Download - Fisika Inti
INTI ATOMINTI ATOM
DAFTAR ISI• Inti atom• Tabel peluruhan radioaktif dan perubahan inti• Waktu paruh• Transmutasi buatan• Radioaktif terinduksi• Daya tembus• Penggunaan radioisotop• Pengobatan nuklir• Penentuan umur dengan radioisotop• Pembuatan atom• Kimiawi perang nuklir• Efek radiasi• Energi ikatan inti• Reaksi termonuklir
INTI ATOM
Inti atom:proton = 1.007276 sma 1 smaneutron = 1.008665 sma 1 sma
Simbol inti : A
Zket : Z = nomor atom = proton A = nomor massa = p + n.
Contoh :
Berarti : No atom 17, p= 17 dan n= 35-17 = 18
3517
Isotop :Atom yang jml protonnya sama tp berbeda jml neutronnya
Contoh : Atom hidrogen
HidrogenHidrogen DeuteriumDeuterium TritiumTritium
ProtonProton 11 11 11NeutronNeutron 00 11 22ElektronElektron 11 11 11
Inti tdk stabil meluruh radiasi
Ra Rn + HeTh Pa + eN P + e
22688
Radioaktivitas alam
Tabel Peluruhan Radioaktif & Perubahan inti
Jenis RadiasiJenis Radiasi Simbol Simbol No. MassaNo. Massa MuatanMuatan Perub No Perub No massamassa
Perub No. Perub No. AtomAtom
AlfaAlfa 44 22 Berkurang Berkurang 44 BBererkurang 2kurang 2
BetaBeta 00 1-1- TetapTetap Tambah 1Tambah 1
GammaGamma 00 00 TetapTetap TetapTetap
Contoh : Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah yg tbtk?Jawab :Massa unsur baru = 239-4 = dan muatannya = 94-2 = 92Muatan inti (nomor atom) 92 adalah uranium (U)
U He Pu 23592
42
23994
WAKTU PARUHYaitu perioda waktu dimana 50% dari jml atom semula yang ada tlh meluruh
Contoh :1. Berapa fraksi atom radioaktif tersisa setelah 5 waktu paruh?Jawab:
Setelah 1 waktu paruh, tersisa 1/2 bagianSetelah 2 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/2 = 1/4 bagianSetelah 3 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/4 = 1/8 bagianSetelah 4 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)3 = (1/2)4 = 1/16 bagianSetelah 5 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)4 = (1/2)5 = 1/32 bagian
2/195 B t = 8 x 10-19 detik
2/123892 U t = lama sekali
3.5 Transmutasi buatanTransmutasi : Perubahan suatu unsur menjadi unsur lain
alami buatan
Reaksi umum : , n, partikel subatomik lain + inti stabil pemancaran radioaktif
2. Bila dimulai dgn 16 juta atom radioaktif, berapa yg tertinggalstl 4 waktu paruh?Jawab:
Tersisa = (1/2)4 = 1/16 x 16 juta = 1 juta atom
Setelah n kali waktu paruh, tersisa 1/2n bagian
Ernest Rutherford :
HOHeN 11
178
42
147
James Chadwick :
nCHeBe 10
126
42
94
Contoh:Bila Kalium-39 ditembak dgn neutron akan terbentuk klor-36. Partikel apakah yg terpancar?
