Makalah ini membahas tentang partikel alfa, termasuk definisi, emisi, karakteristik, spektrum, peluruhan, dan teori peluruhan alfa menurut teori Gamow dan semi klasik. Partikel alfa merupakan inti helium yang dipancarkan oleh inti tidak stabil dalam proses peluruhan alfa."

1. PARTIKEL ALFA : KARAKTERISTIK, TINGKAT ENERGI
MAKALAH
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Tugas pada Mata Kuliah Fisika Inti
Disusun Oleh :
Kelas B Semester VI
Novi Herliani (1209207057)
Nuralamsah (1210207159)
Ratih Dewi Permanik (1209207061)
Ridwan Fauzi (1209207062)
Rina Mellya Suci (1209207064)
Ulfa Ulfatul Fuadah (1209207080)
Ulya Auliya Zahra (1209207081)
Waryati (1209207083)
JURUSAN MIPA PRODI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SUNAN GUNUNG DJATI
BANDUNG
2012
1

2. KATA PENGANTAR
Pemahaman terhadap beberapa diantara problematika suatu mata kuliah
khususnya dalam memahami mata kuliah Fisika Inti, kami mencoba untuk
mengembangkan suatu model pembelajaran yaitu dengan cara menyelesaikan
pembuatan makalah yang telah ditugaskan. Dan Atas berkat dan rahmat Allah
SWT, sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah ini dengan tepat
waktunya, meskipun dalam makalah ini telah disadari bahwa penulisan makalah
yang kami buat masih belum lengkap dan belum sempurna.
Akhirnya penulis berharap bahwa pembaca dapat mengambil hikmah dari
pembahasan makalah yang kami buat, dan penulis mohon di bukakan pintu maaf
yang sebesar- besarnya jika penulisan makalah yang kami sajikan ini jauh dari
kesempurnaan dan pembahasannya kurang lengkap, karena kami disini masih
dalam tahap belajar.
Bandung, April 2012
penulis
i

3. DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
A. Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1
B. Rumusan Masalah .................................................................................... 2
C. Tujuan ...................................................................................................... 2
BAB II PEMBAHASAN ................................................................................... 3
A. Definisi Partikel Alfa ............................................................................... 3
B. Emis Partikel Alfa .................................................................................... 6
C. Karakteristik Partikel Alfa ....................................................................... 7
D. Spektrum Alfa ........................................................................................ 11
E. Peluruhan Alfa ....................................................................................... 12
F. Peluruhan Alfa menurut Teori Gamaw dan Teori Semi Klasik ............. 13
G. Manfaat Partikel Alfa ............................................................................. 17
BAB III PENUTUP ......................................................................................... 18
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 19
ii

4. BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Radioaktivitas merupakan pemancaran spontan partikel-partikel radioaktif
oleh inti-inti atom yang tidak stabil. Radioaktivitas ditemukan pertama kali oleh
Henri Becquerel. Radioaktivitas ini digolongkan menjadi unsur-unsur radioaktif dan
partikel-partikel radioaktif. Unsur radioaktif adalah unsur-unsur yang memancarkan
partikel-partikel radioaktif secara spontan. Pemancaran partikel-partikel radioaktif itu
terjadi untuk mencapai kestabilan inti atom. Sebagian unsur radioaktif berubah
menjadi unsur radiooaktif lain yang lebih stabil setelah memancarkan partikel-
partikel radioaktif. Ada 3 macam partikel radioaktif yaitu: sinar alfa (α), sinar beta
( ) dan sinar gamma ( ). Partikel alfa itu berupa inti helium 2He4 atau kadang ditulis
4
2α , sedangkan partikel beta merupakan elektron-elektron identik dengan mengelilingi
inti dan mengandung 2 proton dan 2 neutron yang terikat bersama-sama dan partikel
beta merupakan perbandingan jumlah neutron yang lebih besar dari jumlah proton.
Dari ketiga sinar radioaktivitas tersebut yang dijelaskan dalam makalah ini yaitu
tentang partikel alfa, pada dasarnya partikel alfa memiliki muatan sebesar dua kali
muatan proton dengan gerak yang relatif lambat sehingga menimbulkan ionisasi yang
cukup besar. Sebagian besar nuklida nomor massa A>150 adalah tidak stabil dan
meluruh dengan pemancaran sinar alfa. Untukn penur nuklida-nuklida yang lebih
ringan terjadinya peluruhan alfa sangat tidak memungkinkan. Konstanta peluruhan
secara eksponensial dengan penurunan energi peluruhan, untuk nomor massa A= 150
secara praktis energi peluruhannya nol. Informasi eksperimen tentang peluruhan alfa
memperlihatkan beberapa kecenderungan yang muncul pada peluruhan inti, yaitu:
1. Pada umumnya pada peluruhan alfa terjadi kebergantungan energi peluruhan pada
nomor massa A, atau nomor atom Z, atau nomor neutron N; terkecuali pada
bilangan-bilangan lainnya.
2. Untuk nuklida-nuklida dengan nomor atom Z tertentu memiliki umur paruh
sebagai fungsi energi peluruhan, khususnya untuk inti genap-genap.
1

