7/24/2019 Penemuan Neutron Oleh Chadwick

1/3

Penemuan Neutron oleh Chadwick

Percobaan Rutherford yang berhasil menemukan proton dan inti atom masih menyimpan

misteri. Jika atom tersusun atas proton dan elektron, jumlah massa proton dan elektron

seharusnya sama dengan massa atom. Namun, fakta saat itu justru memberikan informasi bahwa

jumlah massa proton dan elektron lebih kecil dari massa atom.

Tahun 1!"#an, James $hadwick melakukan serangkaian eksperimen dalam upayanya

untuk menemukan neutron yang eksistensinya telah diprediksi oleh %rnest Rutherford. Para

ilmuan menduga dalam inti atom masih terdapat partikel dengan muatan netral dan beratnya

merupakan selisih antara massa atom dan jumlah massa proton dan elektron.

Tahun 1&" 'alter (othe dan )erbert (ecker mengamati bahwa jika (erilium

dibombardir dengan partikel alfa akan dihasilkan radiasi yang memiliki daya tembus yang cukup

besar. *rederic Joliot dan $urie +1&! kemudian menemukan bahwa radiasi tersebut mampu

melontarkan proton berkecepatan tinggi dari material yang mengandung )idrogen seperti parafin

atau air. Joliot dan $urie menduga bahwa radiasi tersebut merupakan sinar gamma dengan

frekuensi yang sangat besar dan proses terlontarnya proton dari material analog dengan efek

$ompton. Namun teori Joliot#$urie ini dibantah oleh $hadwick. -elalui serangkaian

eksperimen yang ekstensif,

$hadwick pada tahun 1&! mengemukakan bahwa radiasi yang diamati (othe#(eckerserta Joliot#$urie adalah neutron. Penemuan $hadwick ini menghantarkannya memperoleh

hadiah Nobel fisika tahun 1&. Peralatan yang digunakan $hadwick untuk eksperimen

pencarian neutron ditunjukan pada gambar di bawah ini.

7/24/2019 Penemuan Neutron Oleh Chadwick

2/3

/ua puluh tahun kemudian, misteri itu akhirnya terkuak, James $hadwick +101#

12, seorang ilmuan 3nggris berhasil menemukan partikel neutron pada tahun 1&!.

Pada tahun 1&!, James $hadwick mengusulkan suatu hipotesis tentang struktur inti atom

berdasarkan pada hasil percobaan '. (othe dan ). (ecker. $hadwick mengamati bahwa

berilium yang ditembak dengan partikel 4 memancarkan suatu partikel yang mempunyai daya

tembus yang sangat tinggi dan tidak dipengaruhi oleh medan magnet maupun medan listrik.

-enurut $hadwick, radiasi yang dipancarkan oleh keping berilium tersebut adalah suatu partikel

yang tidak bermuatan +netral yang dinamakan neutron.

Neutron memiliki massa yang hampir sama dengan proton dan memerlukan energy sebesar

, -e5 untuk dapat mengeluarkan neutron dari keeping berilium. 6inar gamma memerlukan

energy sebesar -e5 untuk menimbulkan efek yang sama dengan neutron.

)asil eksperimen menunjukkan bahwa neutron bukanlah partikel yang stabil jika berada di

luar inti atom. Neutron meluruh secara radioaktif menjadi proton, elektron, dan inti neutron

dengan umur rata#rata 1, menit. )asil percobaan menunjukkan massa neutron sebesar

1,""0772 sma atau sama dengan 1,720 8 1"#1 kg. Proton dan neutron akhirnya diterima

sebagaia pertikel dasar yang memebentuk inti atom. 9eduanya disebut nukleon.

%mpat tahun setelah ditemukannya, terbukti bahwa neutron dapat didifraksikan

+Braggdiffracted oleh kristal#kristal :at padat. 6etelah diciptakannya reaktor fisi nuklir pertama

tahun 12! oleh Enrico Fermidkk. penggunaan neutron untuk mempelajari sifat#sifat :at

mampat +condensed matter lebih aktif dilakukan. Clifford. G. Shulldan Bertram Brockhouse

merupakan dua dari sekian banyak ilmuwan yang mempelopori penggunaan neutron untuk

penelitian sifat#sifat bahan.

;ntuk keperluan aplikasi neutron pada ilmu bahan +materials sciences, tidak diperlukan

pengetahuan mengenai struktur neutron. Namun, cukup fahami saja karakteristik neutron bila

berinteraksi dengan materi lain seperti elektron, inti atom, potensial listrik, dan medan magnet.

Neutron memiliki sifat#sifat yang menjadikannya sebagai material. 6ifat#sifat tersebut adalah?

1. Netral +muatan listrik @ A ". 9onsensekuensinya? neutron memiliki daya tembus yang

besar, tidak merusak materi yang dikenainya, dan dapat digunakan pada sampel#sampel

dengan kondisi lingkungan yang BkerasC +severe environments.

7/24/2019 Penemuan Neutron Oleh Chadwick

3/3

!. Neutron memiliki panjang gelombang +teorema dualisme partikel#gelombang de Broglie.

Panjang gelombang neutron +termal berorde sama dengan jarak antar atom.

9onsenkuensinya? neutron dapat digunakan untuk menentukan struktur kristal dan jarak

antar bidang#bidang atom.

&. 9arena netral, maka neutron hanya berinterkasi dengan inti atom dan tidak terhalang oleh

elektron#elektron atom. /engan kata lain neutron dapat kisi # lattice dynamics (phonon maupun dinamika molekul # molecular dynamics.

. Neutron memiliki momen magnetik. 9onsekuensinya? neutron dapat digunakan untuk

mempelajari struktur magnetik mikroskopik dan fluktuasi magnetik.

7. Neutron memiliki spin. 9onsekuensinya? berkas neutron dapat dipolarisir sehingga dapat

digunakan untuk mempelajari struktur magnetik kompleks maupun dinamika magnetik

+magnon.

Neutron tidak dapat ditemukan dalam keadaan bebas di alam dalam waktu lama karena

waktu paruhnya yang sangat singkat. Neutron dihasilkan antara lain melalui reaksi spontan dari

unsur#unsur radioisotop seperti Radium#(erilium +Ra#(e, Plutonium#(erilium +Pu#(e, dll.