Fisika Inti dan Radioaktif XIIA5 SMA Negeri 1 Srengat

1. Fisika Inti dan Radioaktif
Kelompok III
1. Diksi Disti Aji Ikhsanti(07)
2. Riyadlotul Ula (18)
3. Siska Dewi Purbasari (22)
4. Yoga Adi Pamungkas(25)

2. M
a
t
e
r
i
Partikel Penyusun Inti
Radioaktifitas
Peluruhan
Reaksi Inti
Reaksi Fisi dan Fusi
Fisika Inti dan Radioaktif
Radiasi

3. Partikel Penyusun Inti
X = Jenis Unsur
Z= Jumlah Proton
A = Jumlah Proton dan
Neutron
N = Jumlah Neutron
Inti Atom
A= Nomor Massa
Z= Nomor Atom
Menurut Bohr…
Atom

4. Pengelompokan Nuklida
Nukleon atau nuklida yang disimbolkan
dengan (X) diklasifikasikan berdasarkan kestabilan
dan kepadatannya di alam serta berdasarkan
kesamaan jumlah A,Z,N
Berdasarkan kestabilan nuklida dapat
dikelompokkan sebagai berikut :

5. Radionuklida
Isotop
Proton (nomor
atom) sama,
neutron tidak
sama
Isobar
Nomor masa
sama, proton
berbeda
Isoton Neutron sama
Nuklida stabil Nomor Atom dan
Nomor Masa Selalu
Tetap
Nuklida
Sifat kimia : ditentukan oleh numor atom (jumlah elektron kulit terluar)
Sifat Fisika : ditentukan oleh jumlah netron pada inti atom

6. Nama Simbol Massa (sma)
Neutron 1,008665
Proton 1,007825
Deteron 2,014102
Triton 3,016049
Helium-3 3,016029
Helium-4 4,002602
Alfa 4,0026
Lithium-6 6,0151
Lithium-7 7,0160
Berillum-8 8,0050
Berillium-9 9,0121
Boron-10 10,0129
Boron-11 11,0093
Carbon-12 12,0000
Carbon-13 13,0033
Carbon-14 14,0030

7. Massa Atom, Defek Massa dan
Energi Ikat Inti
 Untuk mengukur massa sebuah atom
digunakan spekrometer. Cara kerja
spekrometer, atom diionkan lalu di lewatkan
dengan kecepatan tertentu pada daerah yang
mempunya medan magnet. Akibat gaya
lorentz ion akan menempuh lintasan
melingkar dengan jari-jari r. dari teori
mekanika dan teori magnet dapat diketahui
massa ion.
 Karena ion diercepat menggunakan medan
listrik E medan magnet pemercepat B0 maka
kecepatan yang dihaslkan adalah v=E/B0
dengan persamaan
ket :
•m= massa atom
•q= muatan
•B= medan magnet pembelok
•B0 = medan magnet pemercepat
•E = medan listrik pemercepat
•R = jari-jari lintasan atom

8.  karena kecilnya massa atom, biasanya dinyatakan
dalam satuanmasa (sma) atau atomic mass unit
(amu)
Partikel Muatan Massa (kg) Massa (sma)
Proton +e
1,007276
938
Neutron 0
1,008665
939
Elektron -e
0,000549
0,511

9.  Karena masa elektron sangat kecil, maka masa atom
dianggap sama dengan jumlah total masa nukleon-
nukleonnya.
 Selisih antara massa Proton dan Neotron di dalam inti
atom disebut defek massa (∆m)
 Defek masa ini menyatakan energi dalam inti atom atau
disebut energi ikat inti.
 Hukum kesetaraan masa dan energi adalah :
Dimana:
∆E = energi ikat inti (J)
∆m= defek masa (kg)
c =
Untuk ∆m dalam
sma diperoleh :
∆E = ∆m (931 MeV/sma)

10.  Dari lambang dengan A dan Z masing-masing adalah
nomor massa dan atom diperoleh energi ikat inti :
 Dimana
 Massa atom dari berbagai unsur yang diperoleh dari
pengukuran spekrometer diantaranya :

11. Nomor atom (Z) Unsur Lambang
Nomor massa
(A)
Massa atom
(sma)
1 Hidrogen H 1 1,007825
Deterium D 2 2,014102
Tritium T 3 3,016049
2 Helium He 3 3,016029
4 4,002602
3 Lithium Li 6 6,015121
7 7,016003
6 Karbon C 11 11,011433
12 12,000000
13 13,003355
14 14,003242
8 Oksigen O 15 15,003065
16 15,994915
18 17,999160
10 Neon Ne 20 19,992435
22 21,991383
11 Natrium Na 22 21,994434
23 22,989767
24 23,990961

12. Radioaktifitas
 Radioaktifitas merupakan pemancaran sinar
radioaktif (alfa, beta, gamma) secara spontan oleh
inti-inti yg tidak stabil (misal U-238) menjadi inti-
onto yang lebih stabil.
 Inti yang memancarkan disebut inti induk.
 Inti baru yang terjadi disebut inti anak.