5. 3. Spektrum energi peluruhan alfa memberikan informasi tentang skema tingkat-
tingkat energi dari inti induk dan inti anak.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya, dapat
dirumuskan beberapa pertanyaan yaitu :
1. Apa itu partikel alfa?
2. Bagaimana emisi partikel alfa?
3. Bagaimana karakteristik partikel alfa?
4. Bagaimana spectrum partikel alfa?
5. Bagaimana peluruhan alfa?
6. Bagaimana peluruhan alfa menurut teori Gamow dan teori semi klasik?
7. Apa manfaat partikel alfa?
C. Tujuan
Dari rumusan masalah yang telah di sebutkan sebelumnya, dapat diketahui
bahwa tujuan pembuatan makalah ini adalah :
1. Untuk mengetahui definisi partikel alfa
2. Untuk mengetahui emisi partikel alfa
3. Untuk mengetahui karakteristik partikel alfa
4. Untuk mengetahui spectrum partikel alfa
5. Untuk mengetahui peluruhan patrikel alfa
6. Untuk mengetahui peluruhan alfa menurut teori Gamow, dan teori semi
klasik
7. Untuk mengetahui manfaat dari partikel alfa
2

6. BAB II
PEMBAHASAN
A. Definisi Partikel Alfa
Pada tahun 1896, Becquerel telah menemukkan gejala radioaktivitas pada
bahan radioaktif alam. Curie dan Rutherford menemukkan bahan pemancar radiasi
alfa. Struktur nuklir pada peluruhan alfa ini mempresentasikan keadaan inti atau
disebut juga sebagai partikel alfa (Wiyatmo, Yusman 2009: 124).
Partikel alfa adalah inti helium yang dipancarkan oleh suatu inti yang tidak
stabil. Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan 2 neutron atau identik
dengan inti helium. Partikel ini sangat masif dan berenergi tinggi serta dipancarkan
dari inti isotop radioaktif yang memiliki rasio neutron terhadap proton yang terlalu
rendah. Oleh karena itu lambang partikel sama dengan lambang inti helium
atau terkadang ditulis 2α4. Partikel bermuatan positif (+2e), dan ketika bergerak
diudara akan menimbulkan ionisasi yang cukup besar dan paling besar dibandingkan
partikel dan . Bahkan partikel ini tidak dapat menembus kertas. Secara umum
proses pemancaran partikel dituliskan dalam bentuk persamaan reaksi inti sebagai
berikut:
Reaksi inti tersebut menunjukkan bahwa inti X meluruh menjadi inti Y
dengan memancarkan partikel dan membebaskan energi sebesar Q.
Sinar alfa terbentuk saat suatu unsur radioaktif memancarkan partikel alfa dan
membentuk unsur baru dalam proses yang disebut peluruhan alfa (alpha decay)
(Purwoko.2009:380).
Daya ionisasi partikel alfa sangat besar, kurang lebih 100 kali daya ionisasi
partikel beta dan 10.000 kali daya ionisasi sinar gamma. Karena mempunyai muatan
listrik yang besar maka partikel alfa mudah dipengaruhi oleh medan listrik yang ada
sekitarnya. Partikel alfa tidak mampu menembus pori-pori kulit kita pada lapisan
yang paling luar sekalipun karena mempunyai ukuran yang besar.
3

