BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mendengar kata “atom” tidak asing lagi bagi kita pada saat dewasa ini.

Dimana Istilah dari kata atom berasal dari bahasa yunani (ἄτομος/átomos, α-

τεμνω), dengan arti sesuatu yang tidak dapat dipotong atau dengan kata lain

sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep seperti ini diajukan oleh para

filsuf yang berasal dari Yunani dan India. Menurut Ilmu Kimia sekitar abad ke-17

dan ke-18, menyatakan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa

zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-

metode kimia. Kemudian di akhir abad ke-19 dan di awal abad ke-20, para

ilmuwan fisika berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom

di dalam atom. Ini membuktikan bahwa 'atom' bukannya “tak dapat dibagi-bagi

lagi”, prinsip-prinsip dari Mekanika Kuantum yang digunakan para fisikawan

kemudian berhasil memodelkan atom.

Komponen-komponen subatom didalam atom terdiri dari inti atom dan

elektron (e) yang mengelilingi inti, dimana elektron ini bermuatan negatif. Inti

atom terdiri dari proton (p) yang bermuatan positif dan neutron (n) yang tak

bermuatan (netral) dengan massa hampir sama keduanya. Proton dan neutron

terikat dipusat massa atom. Dari ketiga komponen atom yang tersebut di atas yaitu

elektron, proton dan neutron, yang paling unik adalah neutron dimana neutron

tidak mempunyai muatan atau bersifat netral.

1.2 Tujuan

Untuk mengetahui lebih jauh mengenai neutron dan interaksi yang terjadi

pada neutron tersebut.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah Penemuan Neutron

Pada tahun 1920, Ernest Rutherford mengkonseptualisasikan

kemungkinan keberadaan neutron. Secara khusus, Rutherford menganggap bahwa

adanya perbedaan antara jumlah atom dari atom dan massa atom dapat dijelaskan

oleh adanya partikel bermuatan netral dalam atom inti. Dia menganggap neutron

menjadikan netral sebuah elektron yang mengorbit proton.

Pada tahun 1930 Viktor Ambartsumian dan Dmitri Ivanenko di Uni Soviet

menemukan bahwa, bertentangan dengan pendapat yang berlaku sebelumnya, inti

tidak dapat terdiri dari proton dan elektron. Mereka membuktikan bahwa beberapa

partikel netral harus hadir selain proton.

Setelah para ilmuwan mempercayai adanya elektron dan proton dalam

atom, maka timbul masalah baru, yaitu jika hampir semua massa atom terhimpun

pada inti (sebab massa elektron sangat kecil dan dapat diabaikan), ternyata jumlah

proton dalam inti belum mencukupi untuk sesuai dengan massa atom. Jadi, dalam

inti pasti ada partikel lain yang menemani proton-proton.

Pada tahun 1931, Walther Bothe dan Herbert Becker di Jerman

menemukan bahwa jika partikel alpha yang penuh energi yang dipancarkan dari

polonium jatuh pada elemen cahaya tertentu, khususnya berilium, boron, atau

lithium, sebuah radiasi yang menembus secara tidak biasa telah diproduksi. Pada

awalnya radiasi ini dianggap radiasi gamma, meskipun penetrasinya lebih dari

sinar gamma yang biasa dikenal, dan rincian hasil eksperimen sangat sulit untuk

menafsirkan dasar ini. Kontribusi penting berikutnya dilaporkan tahun 1932 oleh

Irène Joliot-Curie dan Frédéric Joliot di Paris. Mereka menunjukkan bahwa jika

radiasi ini diketahui jatuh pada parafin, atau senyawa yang mengandung hidrogen-

lainnya, akan mengeluarkan proton energi yang sangat tinggi.

Pada tahun 1932, James Chadwick melakukan serangkaian eksperimen di

Universitas Cambridge, menunjukkan bahwa hipotesis sinar gamma tak bisa

dipertahankan. Dia menyarankan bahwa radiasi baru terdiri dari partikel

bermuatan yang memiliki massa hampir sama dengan proton, dan ia melakukan

serangkaian percobaan verifikasi sarannya. Partikel-partikel bermuatan tersebut

disebut neutron, yang berasal dari Bahasa Latin yang berarti netral dan berakhir

dengan istilah Yunani -on (yaitu elektron dan proton). Neutron ini mampu

menembus bahan – bahan dengan mudah. Neutron memiliki massa yang hampir

sama dengan proton dan memerlukan energi sebesar 5,7 MeV untuk dapat

mengeluarkan neutron dari keping berillium. Sinar gamma memerlukan energi

sebesa 55 MeV untuk menimbulkan efek yang sama dengan neutron.

