Tugas Pendahuluan Fisika Inti

Nama : Jovi Savitri Eka Putri

Nim : 06111011045

Buatlah 10 soal, masing-masing 2 soal tiap pokoh bahasan diantaranya:

Radioaktivitas Peluruhan alfa Peluruhan beta Peluruhan gamma Akselerator

1. Sebuah sampel perkakas kayu menunjukan aktivitas spesifik C14 sebesar 0,195 Bqg−1.

Perkirakan umur perkakas tersebut! (diketahui aktivitas awal C14 adalah 0,22 5Bq g−1.

Penyelesaian:

λ= 0,69315730th

=1,21 x10−4th−1

A=A0 e−λt

0,195 Bqg−1=0,225 Bqg−1 e1,21x 10−4 th−1

ln ( 0,1950,225 )=−( 1,21x 10−4 th−1 ) t

t=2200 th

2. Sesudah 2 jam,1

16 bagian suatu unsur radioaktif masih tersisa. Hitung waktu paro unsur

tersebut dinyatakan dalam menit!

Penyelesaian:

t=2 jam=120menit

Unsur radioaktif yang tinggal N= 116

N 0

116

N0=( 12 )

n

N0→(12 )

4

N0→n=4

n= tT 1

2

↔T 12

= tn=120

4=30menit

3. Seberkas sinar alfa mempunyai luas penampang 2cm3 dan membawa 7 x108

partikel/detik. Energi tiap partikelnya adalah 1,25 MeV. Berkas ini menembus daging

setebal 0,75 cm (massa jenis 0,95 gr /cm30,95) dan kehilangan 5% dari intensitasnya.

Tentukan dosis serapan (dalam Gy) yang diserap oleh daging itu setiap detiknya.

Penyelesaian:

Dosis serapan ialah energi yang terserap dalam setiap kg zat 9 dalam hal ini daging).

Jumlah partikel yang diserap tiap detik adalah :

(7 x 108 MeVpartikel ) x91detik x5 %=3,5 x 107 partikel

Energi yang terserap per detik adalah:

(1,25MeVpartikel )x (3,5 x107 )=4,4 x107 MeV

Jumlah massa daging yang menyerap energi ini adalah:

Massa ρV=ρAd dengan A=luas dand=tebal

¿(0,95g

cm3 ) x ( 2cm2 ) x (0,75cm )=1,43gr

¿1,43 x10−3kg

Jadi dosis serapan setiap detik adalah:

D= 4,4 x107 MeV1,43 x10−3 kg

=44 x107 x106 eV1,43 x10−3 kg

x1,6 x10−19J

IeV

¿0,0049Jkg

=0,0049Gy

4. Inti Ra-226 memancarkan sinar α . Hitung energi desintegrasi Q untuk proses ini.

Ambil massa Ra-226 = 226,025 406 u, massa Rn-222 = 222,017 574 u, dan massa He24

= 4,002 603 u.

Penyelesaian:

Inti induk x = Ra-226

Inti anak y = Rn-222

Sehingga,

Q=(mx−m y−ma ) 931MeV

Q= (226,025406−222,017 574−4,002 603 )u x931MeV

Q=4,87MeV

5. Berapakah energi maksimum elektron yang teremisi dari peluruhan e − di dalam H?

Penyelesaian:

Reaksi peluruhan

H→ He23 + e−¿+ v

13 ¿

 Q=(mH−mHe)c2=(3,016050u−3,016030u ) x 931,5

MeVu

=0,0186MeV

Energi kinetik inti He bisa diabaikan karena terlalu kecil sehingga Ke terjadi pada saat

Kv = 0, maka Ke = 0,0186 MeV

6. Berapakah jangkauan linier partikel beta (dalam cm) dengan energi maksimum 2,86

MeV yang dipancarkan dari inti 5625Mn yang melewati aluminum.

Penyelesaian:

d t=530 x2,86−10,6=1410mg

cm2=1,41

g

cm2

d=d tρAl

=1,41

g

cm2

2,7gcm3

=0,52cm

7. Ketebalan lapisan harga paro (half Value layer, disingkat HVL) sebuah penyerap radiasi

didefinisikan sebagai ketebalan medium yang akan mengurangi intensitas seberkas

partikel-partikel menjadi separo dari intensitas mula-mula. Hitunglah ketebalan lapisan

harga paro untuk Timbal, denmgan seberkas sinar gamma dengan energi 0,1 MeV.

Penyelesaian:

Intensitas sinar gamma, I , berubah terhadap ketebalan x dari timbale, dengan

persamaan:

I=I 0 e−μx

Dalam kasus ini I=12l0 sehingga diperoleh:

12l0=I 0 e

−μx

ln 2−1=ln e−μx→−ln 2=−μx

x= ln 2μ

Koefisien pelemahan μ, untuk timbal dengan energi sinar gamma 0,1 MeV adalah

μ=59,8 cm−1

x= ln 2

59,8cm−1=0,116mm

Jadi dapat disimpulkan bahwa timbal adalah penyerap sinar gamma yang sangat baik.

8. Apa yang terjadi apa bila radiasi Gamma melewati suatu bahan?

Penyelesaian :

Yang terjadi adalah proses efek fotolistrik, hamburan compton dan produksi pasangan.

9. Jelaskan Kelemahan dan Kelebihan akselerator Generator Van de Graff!

Penyelesaian:

Kelebihan Akselerator Generator Van de Graff

Merupkan akselerator linier, yakni partikel-partikel bermuatan begerak sepajang

garis lurus.

Mampu menghasilkan tagangan yang sangat besar bila dilakukan perpadun dua

buah generator Van De Graff mencapai 20 GeV

Mampu memeprcepat muatan posistif maupun negative dengan memili jenis

muatn yang ditimbun memaluli pemilihan tgangan pemuat yang sesuai.

Kelemahan Akselerator Generator Van de Graff

Tidak cocok sebagai mesin pembangkit sinar-X

Hanya memeprcepat partikel ekali dari sebuah terminal tgangan tinggi yang dapt

berada pada potensial 6 juta volt

Penyediaan tegangan tinggi pada generator Van De Graff masih diperoleh secara

elektrostatik, belum ada cara baru dalam peyediaan tegangan tinggi generator Van

De Graff.

10. Jelaskan manfaat siklotron dalam dunia kesehatan!

Penyelesaian :

Perkembangan teknologi Siklotron di bidang kesehatan menjadi penting setelah

beberapa produksi radioisotop dengan waktu paro pendek mulai dimanfaatkan dan

sebagai dasar utama penggunaan PET (Positron Emission Tomography).

Penggunaan PET diawali dengan memproduksi radioisotop flour-18. Radioisotop

fluor-18 diproduksi dari isotop oksigen-18 dengan menggunakan siklotron. Setelah

fluor-18 selesai disiapkan, kemudian segera disuntikkan ke pasien. Sebaran flour-18

didalam tubuh akan dideteksi dengan memasukkan tubuh ke dalam rangkaian

detektor elektronik berbentuk melingkar.