13. Sinar alfa , menghasilkan inti anak berkurang
no massa=4 dan no atom berkurang =2
Sifatnya :
 Dapat menghitamkan film dengan jejak garis
lurus
 Memiliki daya tembus paling lemah
 Memiliki daya ionisasi paling kuat
 Dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan
magnet
Sinar Alfa

14. Sinar beta, menghasilkan inti anak no massa
tetap dan no atom bertambah =1
Sifatnya :
 Mempunyai daya tembus besar
 Daya ionisasi lebih lemah dari alfa
 Dapat dibelokkan oleh medan listrik dan medan
magnet
 Mempunyai jangkauan di udara lebih besar
Sinar Beta

15. Sinar gama, terjadi jika inti-inti yang
dihasilan dari peluruhan alfa dan beta berada
dalam tingkat eksitasi bertransisi ke tingkat dasar
Sifatnya :
 Tidak dapat dibelokkan oleh medan magnet dan
medan listrik
 Panjang gelombang lebih kecil dari sinar X,
sehingga daya tembusnya lebih besar
 Daya ionisasinya lebih lemah
 Kecepatannya sama dengan kecepatan cahaya di
ruang hampa
Sinar Gama

16.  Sinar radio aktif yang melewati keeping setebal x
akan mengalami penurunan intensitas.
Intensitas Sinar Radioaktif

17. Peluruhan (Disintegrasi)
 Adalah peristiwa pecahnya inti radioaktif secara
sepontan yang memancarkan sinar radioaktif.
 Peluruhan dirumuskan :
 Masing-masing inti radioaktif meluruh dengan laju
yang berbeda, masing-masing mempunyai konstanta
peluruhan sendiri (λ). Tanda negatif pada persamaan
menunjukkan bahwa jumlah N berkurang seiring
dengan peluruhan.
λ = tetapan peluruhan

18. Masing-masing atom "hidup" untuk batas waktu tertentu sebelum ia meluruh,
dan rerata waktu hidup adalah rerata aritmatika dari keseluruhan waktu hidup
atom-atom material tersebut.
Parameter yang lebih biasa digunakan adalah waktu paruh. Waktu paruh adalah
waktu yang diperlukan sebuah inti radioatif untuk meluruh menjadi separuh
bagian dari sebelumnya. Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan
adalah sebagai berikut:
Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan menunjukkan bahwa material
dengan tingkat radioaktif yang tinggi akan cepat habis, sedang materi dengan
tingkat radiasi rendah akan lama habisnya.

19.  Waktu paruh terjadi apabila
jumlah inti atom sudah
meluruh pada saat T adalah
 Hubungan antara jumlah
inti atom radioaktif sebelum
meluruh (N0) dengan
jumlah inti atom setelah
meluruh atau (N) dan waktu
paruh (T), dapat
dirumuskan :
Waktu Paro

20.  Aktivitas (kecepatan
disintegrasi) adalah besaran
yang menyatan jumlah
peluruhan yang terjadi
setiap detik.
 Jika N adalah jumlah atom
radioaktif, maka laju
peluruhan :
 Dapat dinyatakan dalam
persamaan :
Aktifitas Radioaktif

21. DERET
KERADIOAKTIFAN
Deret Torium
Deret Uranium
Deret Aktinium
Deret
Neptunium
Dimulai dari dan berakhir dengan
A = 4n
Dimulai dari dan berakhir dengan
A = 4n + 3
Dimulai dari dan berakhir dengan
A = 4n + 2
Dimulai dari dan berakhir dengan
A = 4n + 1

22.  Emulsi film
 Pencacah geiger muller
 Kamar kabut wilson
 sintilator
Alat-Alat Deteksi Radioaktifitas

23. Reaksi Inti
 Reaksi inti adalah interaksi partikel penembak
dengan suatu inti target.
 Reaksi dapat berupa penghamburan projektil atau
eksitasi inti target yang diikuti oleh transformasi inti
menjadi inti yang lain dengan cara menangkap atau
melepaskan partikel
 Prinsip dari reaksi inti adalah menyetarakan jumlah
nomor atom dan nomor masa ruas kanan dan ruas
kiri.
 Ernest Rutherford pada 1919 memborbardir atom
Hidrogen dengan sinar alfa menghasilkan isotop
oksigen.