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa neutron bukanlah partikel yang

stabil jika berada diluar inti atom. Neutron meluruh secara radioaktif menjadi

proton, elektron, dan inti neutron dengan umur rata – rata 15,5 menit. Hasil

percobaan menunjukkan massa neutron sebesar 1,0086654 sma atau sama dengan

1,6748 x 10-27kg. Proton dan nautron akhirnya diterima sebagai partikel dsar yang

membentuk inti atom. Keduanya disebut nukleon.

Tabel 1.1 Partikel Dasar Penyusun Atom

Gambar 1.1 Percobaan Chadwick Untuk Menemukan Neutron

Jadi sekarang diketahui dan dipercayai oleh para ilmuwan bahwa inti atom

tersusun atas dua partikel, yaitu proton (partikel yang bermuatan positif) dan

neutron (partikel yang tidak bermuatan). Proton dan neutron mempunyai nama

umum, nukleon-nukleon, artinya partikel-partikel inti.

2.2 Pengertian Neutron

Neutron adalah partikel subatomik Hadron yang memiliki n simbol atau

N0, tidak ada muatan listrik bersih dan massa sedikit lebih besar daripada proton.

Kecuali hidrogen, inti atom terdiri dari proton dan neutron, yang oleh karena itu

secara kolektif disebut sebagai nukleon. Jumlah proton dalam inti atom adalah

jumlah dan mendefinisikan jenis elemen bentuk atom. Neutron berperan penting

dalam sebuah inti atom karena mereka mengikat proton melalui ikatan yang kuat;

proton tidak dapat mengikat satu sama lain karena daya tolakan elektromagnetik

lebih kuat daripada daya tariknya. Jumlah neutron juga nomor neutron dalam

menentukan isotop elemen. Sebagai contoh, isotop karbon-12 memiliki 6 proton

berlimpah dan 6 neutron, sedangkan karbon-14 radioaktif isotop sangat jarang

memiliki 6 proton dan neutron 8.

Di luar inti atom, neutron tidak stabil dan memiliki waktu paruh sekitar 10

menit, meluluh dengan memancarkan elektron dan antineutrino untuk menjadi

proton. Metode peluruhan yang sama (peluruhan beta) terjadi di beberapa inti

atom. Partikel-partikel dalam inti atom biasanya adalah neutron dan proton, yang

berubah menjadi satu dan lainnya dengan pemancaran dan penyerapan pion.

Sebuah neutron diklasifikasikan sebagai baryon dan terdiri dari dua quark bawah

dan satu quark atas. Persamaan Neutron antibendanya adalah antineutron.

Perbedaan utama dari neutron dengan partikel subatomik lainnya adalah

mereka tidak bermuatan. Sifat netron ini membuat penemuannya lebih

terbelakang, dan sangat menembus, membuatnya sulit diamati secara langsung

dan membuatnya sangat pentin sebagai agen dalam perubahan nuklir.

Neutron merupakan salah satu bentuk dari partikel subatomik yang

diklasifikasikan kedalam baryon dimana komposisinya terdiri dari satu (1) up

quark dan dua (2) down quark seperti gambar di bawah ini

Gambar 1.2 struktur quark dari sebuah neutron

Statistik perilakunya ini termasuk kedalam fermion dan neutron menjadi

agen yang sangat penting dalam pengembangan Nuklir. Neutron hanya dapat

berinteraksi dengan gaya gravitasi , gaya lemah dan gaya kuat. Ia juga mempunya

massa 1,67492729 x 10-27 Kg = 939,565560 MeV = 1,0086649156 u dengan

waktu paruh ± 10 menit. Neutron ini mempunyai anti partikel yang disebut

antineutron. Adapun yang membedakan neutron dengan partikel subatomik

lainnya adalah neutron ini tidak bermuatan (netral). Neutron yang terikat dalam

inti stabil adalah stabil, Namun ada juga yang dikatakan sebagai neutron bebas

dimana neutron ini tidak stabil.

