reaksi nuklir
DESCRIPTION
tentang reaksi nuklirTRANSCRIPT
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 2/19
PERBEDAAN
REAKSI KIMIA DAN REAKSI INTI
Reaksi kimia
• Tidak merubah inti
• Tidak terjadi perubahan
massa atom• Melibatkan sejumlah
makroskopis zat2 yangmengalami reaksi
• Energi dinyatakan per molatau per gram
• Energi yang dibebaskankecil
Reaksi IntiReaksi Inti
Terjadi perubahan padaTerjadi perubahan pada
susunan inti atom,susunan inti atom,
Terbentuk unsur baruTerbentuk unsur baru
Massa atom diubah menjadiMassa atom diubah menjadi
energienergi
Melibatkan sejumlah proses2Melibatkan sejumlah proses2
tunggaltunggal
Energi dinyatakan per intiEnergi dinyatakan per intitransformasitransformasi
Energi yang dibebaskan besar Energi yang dibebaskan besar
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 3/19
REAKSI E!EM"AKA! I!TI Reaksi penembakan inti#
Suatu nuklida diubah menjadi nuklida lainmenggunakan penembak sebuah partikel atauphoton$
Kebanyakan reaksi nuklir yang dikenalmerupakan reaksi antara suatu nuklida denganpartikel ringan% seperti netron% proton
Reaksi trans&ormasi yang pertama# penembakaninti nitrogen dengan pertikel al&a tahun '('(
oleh Ruther&ord ')! * )+e ',- * '+
!otasi singkat# ')! . α % p / ',-
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 4/19
Other reactionsOther reactions
Fed Co
Fe Hed Co Nind Co
Co pd Co
Nid Co
Cod d Co
Cod d Co
57
26
59
27
58
26
3
2
59
27
60
28
59
27
60
27
59
27
61285927
59
27
59
27
5927
5927
),(
),(),(
),(
),(
*'),(
),(
α
γ
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 5/19
Manfaat reaksi nuklir
Membuat suatu nuklida dari nuklida yang lain.transmutasi/
Mengubah nuklida yang tak radioakti& menjadibersi&at radioakti&$ .produksi radioisotop/
Membuat unsur transuranium . unsur yangno$ atom diatas (2/
Menentukan massa atom
Menghasilkan energi yang besar . sumberenergi/
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 7/19
Energi Reaksi !uklir
Reaksi nuklir seperti halnya reaksi kimiabiasa selalu disertai dengan pengeluaran danpenyerapan energi .0/$
!ilai 0 positi& . memerlukan energi/merupakan reaksi endoergik dan nilai 0negati& . membebaskan energi/ merupakanreaksi eksoergik.
Energi yang menyertai reaksi nuklir diberikanper inti yang mengalami trans&ormasi
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 8/19
Cara Menentukan Q reaksi
nuklir
'$ Melalui pengukuran energi partikel penembak dan energipartikel atau photon yang dibebaskan$
1ntuk reaksi # ,i * '+ * 0' 2 )+e * 02
0 reaksi 3 0 2 4 0 '
2$ Melalui perhitungan massa dari produk dan reaktan .s$m$a/$5i mana% 0 reaksi 3 .massa reaktan6massa produk/ 7 (8'
Me9
Energi kinetik partikel merupakan energi yang harusdisediakan partikel supaya reaksi nuklir berlangsung%
disebut juga energi ambang reaksi .Ekp/
E kp 3 .' * m:M/0%
m 3massa partkl dan M3massa target
nilai E kp ; 0
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 9/19
enampang intang
• Merupakan kebolehjadian sebuah partikel penembak akan
menghasilkan suatu reaksi nuklir
• Satuan dari penampang lintang #barn .' barn 3 '< 62) cm2 /$
• enampang lintang merupakan &ungsi dari# inti target% macamdan energi penembak$
• ada target tipis% maka Ri 3 σ I n 7
– R 3 =umlah total dari proses6proses tertentu yang terjadidalam
target per satuan >aktu
– I 3 =umlah pertikel penembak per satuan >aktu – n 3 =umlah inti target per senti meter kubik
– ? 3 Tebal target dalam senti meter
– σ 3 enampang lintang untuk proses tertentu dinyatakandalam
senti meter kuadrat
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 10/19
TAMA!@ I!TA!@
Tampang lintang .σ/# Kebolehjadian berlangsungnya reaksinuklir% dengan dimensi# cm2
Suatu reaksi nuklir mempunyai uks n per cm2 per detik%mengandung c inti atom per cm8dan jangkauan .jaraktembus/ d7 cm% maka mengikuti persamaan di&erensial#
6dn 3 n σ c d7 ∫ 6dn:n 3 ∫σ c d7
ln .n7:no/3 6 σ c 7
atau n7 3 no e7p .6 σ c 7/
n73 intensitas radiasi nuklir setelah menembus sasaran
no3 intensitas radiasi nuklir sebelum menembus sasaran