24.  Yang kemudian dapat ditulis dengan :
atau
 Dan secara umum persamaan reaksi dapat ditulis
dalam bentuk :
X+a  Y+b+Q
Atau
X (a,b) Y
X = inti sasaran
a = partikel penembak
Y = inti baru yang dihasilkan
b = partikel yang dihasilkan
Q = energi reaksi (energi kalor)

25.  Berdasarkan kesetaraan massa dan energi, harga
energi reaksi inti Q dirumuskan
Atau
Jika :
Q > 0 : disebut reaksi eksoterm (melepas energi)
Q < 0 : disebut reaksi indoterm (menyerap energi)

26. Pembentukan Radioaktif dari Reaksi Inti
 Isotop radioaktif dapat diproduksi melalui suatu
reaksi inti. Proses pembentukan isotop baru
dilakukan dengan penembakan isotop yang stabil
dengan suatu partikel.
 Sebagai contoh, pembentukan isotop radioaktif
dari reaksi :

27. Reaksi Fisi dan Fusi
 Reaksi Fisi (Pembelahan)
 Terjadi ketika sebuah inti berat membelah menjadi
dua inti yang lebih ringan disertai energi yang cukup
tinggi
Hal-hal yang terjadi dalam reaksi fisi :
1. inti atom membelah menjadi dua atom lain
yang massanya lebih kecil
2. inti atom membelokan energi dalam jumlah
yang besar
3. inti atom memancarkan beberapa neutron

29.  Reaksi Fusi (Penggabungan)
 Penggabunab dua inti ringan, misalnya hidrogen, menjadi
intiyang lebih berat massa diam inti yang lebih kecil dari
pada jumlah massa diam inti yang bergabung.
 Kehilangan massa tersebut akan menimbulkan energi. Fusi
hanya terjadi jika inti yang bergabung tersebut
mempunyai energi yang besar dan temperaturnya tinggi
sampai jutaan derajat Kelvin, sehingga disebut reaksi
termonuklir.
 Temperatur saat energi yang dihasilkan pada fusi lebih
besar dari energi yang diperlukan untuk mengadakan fusi
disebut temperatur kritis.

30. Radiasi
 Radiasi merupakan suatu bentuk energi yang
dipancarkan dan memberikan seluruh atau
sebagian dari energinya. Energi yang
dipancarkan berupa sinar α, β, γ, sinar-x dan
partikel lainnya.

31.  Sinar kosmik yangberasal dari luar angkasa
 Unsur-unsur radioaktif alam yang terkandung
didalam kerak bumi.
 Tulang-tulang binatang atau tulang manusia
yang mengandung unsur kalium.
 Sumber radiasi buatan : alat-alat kedokteran
(seperti sinar x), radio terapi, reaktor nuklir
Sumber-Sumber Radiasi

32.  Ukuran satuan untuk radiasi adalah rem atau
merm. Secara rata-rata manusia menerima dosis
radiasi 200 mrem/tahun dengan presentase :
Dosis Maksimum yang Diperbolehkan
Jenis Radiasi Presentase
Radiasi Alam 67,6 %
Radio Terapi 30,7 %
Radioaktif Jatuhan 0,6 %
Radioaktif Buatan 0,45 %
Radioaktif dari Instalasi Nuklir 0,15 %
Sumber Radiasi lain 0,5%

33. Radioaktif Sebagai Perunut
1. Bidang kedokteran ; diagnosa
2. Bidang industri ; pelumas/oli
3. Hidrologi ; kecepatan arus,kebocoran pipa
4. Biologis ; mekanisme fotosintesis
Radioisotop sebagai sumber Radiasi
• Bidang Kedokteran ; sterilisasi, terapi tumor/kanker
• Pertanian ; teknik jantan mandul, pemuliaan
tanaman, penyimpanamakanan
• Bidang industri ; pemeriksaan tanpa merusak,
mengontrol ketebalan bahan,
pengawetan makanan
Manfaat Radiasi
Radioisotop

34. Thank You