontan,
sehingga akhirnya diperoleh inti atom yang stabil. Peristiwa pemancaran sinar radioaktif
secara spontan tersebut disebut radioaktivitas
- pemancaran sinar radioaktif dibedakan menjadi tiga, α, β dan γ.
- sinar α memiliki daya ionisasi paling kuat, kemdian β, dan diikuti γ
- sedangkan yang memiliki daya tembus paling kuat adalah γ, kemudian β kemudian α
- sinar β dibelokkan tajam di dalam medan magnet, sinar α dibelokkan sedikit
sedangkan sinar γ, tidak dibelokkan didalam medan magnet
- pemancaran sinar radioaktif menyebabkan terjadinya perubahan pada nukleon, sehingga
nukleon (inti atom) akan berubah menjadi bentuk lain.
- inti atom sebelum terjadi peluruhan disebut inti induk
- inti atom setelah terjadi peluruhan disebut inti anak
Pemancaran sinar α
Pemancaran sinar α menyebabkan: -nomor atom inti induk akan berkurang dua
-Nomor massa berkurang empat
Contoh:
2
Physic Student Work Sheet .. grade XII
BY : Ayu Sundari

235
92

224
88
U
231
90
Ra 
Th 
220
84
4
2
He
Rn  24He
Pemancaran sinar β
Pemancaran sinar β menyebabkan -nomor massa tetap
-nomor atom bertambah satu
Contoh:

233
91
Pa 

227
89
Ac 
233
92
U 
227
90
Th 
0
1
e
0
1
e
Pemancaran sinar γ
Tidak menyebabkan perubahan pada inti induk.
Biasanya unsur diberi lambang *, menandakan suatu keadaan inti tereksitasi dan akan
mengeluarkan sinar γ.
contoh :
12
6
C*
12
6
C 
Aktivitas Inti Radioaktifitas
Aktifitas inti adalah laju perubahan inti atom radioaktif yang meluruh tiap satuan waktu
Besarnya tidak bergantung kepada faktor luar (misal tekanan, suhu, dll), tapi hanya
bergantung pada banyaknya inti atom radioaktif. Semakin banyak inti atom, semakin tinggi
aktivitasnya. Secara matematis dapat ditulis dengan persamaan:
A   N dan A  
A
A0
λ
dN
dt
N
 e  t dan A  A0 e  t
N0
= Aktivitas setelah selang waktu.Satuannya adalah : peluruhan/sekon (Bq= Becquarell
) dan Curri (Ci)
1 Ci = 3,7 x 1010 peluruhan/sekon (Bq)
= aktifitas mula-mula (saat t = 0)
= tetapan pelluruhan (nilainya tergantung pada jenis inti atomnya. Satuannya s-1
3
Physic Student Work Sheet .. grade XII
BY : Ayu Sundari
N
N0
e
= Jumlah inti atom setelah selang waktu t
= banyaknya inti radio aktif mula-mula (saat t = 0)
= bilangan eksponensial
Waktu Paro
Adalah waktu yang diperlukan oleh unsur radioaktif untuk meluruh, sehingga unsur
radioaktif yang belum meluruh tinggal separoh dari jumlah unsur radioaktif mula-mula.
Pesamaannya sebagai berikut:
T 1/ 2 
ln 2 0,693



T1/2
N
N0
= waktu paroh
= Jumlah inti yang tinggal
= Jumlah inti mula-mula
n
=
t
T1 / 2
1
N  ( )n N0
2
= waktu peluruhan dibagi waktu paro
Exercise
1. Hitunglah aktivitas inti 100 gram inti radium ( 226
82 Ra ) yang mempunyai waktu paro
1620 tahun
2. Suatu atom radioaktif mula-mula mempunyai aktivitas inti 20 Ci. Apabila waktu paro
atom itu 2 jam, hitunglah aktivitas intinya setelah 4 jam kemudian
8
3. Hitunglah aktivitas inti atom 10 gram 235
92 U yang mempunyai waktu paro 7,07 x 10 s !
4. waktu paro 24 Na adalah 15 hari. tentukan waktu yang diperlukan supaya 75 % sampel
yang mengandung nuklida itu meluruh !
Deret Radioaktif
Suatu unsur radioaktif akan selalu meluruh dan membentuk unsur yang baru, sampai
akhirnya mencapai kestabilannya. Dalam proses peluruhannya itu, untuk mencapai stabil
unsur-unsur baru yang terbentuk membentuk deret yang berpola, yang disebut deret
radioaktif
4
Physic Student Work Sheet .. grade XII
BY : Ayu Sundari
Reaksi Fisi
Adalah reaksi pembelahan inti atom berat menjadi dua inti atom lain yang lebih ringan
dengan disertai timbulnya energi yang sangat besar. Misal, inti atom uranium-235 ditembak
dengan neutron sehingga terbelah menjadi inti atom Xe-235 dan Sr-94 disertai dengan
timbulnya 2 neutron yang memiliki energi tinggi. Reaksinya dapat ditulis:
235
92
U  01n 
235
54
Xe 
94
38
Sr  2 01 n  Q
Energi yang dibebaskan pada reaksi fisi
Secara umum besarnya energi yang dibebaskan pada reaksi inti adalah
Q  ( m a 
m x )  (m y  m b ) x 931 MeV