HeClnK 42
3617
10
3919
3.6 RADIOAKTIF TERINDUKSIyaitu : pancaran radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti radioaktif yg terbentuk dr reaksi inti sebelumnya
n P He Al 10
3015
42
2713
Si e P 3014
01
3015
n e H 01
01
11
Contoh:Karbon-10 memancarkan positron ketika meluruh. Tuliskan reaksinya!Jawab:
B e C 105
01
106
3.7 DAYA TEMBUSDaya Tembus : < < Daya ionisasi : > >
dpt ditahan oleh lapisan kulitdpt ditahan selembar kertas
dpt ditahan papan kayu atau Al
dpt menembus & merusak organdpt ditahan oleh beberapa cm Pb
Penggunaan Penggunaan IsotopIsotop KeteranganKeterangan
Kebocoran Kebocoran pipapipa
Isotop ygIsotop ygpendek pendek
umurnyaumurnyaAlat pencacah GeigerAlat pencacah Geiger
PenyerapanPenyerapanpupuk Ppupuk P Isotop PIsotop P Hasilnya disebut autoradiografHasilnya disebut autoradiograf
PertanianPertanian --Menguji keefektifan pupuk & herbisida Menguji keefektifan pupuk & herbisida Membandingkan nilai nutrisi pakan Membandingkan nilai nutrisi pakan Pemberantasan hamaPemberantasan hama
Penelitian dasarPenelitian dasar 1414CC Mekanisme fotosintesis jalurMekanisme fotosintesis jalurmetabolisme hewan & manusiametabolisme hewan & manusia
3.8 penggunaan radioisotopIsotop suatu unsur tertentu, radioaktif atau tdk, mempunyai tingkah laku yg sama dlm proses kimia & fisika pelacak
3.9 PENGOBATAN NUKLIRISOTOPISOTOP NAMANAMA PENGUNAAN PENGUNAAN
5151CrCr Kromium-51Kromium-51 Penentuan volume sel darah & volume Penentuan volume sel darah & volume darah totaldarah total
5858CoCo Kobalt-58Kobalt-58 Penentuan serapan vit. B12Penentuan serapan vit. B126060CoCo Kobalt-60Kobalt-60 Perlakuan radiasi utk kankerPerlakuan radiasi utk kanker
131131II Iod-131Iod-131Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuran Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuran aktifitas hati & metabolisme lemak; aktifitas hati & metabolisme lemak; perlakuan utk kanker tiroidperlakuan utk kanker tiroid
5959FeFe Besi-59Besi-59 Pengukuran laju pembentukan & umur sel Pengukuran laju pembentukan & umur sel darah merahdarah merah
ISOTOPISOTOP NAMANAMA PENGUNAAN PENGUNAAN
3232PP Fosfor-32Fosfor-32 Deteksi kanker kulit /kanker jaringan Deteksi kanker kulit /kanker jaringan yg terbuka krn operasiyg terbuka krn operasi
226226RaRa Radium-226Radium-226 Terapi radiasi utk kanker Terapi radiasi utk kanker
2424NaNa Natrium-24Natrium-24 Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlm Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlm sistem sirkulersistem sirkuler
9999TcTcmm Teknetium-99Teknetium-99mm Diagnosis beberapa penyakitDiagnosis beberapa penyakit3 3 HH TritiumTritium Penentuan total air tubuhPenentuan total air tubuh
Teknetium-99m* diperoleh dr peluruhan molibdenum 99
eTcMo m 01
9943
9942
*m = metastabil artinyaisotop tsb akan melepas sjmlh energi utk menjadi isotopyg sama tp lbh stabil
TcMo 9943
9942
Emisi Positron Tomografi Transaksial (PETT)Utk mengukur proses dinamis dlm tubuh, spt aliran darah atau laju metabolisme oksigen/glukosa
eBC 01
115
116
201
01 ee
3.10 PENENTUAN UMUR DGN RADIOISOTOP
Waktu paruh isotop tertentu dpt digunakan utk memperkirakan umur batuan & benda purbakala Uranium-238 (t1/2 = 4,5 x 109 thn)
PbU 206238
Utk memperkirakan umur batuan batuan bumi 3-3,5 x 109 thn umur bumi 4,5-5,0 x 109 thnbatuan bulan 4,5 x 109 thn karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)
Karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)
Utk menentukan umur benda purbakala & mendeteksi keaslian benda purbakala 14C terbtk di lap atmosfir atas
HCnN 11
146
10
147
)hidupmakhluk di(146)atmosfir di(
146 CC
jk makhluk hidup mati maka:
NC berkurang147)(
146
Tritium (t1/2 =5730 thn)Utk penentukan umur benda sampai 100 thn