Ketika neutron terikat dalam inti stabil stabil, neutron bebas tidak stabil,

mereka menjalani peluruhan beta (beta decay) seumur hidup dengan rata-rata

hanya di bawah 15 menit (881,5 ± 1,5 s) neutron bebas diproduksi dalam fisi dan

fusi nuklir. Sumber neutron khusus seperti reaktor riset dan sumber spallation

menghasilkan neutron bebas untuk digunakan dalam non-radiasi dan dalam

eksperimen hamburan neutron. Meski bukan unsur kimia, neutron bebas kadang-

kadang dimasukkan dalam tabel nuklida. Hal ini kemudian dianggap memiliki

nomor atom nol dan nomor massa dari satu, dan kadang-kadang disebut sebagai

neutronium.

Neutron telah menjadi kunci untuk produksi listrik nuklir. Setelah neutron

ditemukan pada tahun 1932, direalisasi pada tahun 1933 bahwa ada kemungkinan

memediasi reaksi berantai nuklir. Pada tahun 1930, neutron digunakan untuk

memproduksi berbagai jenis transmutasi nuklir. Saat fisi nuklir itu ditemukan

pada tahun 1938, ia segera direalisasi bahwa ini mungkin menjadi mekanisme

untuk menghasilkan neutron untuk reaksi berantai, jika proses ini juga

menghasilkan neutron, dan ini terbukti pada tahun 1939, yang memperjelas

produksi tenaga nuklir. Beberapa perisitiwa dan penemuan ini memunculkan

reaksi rantai nuklir buatan manusia pertama (Chicago Pile-1, 1942) dan senjata-

senjata nuklir pertama (1945).

Neutron, yang memiliki massa diam tetapi elektrik netral, menjalani

interaksi lemah dengan materi. Mekanisme mereka adalah melalui interaksi

tabrakan. Memiliki massa yang sama dengan proton, interaksi terbesar mereka

terjadi dengan atom Hidrogen (seperti bola bilyar bertabrakan dengan satu sama

lain). Setelah jumlah tumbukan, energi neutron berkurang dan akhirnya benar-

benar diserap. Karena tingginya kandungan air dalam jaringan manusia, neutron

dianggap sangat berbahaya. Perlindungan terhadap neutron dapat diperoleh

dengan bahan yang mengandung H atau inti ringan lainnya (seperti air, lilin, atau

beton)

Interaksi neutron dengan inti boron adalah mekanisme utama yang

digunakan untuk deteksi neutron:

B-10 + neutron→ Li-7 + α + energi

Sebagai hasil dari reaksi nuklir, partikel alfa dan sinar gamma yang

dipancarkan dengan energi 480 keV dan dapat dideteksi oleh instrumen. Oleh

karena itu, deteksi neutron adalah sebuah proses tidak langsung.

2.3 Sifat Dasar Neutron

Neutron yang dihasilkan dari reaktor nuklir biasanya merupakan neutron

berenergi rendah. Secara umum, neutron yang berenergi rendah dapat

diklasifikasikan dalam tiga jenis yaitu :

1. neutron dingin ( cold neutron)

2. neutron termal (thermal neutron)

3. neutron panas ( hot neutron)

Selain itu adapula yang mengklasifikasikannya ke dalam 4 jenis yaitu :

1. neutron dingin ( cold neutron)

2. neutron termal (thermal neutron)

3. neutron panas ( hot neutron)

4. neutron epitermal (ephithermal neutron)

Perbedaan antara ketiga jenis neutron tersebut berdasarkan range energi,

temperatur serta panjang gelombang, hal tersebut dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 1.2 Perbedaan Ketiga Jenis Neutron

Sumber Energi ( MeV) Temperatur (K) Panjang Gelombang

(10-10 m)

Cold 0.1 – 100 1 – 120 30 – 3

Thermal 5 – 100 60 – 1000 4 – 1

Hot 100 – 500 1000 - 6000 1 – 0.4

Hamburan neutron merupakan salah satu tehnik yang baik untuk

mengamati struktur dan dinamika suatu material. Kegunaan tehnik hamburan ini

karena adanya sifat – sifat dasar yang dimiliki neutron sebagai salah satu partikel

penyusun inti atom seperti yang dijelaskan pada tabel berikut :