7. a. Sifat-sifat sinar alfa yaitu:
- Terdiri atas inti helium
- Bermuatan listrik positif
- Dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet
- Daya tembus kecil tetapi daya ionisasi sangat besar
- Jika suatu atom memancarkan sinar, maka nomor atom berkurang 2 dan
nomor massa berkurang 4
b. Kecepatan dan energi partikel alfa
Beberapa kecepatan dan energi dari sebuah partikel alfa dapat dijelaskan
menjadi beberapa bagian yaitu:
1. Pengukuran yang akurat dari suatu partikel alfa dapat menentukkan
energi yang berbeda hanya dengan jumlah kecil dan dapat menyebabkan
radionuklida memancarkan spektrum partikel.
2. Pengetahuan tentang energi suatu komponen dari spektrum
memungkinkan dapat menetapkan tingkat energi nuklir.
3. Metode untuk menentukkan energi dari suatu partikel yang dapat
digunakan untuk proton dan deuteron.
4. Nilai-nilai yang akurat dari suatu energi partikel dapat digunakan untuk
pengembangan teori partikel alfa.
Dari ke empat metode tersebut bahwa metode yang memberikkan hasil yang
paling tepat untuk kecepatan dan energi dari suatu partikel bergantung pada
pengukuran defleksi dari jalur partikel medan magnet. Ketika suatu partikel
bermuatan bergerak dalam medan magnet dan orbit merupakan radius lingkaran yang
ditentukkan oleh relasi sebagai berikut:
Hqv =
4

8. Menurut Mostava (1999: 51), pengukuran secara akurat dari enegri partikel
alfa antara lain berguna:
1. Menentukan spektrum partikel alfa yang dipancarkan oleh inti
radioaktif.
2. dengan adanya spektrum alfa dapat diketahui level energy nuklir.
3. Pengukuran energi yang akurat, menghasilkan harga muatan Q sehingga
massa nuklir akan dapat diketahui.
4. diperlukan harga partikel alfa dalam teori peluruhan alfa.
Salah satu pengukuran secara presisi dari kecepatan dan energy alfa adalah
dengan metode defleksi magnetic, dengan menggunakan sebuah instrument:
Magnetic Spectograph.
Kesetaraan Massa
Mx = M y + M
Kesetaraan Energi
Hukum kekekalan energi menjelaskan mengenai peluruhan mana yang
paling mungkin terjadi dan bagaimana menghitung energi diam atau kinetik dari hasil
peluruhan. Sebagai contoh, sebuah inti X hanya dapat meluruh menjadi sebuah inti
X’ yang lebih ringan.
Selain itu, ia memancarkan pula satu atau lebih besar daripada massa diam
total X’ + . Kelebihan energi massa inti kita sebut dengan nilai Q peluruhan:
–
–
5