IsotopIsotop TT1/21/2 (tahun) (tahun) Selang umur yg Selang umur yg diukurdiukur PenerapanPenerapan
1414CC 57305730 500-50000 thn500-50000 thn Batubara, bhn Batubara, bhn organikorganik
33HH 12,312,3 1-100 thn1-100 thn Anggur tuaAnggur tua
4040KK 1,3 x 101,3 x 1099 10000 thn – contoh 10000 thn – contoh bumi tertuabumi tertua Batuan, kerak bumiBatuan, kerak bumi
187187RhRh 4,3 x 104,3 x 1099 4 x 104 x 1077 thn – contoh thn – contoh tertetua di duniatertetua di dunia MeteoritMeteorit
238238UU 4,5 x 104,5 x 1099 101077- contoh tertua- contoh tertua Batuan, kerak bumiBatuan, kerak bumi
Contoh Sepotong kayu fosil mempunyai aktivitas karbon-14, 1/8 x aktivitas dlm kayu baru. Berapa umur fosil tsb? (t1/2 14C = 5730 thn)Jawab :14C tlh melewati 3 waktu paruh yaitu (1/2)3= 1/8jadi umur fosil = 3 x 5730 = 17190 thn
3.11 PEMBUATAN BOM fisi inti : inti dipecah dgn penembakan shg dihslkan fragmen inti yg lebih kecil, & dibebaskan energi yg sgt besar
Enrico Fermi & Emilio Segre (1934)
UnU 23992
10
23892 eNpU 0
123993
23892
Otto Hahn & Fritz Strassman (1938)Atom uranium terpecah Ba, La, CeLise Meitner & Otto frischMenghitung energi yg berkaitan dgn pembelahan uraniumPengayaan Uranium-235235U di alam 0,7% utk bom atom dibutuhkan 90%campuran isotop U + gas F2 UF6 (volatil)235UF6 lbh ringan & lbh cepat bergerak dibandingkan 238UF6 shg dpt dipisahkanGlenn T. SeaborgUranium-238 tdk akan pecah jk dibombardir oleh neutron U Np Pu (dpt dipecah, cocok utk pembuatan bom atom)
UnU 23992
10
23892 ePuNp 0
123994
23993 nNpU 0
1239
93239
92
sebelum suatu bhn yg dpt mptahankan reaksi berantai, maka diperlukan jml minimum ttt yg disebut massa kritis
contoh : uranium-235 mempunyai massa kritis 4 kgpenggabungan sjml inti < massa kritis akan memicu reaksi rantai pembuatan bom atom
Hiroshima, 6 Agustus 1945
Nagasaki, 9 Agustus 1945
U23592
Pu 23994
3.12 KIMIAWI PERANG NUKLIR : DEBU RADIOAKTIF
Ledakan bom menyebabkan kawah dgn lebar 300m & kedalaman 100m
- Radius kerusakan total = 10 km- Radius kematian = 40 km- Perusakan oleh radioaktif tdk akan habis
Reaksi fisi yg mungkin terjadi:
nXeSrnU 10
14354
9038
10
23592 3 eCsXe 0
114355
14354
Komponen Debu Radioaktif:90Sr, 143Xe,143Cs, 14C, 3H
90Sr• mirip dgn Ca• t1/2 = 28 thn• masuk ke tubuh melalui susu & sayuran serta terserap
ke dlm tulang• merupakan sumber radiasi internal selam beberapa thn
131I• t1/2 = 8 hari• terbawa mealalui rantai pangan • dlm tubuh ada di kelenjar gondok• bermanfaat utk pelacakan diagnostik
143Cs mirip dgn K
t1/2 = 30 thn
diperoleh melalui sayuran, susu, & daging
3.13 EFEK RADIASIRadiasi : dpt menguntungkan & merugikanPartikel berenergi tinggi & sinar melepaskan e- dr atom ionJk tjd dlm tubuh akan berbahaya, misalnya H2O H2O2
• Merusak sel darah putih• Mempengaruhi sumsum tulang anemia• Merangsang leukimia• Perubahan molekul DNA mutasi
3.14 ENERGI IKATAN INTIEnergi ikatan inti adl Energi yg tbtk dr sebagian massa apabila neutron & proton dibiarkan bersama-sama membtk inti
Henp 42
10
11 2
{2 x 1,007276} + {2 x 1,008665} 4,001506 sma4,031882 sma 4,001506 sma
m = 0,030376 smamassa hilang sebesar m sbg energi Energi ikatbdsrkan rumus Einstein, E = mc2 maka m setara dgn E
3.15 REAKSI TERMONUKLIR Reaksi Termonuklir di matahari
eHeH 01
42
11 24
Bom Hidrogen
nHeHH 01
42
31
21
HHenLi 31
42
10
63
SOAL LATIHAN1. Istilah informasi yg kurang pd persamaan berikut yg
menggambarkan deret peluruhan radioaktif
eClS 01
?17
3216
?147
148 NO
???
235? ThU
ePo 01
??
214? ?
2. Lengkapi persamaan berikut:
HHNa 11
21
2311 ?
HeMnCo 42
5625
5927 ?
eHU 01
21
23892 ?
?254102
136
24696 NoCCm
nEsNU 10
246?
147
23892 ?
a.
b.
c.
d.
a.
b.
c.
d.
e.
3. Tuliskan persamaan inti yg dinyatakan dgn lambang ini:
a. 7Li(p,)8Be
b. 33S(n.p)33P
c. 239Pu(,n)242Cm
d. 238U(,3n)239Pu