Tabel 1.3 Sifat Dasar Neutron

Sifat Nilai

Massa 1.674928 x 10-27 kg

Muatan 0

Spin ½

Momen magnet -1.9130427μN

Besarnya massa neutron yaitu 1,674928 x 10-27 kg, hal ini menyebabkan

panjang gelombang de Broglie dari neutron thermal bernilai sekitar 1,8Α memiliki

orde yang sama dengan jarak antar atom dalam suatu material, sehingga

memungkinkan terjadinya efek interferensi.

Energi neutron thermal memiliki orde yang sama dengan kebanyakan

energi eksitasi atom pada pada material terkondensasi. Hamburan tidak elestik

antara neutron dengan suatu material akan memberikan informasi mengenai

energi eksitasi atom dalam suatu material.

Neutron merupakan partikel yang tidak memiliki muatan listrik

menyebabkan neutron dapat menembus suatu material cukup dalam tanpa

mengalami interaksi coloumb.sehingga neutron dapat berada cukup dekat dengan

inti atom sebelum akhirnya terhambur oleh gaya inti.

Neutron memiliki momen magnetik sehingga neutron dapat berinteraksi

dengan elektron tidak berpasangan pada suatu atom magnetik. Hamburan neutron

inelastik dalam hal ini dapat memberikan informasi mengenai energi eksitasi

magnetik. Selain itu, hamburan elastik dari suatu material magnetik memberikan

informasi mengenai struktur magnetik dari material tersebut.

2.4 Produksi Neutron

Untuk fragmen fisi beberapa setengah waktu paruhnya, tidak ada

radioisotop yang memancarkan neutron. Semua sumber neutron sehingga harus

bergantung pada reaksi nuklir. sumber neutron yang paling penting adalah reaktor

nuklir. Balok neutron berlebihan juga dapat diproduksi dalam akselerator oleh

reaksi yang berbeda. misalnya, pemboman berilium oleh tinggi - deuteron energi

dalam siklotron yang menghasilkan neutron sesuai dengan reaksi

Be+ D12

49 → ( B5

11 )¿→ B510 + n0

1

Istilah dalam kurung disebut inti campuran, dan tanda bintang

menunjukkan bahwa dalam keadaan tereksitasi. inticampuran sendiri energi

eksitasi yang seketika (<10-8 sekon) dengan proses ke langkah berikutnya dalam

reaksi. untuk sumber laboratorium kecil dari neutron, yang photodisintegration

dari berilium dapat digunakan. Sumber lain neutron umumnya digunakan

tergantung pada pemboman berilium dengan partikel alpa. Reaksi tersebut, dalam

hal ini, adalah

Be+ He24

49 → ( C6

13 )¿→ C612 + n0

1

Untuk sumber partikel alpa, radium, polonium, dan piutonium dapat

digunakan. Emitor alpa sebagai bubuk, yang dicampur dengan berilium bubuk

halus, dan campuran skala dalam kapsul, seperti yang ditunjukkan pada gambar

1.3 neutron yang dihasilkan adalah semua energi yang tinggi. dalam semua kasus

neutron yang digunakan pada reaksi ini, energi neutron yang tersebar di spektrum

yang luas.

Seperti terlihat pada gambar 1.4. Penyebaran energi ini dari 9 Be(a,n)12C

sumber dalam kontras dengan neutron monoenergi dari sumber photodisintegrasi

menggunakan foton monoenergi. Dalam reaksi, n, setara energi dari perbedaan

massa antara reaktan dan produk ditambah energi kinetik dari partikel

membombardir dibagi antara neutron dan

Gambar 1.3 tipe Ra-Be(a,n) sumber neutron

..................

Secara praktis, n adalah sumber. Sebagian energi partikel alpaa

didisipasikan oleh penyerapannya sendiri di dalam sumber. Sebagai

konsekuensinya, Alpa yang memulai reaksi memiliki berbagai energi, sehingga

berkontribusi terhadap penyebaran spektrum neutron. Hasil neutron dari a, n

meningkat sumber energi dengan alpa meningkat karena kemudahan yang lebih

besar dengan energi yang lebih tinggi Alpa dapat menembus neutron.