9. MN adalah massa diam inti (nucleus). Peluruhan ini hanya terjadi jika Q
bernilai positif. Kelebihan energy Q ini muncul sebagai energy kinetic paartikel-
partikel hasil peluruhan (dengan menganggap X mula-mula diam):
Partikel alfa diperoleh dari peluruhan atom secara spontan, dimana:
Syarat peluruhan spontan atom yang meluruh harus memiliki
unsur
B. Emisi Partikel Alfa
Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan 2 netron atau identik
dengan inti helium. Partikel ini sangat masif dan berenergi tinggi serta dipancarkan
dari inti isotop radioaktif yang memiliki rasio netron terhadap proton yang terlalu
rendah.dikarenakan partikel alfa ini memiliki muatan listrik dan massa yang relatif
besar sehingga dapat menyebabkan partikel ini memiliki kemampuan yang sangat
terbatas dalam menembus bahan dan menjadi cepat kehilangan energi di udara.
Sehelai kertas tisu bahkan kulit mati sudah cukup tebal untuk menyerap semua radiasi
alfa yang keluar dari bahan - bahan radioaktif.
(Kaplan: 319) Suatu Partikel yang diberikan nuklida akan memancarkan
partikel dengan jumlah energi yang berbeda. Hal ini bahwa seluruh partikel α
memiliki kecepatan dan energi awal yang sama dari nuklida yang aktif. Keberadaan
jarak partikel ini pertama kali diamati oleh Rutherford dan Wood yang mempelajari
penyerapan sinar α dari sampel ThC. Torium C memancarkan partikel dengan rata-
rata 4,73 cm. Selain itu juga Rutherford dan Wood menemukkan bahwa beberapa
6

10. partikel dari suatu sumber melalui layar dapat menyerap ketebalan partikel berkisar
8,6 cm. Adapun contoh peluruhan emisi partike l tersebut dapat dilihat dibawah ini:
210
84 Po ----------------> 24He + 82206Pb
Dari contoh Polonium diatas dapat dilihat bahwa rasio neutron terhadap
proton dari polonium adalah 1.5 : 1 . Namun setelah mengalami peluruhan dengan
menembakkan partikel alfa, maka dihasilkan unsur Pb-82 yang stabil dengan rasio
neutron terhadap proton 1,51 : 1
Suatu inti yang memancarkan partikel alfa, terkadang meninggalkan keadaan
eksitasi pada inti anakan, yang kemudian menghasilkan emisi sinar gamma untuk
mengembalikan inti pada keadaan dasar (stabil). Seperti contoh yang terjadi pada
226 222
tranformasi inti Ra menjadi Rn dimana energi partikel alfa sebesar 7.77 MeV
222
dipancarkan sehingga mengghasilkan inti Rn yang stabil. Dan energi partikel alfa
sebesar 4,591 MeV dipancarkan dan meninggalkan keadaan tereksitasi yang
kemudian kembali ke keadaan stabil dengan sebelumnya memancarkan sinar gamma
sebesar 0.186 MeV.
C. Karakteristik Partikel Alfa
Karakteristik partikel alfa dapat dijelaskan meliputi beberapa hal yaitu:
Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa kecepatan gerak partikel alfa
berkisar antara 0,054 c hingga 0,07 c. Karena massa partikel alfa cukup besar, yaitu 4
u, maka:
a. Daya Jangkau Partikel Alfa
Berdasarkan hasil eksperimen diketahui bahwa kecepatan gerak partikel alfa
berkisar antara 0,054 c hingga 0,07 c. Karena massa partikel alfa cukup besar, yaitu 4
u, maka jangkauan partikel alfa sangat pendek.partikel alfa dengan energi paling
tinggi, jangkauannya di udara hanya beberapa cm. Sedangkan dalam bahan hanya
beberapa mikron. Partikel alfa yang dipancarkan oleh sumber radioaktif memiliki
energi tunggal (mono-energetic). Bertambah tebalnya bahan hanya akan mengurangi
energi partikel alfa yang melintas, tetapi tidak megurangi jumlah partikel alfa itu
7

