CHAPTER III INTI ATOM DAN RADIOAKTIVITAS

CHAPTER III INTI ATOM DAN RADIOAKTIVITAS

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 unsurunsur 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