2.5 Klasifikasi Neutron

Neutron diklasifikasikan menurut energinya karena jenis reaksi yang

mengalami neutron tergantung sangat kuat pada energi. Energi tinggi neutron,

yaitu energi yang melebihi sekitar 0, 1 Mev, disebut neutron cepat. Neutron

termal, di sisi lain, memiliki energi kinetik yang sama rata-rata sebagai molekul

gas di lingkungan mereka. dalam hal ini, neutron termal yang bisa dibedakan dari

molekul gas pada suhu yang sama. Energi kinetik molekul gas berhubungan

dengan suhu oleh Maxwell - Boltzman distribusi:

f (E )= 2π

(πKT )2e−E /KT F2

Dimanaf (E ) adalah sebagian kecil dari molekul gas (atau neutron) dari E energi

per unit energi Interval: k adalah konstanta Boltzman 1,38 x 10-16erg/K atau 8,6 x 10-6 eV/0Kdan T adalah temperatur absolut gas 0K.

.............

Energi yang paling mungkin, diwakili oleh puncak kurva pada gambar 1.5

diberikan oleh:

EmD = kT

Sedangkan energi rata-rata molekul gas pada setiap suhu yang diberikan

adalah:

E=32

kT

Untuk neutron pada suhu 293 K, energi yang paling mungkin adalah 0,025

ev. Ini adalah energi yang sering tersirat dalam istilah neutron "termal". kecepatan

sesuai dengan energi, yang diberikan oleh:

12mc2=kT

2,2 x 105 cm/s

Di daerah energi antara panas dan cepat, neutron disebut dengan berbagai

nama, termasuk neutron intermediet, neutron resonansi dan neutron lambat.

Semua ini kata sifat deskriptif umum digunakan, dan makna yang tepat mereka

harus disimpulkan dari konteks di mana digunakan.

Tabel 1.4 γ , nsumber photoneutron

Sumber Waktu paruh Energi rata – rata neutron (MeV)

Luas n/s/Ci

24Na + Be 15 hari 0.83 1.3 x 105

24Na + D2O 15 hari 0.22 2.7 x 105

36Mn + Be 2.58 hari 0.1(90%).0.3(10%) 2.9 x 104

36Mn + D2O 2.58 hari 0.22 3.1 x 103

72Ga + Be 14.2 hari 0.78 5 x 104

72Ga + D2O 14.2 hari 0.13 6 x 104

86y + Be 88 d 0.16 1 x 105

86y + D2O 88 d 0.31 3 x 103

116In + Be 54 minggu 0.30 8.2 x 103

124Sb + Be 60 d 0.024 1.9 x 103

140La+ Be 40 hari 0.62 3 x 103

140La+ D2O 40 hari 0.15 8 x 103

Ra+ D2O 1600 tahun 0.12 1 x 103

Tabel 1.5 α ,n sumber neutron

Sumber Waktu paruh Energi rata – rata neutron (MeV)

Luas n/s/Ci

Ra + Be 1600 tahun 5 1.7 x 107

Ra + B 3.8 d 3 6.8 x 106

223Em + Be 3.8 d 5 1.5 x 107

210Po + Be 138 d 4 3 x 106

210Po + B 138 d 2.5 9 x 105

210Po + F 138 d 1.4 4 x 105

210Po + Li 138 d 0.42 9 x 104

230Pu + Be 24.000 tahun 4 106

2.6 Penggunaan Neutron

Dalam pembuatan Nanopartikel Emas radioaktif dapat menggunakan

aktivasi Neutron. Ini digunakan dalam dunia medis sebagai alat terapi kanker

dengan memanfaatkan efek termal. Kajian tentang ini telah dilakukan di Central

Irradition Position (CIP) reaktor nuklir G.A Siwabessy.

Aplikasi lain dari aktivasi neutron kita bisa menganalisis dalam

menginvestigasi sumber pencemaran partikel udara karena merupakan suatu

metode yang selektif, mempunyai kepekaan tinggi, simultan dan memiliki batas

deteksi mencapai orde hingga nanogram. Neutron activation analysis (NAA)

sering digunakan dalam reaktor nuklir untuk menganalisis bahan sampel kecil.