11. sendiri. Pengujian jejak partikel alfa dengan kamar kabut Wilson, menunjukkan
bahwa sebagian besar partikel alfa memiliki jangkauan yang sama di dalam gas dan
bergerak dengan jejak lurus.
Jangkauan partikel alfa biasanya diukur di udara pada suhu 0 C dan tekanan
70 mmHg dan dapat didekati dengan persamaan sebagai berikut.
Sedangkan jangkauannya dalam medium (d ) selain udara didefinisikan
m
dengan pendekatan persamaan Bragg-Kleeman sebagai berikut:
dengan =
3
m adalah massa jenis medium (gr/cm )
N fraksi atom dari unsur i
i
A berat atom unsur i
i
Contoh soal
Berapakah jangkauan partikel alfa dengan energi 4,195 MeV di dalam molekul UO
2
3
dengan masaa jenis 10,9 gr/cm . Diketahui massa atom U dan O masing-masing 238
dan 16 ?
Penyelesaian
Molekul UO terdiri atas 3 atom (1 U dan 2 O), sehingga fraksi atom untuk U, n =1/3
2
dan untuk O, n = 2/3
=
Jangkauan partikel alfa di udara d = 1,24 x 4,195 – 2,62 = 2,58 cm
8

12. Maka jangkau partikel alfa di dalam molekul UO
2
b. Daya Ionisasi
Mekanisme utama hilangnya energi partikel alfa adalah melalui ionisasi dan
eksitasi. Dalam udara partikel alfa rata-rata kehilangan energi sebesar 3,5 eV untuk
menghasilkan pasangan ion (p, e). Sementara eksitasi terjadi ketika energi yang
ditransfer ke elektron atom medium, tidak cukup untuk melepaskan elektron dari
pengaruh ikatan inti.
Partikel alfa bergerak cukup pelan karena massanya yang relatif besar. Karena
muatannya juga besar (2e), maka ionisasi spesifik sangat tinggi. Ionisasi sepisifik
adalah banyaknya pasangan ion yang terbentuk per satuan panjang lintasan.
Pasangan ion yang terbentuk dalam orde puluhan ribu paangan ion per centimeter
lintasan di udara.
Ionisasi spesifik (I ) dirumuskan:
s
IS = (pasangan ion/cm)
K adalah energi partikel alfa (eV) dan W adalah energi yang diperlukan
untuk membentuk 1 pasang ion di udara, 35 eV/pasang Energi
9

13. 8000
Pasangan ion per mm-udara
4000
2 4 6
Energi Partikel Alfa (Mev)
Gambar 1 Kurva Bragg untuk Ionisasi Spesifik Partikel Alfa di Udara
Contoh:
Berapa jumlah pasangan ion per cm di udara yang dihasilkan oleh partikel alfa
dengan energi 4,5 MeV ?
Penyelesaian
Jangkaun alfa di udara d = 1,24 x 4,5 – 2,62 = 2,96 cm
Jumlah pasngan ion per cm
c. Dibelokkan oleh medan magnet maupun medan listrik.
d. Jika suatu atom memancarkan sinar α , maka nomor atom berkurang dua dan
nomor massa berkurang 4.
10

14. D. Spektrum Partikel Alfa
(Mostavan,1999:62) Energi dan jangkauan partikel α dari suatu nuklida
radioaktif pada awalnya sama namun kenyataannya tidak setelah dipelajari dengan
chould chamber dan magnetic spectografh dapat ditunjukkan seperti ThC memiliki
dua group energi yang lebih besar atau disebut sebagai Long Range Particle bahkan
lebih dari dua yaitu 9,492 sebanyak 40 partikel, 10,422 MeV sebanyak 20 Partikel
dan 10,543 MeV sebanyak 170 partikel untuk tiap juta partikel ThC. Begitu juga
dengan RaC. Pada tahun tersebut Rosenblum dengan defleksi magnetiknya
menemukkan bahwa partikel α normal yang dipancarkan nuklida radioaktif jatuh
pada beberapa daerah dengan kecepatan grup yang berdekatan. Beberapa komponen
daerah yang berdekatan dari sinar α tadi dikatakan membentuk struktur yang benar
(fine struktur). Sehingga dapat diketahui bahwa beberapa sumber radioaktif alami
memiliki spektrum yang berbeda-beda. Spektrum partikel alfa terdiri dari tiga hal
yaitu:
Spektrum terdiri dari single group atau lintas contoh Rn dan RnA
Spektrum terdiri dari dua atau lebih ciri khas, daerah dekat /closely spaced
(V dan E) memiliki intensitas sama atau sedikit beda.
Spektrum terdiri dari grup utama dan grup yang berenergi besar (long-
Range Particle)
E. Peluruhan Partikel Alfa
Peluruhan alfa adalah emisi partikel alfa (inti helium) yang dapat dituliskan
sebagai atau . Ketika sebuah inti tak stabil mengeluarkan sebuah partikel alfa
maka nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang empat. Peluruhan alfa
dapat ditulis sebagai berikut:
Peluruhan alfa ini diasumsikan dua netron dan dua proton yang berada dalam
inti yang membentuk partikel alfa. Dua proton dan dua netron ini bergerak terus di
dalam inti, yang kadang-kadang bergabung dan terkadang berpisah. Di dalam inti
11