Exercise
1. Berapakah energi yang dibebaskan ketika inti litium ( 37 Li ) yang ditembak dengan proton
1
1
H terbelah menjadi dua inti ringan 24 He , reaksi fisinya adalah sebagai berikut
1
1
He  37Li  24He  24He  Q
Reaksi Fusi
Yaitu penggabungan dua inti atom ringan menjadi inti atom lain yang lebih berat dengan
melepaskan energi. Misal, penggabungan deutron dengan deutron menghasilkan triton
dilepaskan energi sebesar 4,03 MeV, dengan reaksi:
2
1
H  12H  13H  11H  4,03 MeV
Agar dapat terjadi reaksi fusi, diperlukan temperatur yang sangat tinggi sekitar 108 K,
sehingga reaksi ini terjadi di matahari. Energi matahari sampai kebumi diduga merupakan
hasil reaksi fusiyang terjadi dala mmatahari.
5
Physic Student Work Sheet .. grade XII
BY : Ayu Sundari
Reaktor Atom
Reaktor atom adalah tempat terjadinya reaksi berantai yang menyangkut reaksi fisi yang
terkendali. Reaksi fisi 1 gram nuklida perhari akan menimbulkan energi sebesar 1 MW, ini
sebanding dengan pembakaran batu bara sebanyak 2,6 ton perhari untuk menghasilkan
energi sebesar ini.
Menurut kegunaan reaktor nuklir dapat dibedakan menjadi tiga:
1. Reaktor produksi isotop
Yaitu reaktor yang menghasilkan radioisotop yang banyak dipakai dalam bidang nuklir,
kedokteran, biologi, industri, dan farmasi
2. Reaktor daya/power
Reaktor yang dapat menghasilkan energi listrik untuk dijual, misal, PLTN
3. Reaktor penelitian
Reaktor yang digunakan untuk penelitian dibidang pertanian, peternakan, industri,
kedokteran, sains dsb
Pemanfaatan Radioisotop Dalam Bidang Teknologi
Pemanfaatan radioisotop banyak terutama dibidang kedokteran, industri, menentukan usia
makhluk yang telah mati, pertanian, dl
Bidang kedokteran:
- iodium-131 mencari ketidak normalan tiroi d
- karbon-14 mendeteksi ketidak normalan sehubungan dengan diabetes dan anemia
- natriu, mendeteksi penyemitan pada pembuluh darah
- cobalt-60 radiasinya untuk membunh sel-sel kanker
Bidang industri
- silikon mendeteksi kebocoran pada pipa perusahaan
menentukan usia
- carbon-14
- uranium-238
keduanya bisa digunakan untuk menentukan umur batuan yang ada di bumi
6
Physic Student Work Sheet .. grade XII
BY : Ayu Sundari
exercise
1. Tentukan banyaknya proton, neutron daan elektron dalam isotop-isotop berikut
a. 168O
b.
60
27
c
138
56
Co
Ba
2. Jika massa deuterium 12 H ada;ah 2,0141 u, tentukan defek massa, energi ikat dan
energi ikat pernukleon dari deutrium
3. Berapakah energi yang dibebaskan ketika inti litium ( 37 Li ) yang ditembak dengan
proton 11 H terbelah menjadi dua inti ringan 24 He , reaksi fisinya adalah sebagai
berikut
1
1
He  37Li  24He  24He  Q
4. Memisahkan nitrogen
14
7
N menjadi
13
7
N dan sebuah neutron memerlukan energi yang
sama dengan energi ikat neutron, seperti reaksi berikut
14
7
N  energi  137N  01n ,
tentukan energi dalam MeV yang mengikat neutron ke inti ( massa
14
7
N 14,0030 sma dan
13
7
N  13,0057 sma
5.
7
Physic Student Work Sheet .. grade XII
BY : Ayu Sundari
8
Physic Student Work Sheet .. grade XII
BY : Ayu Sundari