Prompt Gamma Neutron Activation Analysis (PGNAA) digunakan untuk

menganalisis batuan bawah tanah disekitar lubang bor dan bahan massal industri.

Neutron juga sangat berperan penting pada pengembangan reaktor nuklir dan

senjata nuklir. Sebgai contohnya adalah reaksi fisi yang terjadi pada Uranium-235

dan Plutonium-239. Hal ini disebabkan karena penyerapan neutron – neutron

mereka.

Yang sedang diteliti saat ini adalah pembuatan Mikroskop Neutron dengan

memanfaatkan pengembangan dari lensa neutron yang berdasarkan pantulan

internal total dalam tabung kapiler kaca berongga atau refleksi dari pelat

aluminium.

2.7 Perlindungan Dari Neutron

Neutron bebas dapat berbahaya bagi tubuh kita karena interaksi neutron

dengan molekul-molekul dalam tubuh yang dapat menyebabkan gangguan

terhadap molekul dan atom pada tubuh kita. Neutron bebas ini meluruh secara

radioaktif menjadi proton, elektron dan antineutrino. Maka kita membutuhkan

perlindungan supaya aman dari efek bahaya yang ditimbulkan. Tindakan yang

bisa kita ambil diantaranya adalah menghindari kontak langsung dengan neutron,

tinggal sejauh mungkin dari sumber yang menghasilkan neutron. Cara lain supaya

terlindungi dari bahaya neutron kita bisa menggunakan Hidrogen, karena hidrogen

bisa memperlambat neutron. Jika neutron sudah diperlambat maka neutron ini

bisa diserap dengan isotop yang mempunyai afinitas tinggi seperti pada lithium-6.

2.8 Interaksi Neutron

Secara umum interaksi neutron memiliki karakteristik tersendiri yaitu :

a. Berbeda dengan elektron, foton, dan partikel bermuatan berat, neutron

menjalani interaksi elektromagnetik sangat lemah.

b. Neutron melewati materi yang sebagian besar tanpa hambatan,sehingga dia

hanya berinteraksi dengan inti atom.

c. Dalam proteksi radiasi, neutron perisai juga tidak mudah: satu kebutuhan untuk

menggunakan material dengan probabilitas tinggi neutron menyerap (seperti

beton , air parafin, atau berborat polyethylene berborat).

Semua neutron, pada saat kelahiran mereka, yang cepat. Pada umumnya,

neutron cepat kehilangan energi dengan bertabrakan elastis dengan atom di

lingkungan mereka, dan kemudian, setelah melambat untuk energi termal atau

dekat, mereka ditangkap oleh inti dari bahan yang menyerap. Meskipun beberapa

jenis reaksi neutron yang mungkin ada, untuk fisika kesehatan reaksi chief adalah

hamburan elastis dan capture diikuti oleh emisi foton atau partikel lain dari inti

penyerap.

Ketika peredam yang ditempatkan dalam balok collinated neutron, dan

intensitas neutron transmisi diukur, seperti yang telah dilakukan untuk gamma -

sinar pada gambar 5.10, ditemukan bahwa neutron juga akan dihapus secara

eksponensial dari balok. instcad menggunakan koefisien absorpsi linier atau

massa untuk menggambarkan kemampuan dari bahan penyerap yang diberikan

untuk menghapus neutron dari balok, adalah kebiasaan untuk hanya menetapkan

bagian mikroskopi penampang, σ , untuk bahan yang menyerap. Produk σN di

mana N adalah jumlah atom penyerap per cm3. adalah penampang makroskopi Σ

penghapusan neutron dari balok dan kemudian diberikan oleh :

I=I 0 e−σNt

Penampang neutron yang sangat ketergantungan pada energi. Jika

penghapusan neutron dari balok dapat dilakukan oleh lebih dari satu mekanisme,

penampang total adalah jumlah dari penampang untuk berbagai kemungkinan

reaksi.

contoh soal

Dalam sebuah percobaan yang dirancang untuk mengukur penampang

total dilakukan selama 10 neutron Mev, ditemukan bahwa ....... attendated fluks

neutron untuk 84,5% dari nilai awalnya. Berat atende timbal adalah207,21 dan

berat jenis adalah 11,3. Menghitung penampang total dari data ini

Kepadatan atom timbal adalah :