15. partikel alfa terikat oleh gaya inti yang sangat kuat. Tetapi jika partikel alfa inti
bergerak lebih jauh dari jari-jari inti ia akan segera merasakan tolakan gaya Coulomb.
(Krane.1992:366) Jenis peluruhan seperti ini dapat membebaskan energi,
karena inti hasil peluruhan terikat lebih erat daripada inti semula. Energi yang
terbebaskan dan muncul sebagai energi kinetik partikel alfa dan inti anak, dapat
dihitung dari massa semua inti yang terlibat menurut persamaan dibawah ini:
Q=
Adapun tabel jangkauan energy waktu paruh dan konstanta peluruhan dari
pengemisi partikel α dapat dilihat pada tabel berikut:
Mean
range, Cm Alpha Disintegration
Nuclide Of Disentegration Half-life Constant,
standard Energy, Mev Sec-1
air
Th232 2.49 4.06 1.39 x 1010 y 1.58 x 10-18
Ra226 (Ra) 3.30 4.86 1.62 x 103 y 1.36 x 10-11
Th228 (RdTh) 3.98 5.52 1.9 y 1.16 x 10-8
Em222(Rn) 4.05 5.59 3.83 d 2.10 x 10-6
Po218 (RaA) 4.66 6.11 3.05 m 3.78 x 10-3
Po216 (ThA) 5.64 6.90 0.16 s 4.33
Po214 (RaC’) 6.91 7.83 1.64 x 10-4 s 4.23 x 103
Po212 (ThC’) 8.57 8.95 3.0 x 10-7s 2.31 x 106
Dari table diatas waktu paruh bervariasi dari 1.39 x 1010 tahun pada nuklida
yang berumur paling lama sampai 3.0 x 1010 detik pada nuklida yang berumur paling
pendek, konstanta peluruhan bervariasi dari 1.58 x 1018/dt s.d. 2.31 x 106/dt, dengan
kata lain konstanta peluruhan bervariasi sangat besar dengan sedikit beda energy,
dimana:
12

16. Nuklida berumur terpanjang memancarkan partikel alfa berenergi kecil.
Nuklida berumur terpendek memancaarkan partikel alfa berenergi terbesar.
Hal ini sesuai dengan hukum Geiger-Nuttal:
Log λ A log R + B, dimana A= kemiringan garis
Peluruhan alfa merupakan salah satu contoh dari efek terobos halang (yang
dibahas buku Fisika Modern: Kenneth Krane Bab 5 Persamaan Schrodinger dalam
materi “Potensial Tangga dan Halang”) partikel alfa terikat dalam inti atom oleh gaya
inti, ketika neutron dan proton berada dalam inti , kadang-kadang berpadu dan
bercerai kembali sehingga ketika bergerak melewati jari-jari inti akan merasakan
tolakan Coulomb dari inti anak.
Taksiran kasar probabilitas peluruhan alfa, berdasarkan mekanika kuantum
adalah:
Dengan K = dimana VB merupakan tinggi maksimum
penghalang atau merupakan energi coulumb partikel alfa pada permukaan inti atom
yang besarnya VB = 2 (Z-2) , dan R’ = 2 (Z-2) .
F. Peluruhan Alfa Menurut Teori Gamow dan Teori Semi Klasik
Peluruhan alfa tak mungkin terjadi menurut fisika klasik. Namun kenyataannya
peluruhan alfa terjadi sebagai suatu cara untuk memperbesar kemantapan suatu atom
yang memiliki nukleon besar. Atom ber-nukleon besar memiliki gaya tolak antar
proton yang besar sehingga gaya nuklir berjangkau pendek yang mengikatnya tak
dapat mengimbangi. Maka terjadilah peluruhan alfa. Partikel alfa memiliki massa
yang cukup kecil (jika dibandingkan nukleon pembentuknya), dan memiliki energi
13