c 3 jumlah inti per cm8 materi
σ 3 tampang lintang reaksi nuklir
7 3 tebal sasaran
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 11/19
"anyaknya radiasi nuklir yang berinteraksi dengan inti atommateri sasaran adalah#
no 6 n7 3 no .'6 e7p .6 σ c 7//
=ari6jari inti nuklida berat 3 '<6'2cm% maka luas tampanggeometri inti berat 3 '<62) cm2 .3' barn/
Setiap reaksi nuklir mempunyai penampang lintang reaksi
tersendiri yang tergantung pada# jenis partikel% jenis nuklidadan energi radiasi
Bontoh#
reaksi pembentukan Au6'(C dari Au6'(, denganpenembakan netron berdasar reaksi .n%γ /$ Tampang
lintang reaksi (( barn% tebal sasaran <%8 cm% luas D cm2 dan uks netron .φ/ '<, cm62 det6'% massa atom Au6'(, 3'(,%2 .massa jenis Au 3 '(%'8 g cm6'/
5itanyakan# berapa inti Au6'(C yang terjadi
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 12/19
=a>ab#
no3φ 7 luas
no3 D .cm2
/ 7'<,
.netron/ cm62
det6'
c 3 .'(%'8 g cm68:'(,%2 g mol6' / 7 F%<2 7 '<28 inti mol6' 3 D%C( 7 '<22 inti Au6'(, cm68
7 3 <%8 cm
σ 3 (( 7 '<62) cm2
– no 6 n7 3 no .'6 e7p .6 σ c 7// – no 6 n7 adalah inti Au6'(C yang terjadi
– no 6 n7 3 D 7'<, det6'.' 6 e7p.6 (( 7 '<62) cm27 D%C( 7'<22 inti$cm68 7 <%8 cm//
– no 6 n7 3 )%'7'<, inti Au6'(C per detik
reaksi pembentukan Au-198 dari Au-197 dengan
penembakan netron berdasar reaksi (n,γ ). Tampang lintangreaksi 99 barn, tebal sasaran 0,3 cm, luas 5 cm2 dan fluks
netron (φ) 107cm-2 det-1, massa atom Au-197 = 197,2 (massa jenis Au = 19,13 g cm-1)
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 13/19
Reaksi Gisi
• Reaksi Hsi merupakan reaksi pembelahan nuklida menjadi duaatau lebih nuklida yang baru$
• Misalnya 1ntuk Hsi uranium dituliskan sebagai# 1 .n%&/ hasil6hasilHsi
dimana A2 3 28F 6 A' 6 dan J2 3 (2 6 J'
• 1ntuk hasil Hsi Te6'8, dan Jr6(,
• Energi Hsi berupa# energi kinetik netron dan hasil Hsi% energi sinargamma% dan berupa energi peluruhan beta
n X X nU Z
A
Z
A υ ++→+2
2
1
1235
92
BaCs Xe I Te 37
56
37
55
37
54
37
53
37
52 → → → →
β β β β
Mo Nb Zr 97
42
97
41
97
40 → →
β β
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 14/19
Macam6macam netron
• !etron termal Inetron lambat/% E 3 <%<2D e9
• netron intermediat% E3<%D6'< Ke9
• netron cepat% E 3 '< 6 2< Ke9
• netron relatiitas% E 3 2< Me9
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 15/19
Reaksi Gusi
• Reaksi &usi merupakan reaksi peleburan nuklida6nuklida ringan menjadi nuklida yang lebih berat$
• Secara teori reaksi &usi lebih menguntungkan daripadareaksi Hsi karena dari reaksi ini dihasilkan energi yang
sangat besar% tapi pada pelaksanaanya hal itu sangatsulit dilakukan$ 1ntuk inisialisasi reaksi dibutuhkansuhu yang sangat tinggi$ "iasanya dilakukan denganreaksi Hsi sebagai pembangkit energi$
• Reaksi &usi merupakan sumber energi matahari danbintang6bintang$
• Aplikasi# bom hidrogen
• Masih dalam penelitian# Gusi dingin% so bahan bakarbisa dari hidrogen yang melimpah
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 16/19
Reaksi "erantai
• Setiap reaksi Hsi menghasilkan 26) netron
• =ika netron yang dihasilkan menembak inti lain mis 1628Dakan terjadi Hsi lagi dan seterusnya
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 17/19
Genomena "om atom
"om atom di hirosima F:C '()D
– 1628D dengan massa kritis D< kg dg bobot )%Dton
– !ama# ittle boy
– daya ledak '< kilo ton yang setara dengan '< juta kg bahan T!T
"om atom !agasaki (:C '()D
– u628( dengan massa kritis 'F kg – !ama# Gat Man
– daya ledak '< kilo ton yang setara dengan '< juta kg bahan T!T
7/18/2019 Reaksi nuklir
http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 18/19
Memisahkan isotop 1ranium
1ranium alam .<%, L di batuan/ terdiri dari
– 1628C .sebagian besar3((%8 L/
– 1628D hanya <%, L
1628D bahan Hsil dan membebaskan energi3 2D%D juta kkal:kg .'kg Barbon3 C kkal/
1628C tidak Hsil tapi bisa dirubah menjadi 1628(dan mengalami transmutasi menjadi u628( yangHsil
engayaan 1628D dengan cara memisahkandengan 1628C dengan di&usi gas
1628D dan u628( harus disimpan tidak melebihimassa kritisnya