6.03x 1023 atom/mol207.21 g/mol

x11.3g

cm3 =3.29 x1022 atom/cm3

II 0

=e−σNt

0.845 = e−σx 3.20x 1022 xt

Ln 1

0.845=3.29 x1022 σ

σ= 0.168

3.29x 1022=5.1 x10−24 cm2

C = 5.1 barn dan penampang makroskopik adalah

Σ=σN=5.1 x10−24cm2 x3.29 x1022 cm−3=0.168 cm−1

2.9 Interaksi Neutron Dengan Materi

Neutron merupakan partikel tidak stabil dengan waktu paruh ± 12 menit

dan meluruh menjadi 1 p, 1 n dan 1 netrino. Neutron tidak bermuatan, sehingga

tidak dipengaruhi oleh medan magnit maupun medan elektrostatis. Neutron hanya

dibelokkan apabila bertumbukan dengan partikel lain. Neutron dihasilkan

menggunakan 2 proses umum, yaitu penembakan inti dan pembelahan dalam

suatu reaktor. Sumber partikel yang menggunakan penembakan inti sebagai

sumber neutron ada dua jenis, yaitu menggunakan sumber radioaktif maupun

menggunakan pemercepat partikel bermuatan dengan tegangan tinggi.

Dalam neutron dikenal suatu istilah hamburan yaitu hamburan elastik dan

hamburan resonansi tak elastik

a. Hamburan Elastik

Hamburan elastik adalah penyebab utama dari moderasi (perlambatan)

netron. Dalam suatu tumbukan elastik, energi kinetik total dan momentum total

dari neutron dan inti tetap konstan. Dalam hal ini tidak terjadi kehilangan energi

dengan pelepasan radiasi elektromagnetik. Unsur-unsur yang sering digunakan

sebagai Moderator adalah hidrogen dan karbon. Hidrogen adalah moderator yang

sangat efisien karena mempunyai massa yang hampir sama dengan netron

sehingga pada tumbukan elastik sempurna akan menghasilkan derajat moderasi

terbesar.

b. Hamburan Resonansi Tak Elastik

Hamburan yang menyebabkan kehilangan dalam energi total dari sistem

yang bertumbukan. Dalam suatu reaksi jenis (n, n’) dengan n adalah neutron

penembak dan n’ adalah neutron yang lebih lambat yang dilepaskan inti sasaran

dan perbedaan energi kedua neutron tersebut dipancarkan sebagai suatu foton.

Untuk kebanyakan inti penangkapan neutron menghasilkan peningkatan

energi sekitar 8 MeV ditambah energi kinetik neutron. Hal ini menyebabkan

energi inti yang terbentuk sesudah penangkapan neutron berada dalam tingkat

energi yang tinggi.

Kestabilan dicapai dengan pemancaran partikel atau foton. Jenis reaksi

penangkapan bergantung pada energi neutron penembak, sehingga menurut

energinya, neutron dibagi menjadi 4, yaitu:

1. Neutron Lambat (Termal)

Energi inti meningkat hanya sekitar 8 MeV dan umumnya tidak cukup

untuk mengeluarkan suatu partikel. Reaksi umumnya ialah jenis reaksi (n, γ)

yang dikenal dengan reaksi Pengaktifan.

misal: ln49115 + n0

1 → ln +γ49116

2. Neutron Intermediate

Penangkapan dapat menghasilkan reaksi pengaktipan sebanyak di atas,

tetapi inti gabungan yang dihasilkan juga mempunyai cukup energi untuk

mengatasi energi ikat dan mengeluarkan suatu partikel.

3. Neutron Cepat

Energi kinetiknya sampai 10 MeV memberi sumbangan sampai sekitar 18

MeV kepada inti. Energi ikat suatu nukleon hanya sekitar 8 MeV, sehingga dua

partikel dapat dilepaskan dari inti.

misalnya: U92238 + n0

1 → ln + n01 + n0

192

2396

4. Neutron Relativitas

jumlah nukleon yang dapat dilepaskan dari inti sasaran dengan neutron ini

lebih besar lain.