17. kinetik yang cukup tinggi sehingga dapat lolos dari inti sebuah atom. Lalu bagaimana
penjelasan sebuah partikel alfa dapat lolos dari inti?
Inti dari gambar ditas adalah agar partikel alfa dapat lolos dari inti,maka ia harus
memiliki energi minimal 25 MeV (setara dengan energi untuk membawa partikel alfa
dari jarak tak hingga ke dekat inti tapi masih diluar jangkauan gaya tarik inti). Namun
peluruhan alfa hanya memiliki energy sekitar 4– 9 MeV, sehingga terjadi kekurangan
energi sebesar 16 – 21 MeV untuk meloloskan diri dari inti.
Persoalan kekurangan energi tersebut dapat dijawab secara mekanika kuantum
(oleh Gamow, Gurney, dan Condon). Ada tiga prinsip yang dikemukakan untuk
menjawabnya:
1. Partikel alfa bisa ada sebagai partikel di dalam inti.
2. Partikel semacam ini terus menerus dalam keadaan gerak dan
dibatasgeraknya hanya dalam inti oleh rintangan potensial yang
melingkupinya.
3. Terdapat peluang kecil tetapi tertentu untuk partikel ini melewatirintangan
potensial ini (meski kecil) setiap kali terjadi tumbukan
Peluang terjadinya tumbukan ( ) dirumuskan :
Konstanta peluruhan v.T
dimana v adalah frekuensi tumbukan dan T adalah peluang partikel alfa
menembus rintangan potensial.
14

18. v
Frekuensi tumbukan partikel v
2 R0
dimana v adalah kecepatan partikel alfa dan Ro adalah jari-jari nuklir.
Karena v > K, maka dalam fisika klasik terjadi transmisi adalah tidak
mungkin (T=0). Sedangkan secara mekanika kuantumpartikel alfa bergerak
dipandang sebagai gelombang dengan peluangtransimisi T.
Gamow, Gurney dan condon pada tahun 1982 secara terpisah berhasil
menjelaskan peristiwa peluruhan alfa dengan menggunakan perhitungan mekanika
kuantum. Mereka mengasumsikan bahwa zarah alfa berada dalam inti dilingkupi oleh
sebuah potensial inti. Potensial didalam inti tersebut diasumsikan sama dengan nol
untuk mensimulasikan efek coulum di dalam inti. Kedalaman yang pasti dari sumur
potensial tersebut tidak berpengaruh pada hasil akhir dari perhitungan mekanika
kuantum.
Menurut (Wiyatmo.2009:132) Tinjauan mekanika gelombang memberikan
deskripsi yang lebih akurat tentang peluruhan alfa. Jika dua buah proton dan dua
neutron bergabung membentuk zarah alfa dalam sebuah inti. Maka zarah ini akan
terikat oleh gaya inti, akan tetapi ia bebas bergerak didalamnya secara bolak-balik
menumbuk dinding inti, seolah-olah seperti zarah yang terperangkap dalam sumur
potensial yang tinggi, yang secara klasik zarah tersebut tidak mungkin dapat keluar
dari sumur. Semakin besar energi kinetik alfa dan semakin sering menumbuk dinding
maka semakin besar peluang alfa untuk lolos. Hal ini berarti bahwa peluang
terjadinya peluruhan alfa bergantung pada tenaga kinetik alfa.
Secara semi klasik, probabilitas peluruhan persatuan waktu sama dengan
jumlah tumbukan perdetik dimana zarah alfa menumbuk dinding dikalikan dengan
probabilitas P zarah untuk menerobos potensial perintang.
15

19. Dengan v menyatakan kecepatan zarah alfa didalam inti. Pendekatan yang lain
yakni dengan menggunakan probabilitas P secara klasik :
dengan diberikan oleh persamaan ze pada muatan zarah alfa
Jarak b disebabkan adanya efek pentalan (recoil) dari inti turunan pada saat
peluruhan maka terjadi reduksi massa zarah alfa yakni:
Integral persamaan dapat ditentukan secara langsung dengan cara sebagai
berikut:
Dengan v menyatakan kecepatan relatif zarah alfa terhadap inti turunan.
Selanjutnya untuk energi peluruhan zarah alfa dapat dirumuskan sebagai
berikut:
Dengan b menyatakan titik balik. sehingga diperoleh konstanta peluruhan alfa
dalam potensial yang tebal adalah:
16

20. G. Manfaat partikel Alfa
(Muljono.2003:80) Partikel alfa ini menghasilkan ionisasi, dimana ionisasi ini
dapat digunakan dalam bidang biologi yaitu dapat menggantikan sel-sel yang rusak
secara total. Partikel alfa tersebut ditembakkan pada inti suatu atom maka akan
menghasilkan radioisotope (yang lebih dan sering digunakan untuk menembak adalah
neutron).
Adapun Muatan positif dari partikel alfa sangat berguna dalam industri, misalnya:
1. Radium-226 dapat digunakan untuk pengobatan kanker, yakni dengan
memasukkan jumlah kecil radium ke daerah yang terkena tumor.
2. Polonium-210 berfungsi sebagai alat static eliminator dari paper mills di
pabrik kertas dan industri lainnya.
3. Beberapa Detektor asap memanfaatkan emisi alfa dari americium-241 untuk
membantu menghasilkan arus listrik sehingga mampu membunyikan alarm
saat kebakaran.
17

21. BAB III
PENUTUP
Partikel alfa adalah inti helium yang dipancarkan oleh suatu inti yang tidak
stabil. Partikel alfa pada dasarnya terdiri dari 2 proton dan 2 neutron atau identik
dengan inti helium. Sinar alfa terbentuk saat suatu unsur radioaktif memancarkan
partikel alfa dan membentuk unsur baru dalam proses yang disebut peluruhan alfa.
Karakteristik partikel alfa ini terdiri dari dua langkah yaitu daya jangkau
partikel dan daya ionisasi. Partikel alfa ini memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
- Terdiri atas inti helium
- Bermuatan listrik positif
- Dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet
- Daya tembus kecil tetapi daya ionisasi sangat besar
- Jika suatu atom memancarkan sinar, maka nomor atom berkurang 2 dan
nomor massa berkurang 4
18

22. DAFTAR PUSTAKA
Beiser, Arthur. 1983. Konsep Fisika Modern. Jakarta : Erlangga.
http://www.basistik.com/2011/05/fisika-percobaan-hamburan-partikel-alfa.html
http://www.scribd.com/doc/87034890/Resume-Kimia-Inti
Kaplan, Irving. Nuclear Physics.
Krane, Kenneth. 1992. Fisika Modern. Jakarta : UI.
Mostavan. 1999. Fisika Inti. Bandung: UPI.
Muljono. 2003. Fisika Modern. Jakarta : Universitas Pelita Harapan.
partikel alpha/30322247-PARTIKEL-ALFA.htm
Peluruhan –alfa. Pdf
Purwoko. 2009. Physics For senior High School. Jakarta: Yudhistira.
Wiyatmo,Yusman.2009. Fisika Nuklir. Yogyakarta : Pustaka Pelajar.
19