kelas XII 2024/2025

1. FISIKA INTI DAN
RADIOAKTIVITAS
KELAS XII 2024/2025

2. Tujuan Pembelajaran 1
Mengidentifikasi struktur Inti Atom
Menganalisis Energi ikat inti atom

3. Contoh Kontekstual
Untuk Pembangkit Listrik PLTN
Untuk Penelitian
Untuk dikembangkan sebagai Senjata

4. A.TEORI ATOM
1. Model Atom Dalton
2. Model Atom Thomson
3. Model atom Rutherford
4. Model Atom Bohr
5. Model Atom Kuantum

5. B. STRUKTUR INTI ATOM
contoh:
nuklida dari unsur helium dengan nomor atom 2 dan nomor massa 4
tersusun atas 2 proton dan 2 netron, dan bila unsur helium ini netral, maka jumlah elektronnya adalah
sama dengan jumlah proton, yaitu 2.

6. Contoh
Tentukan jumlah proton, neutron, dan elektron dari unsur-unsur berikut ini:
a. 19 K39
b. 4
9
Be2+
Latihan pada LKPD 1

7. Isotop, Isobar, Isoton
Isotop : inti-inti dengan nomor atom sama, tapi nomor massa berbeda (jumlah proton sama,
tapi jumlah neutron berbeda)
Isobar : inti-inti dengan nomor massa sama, tapi nomor atom berbeda (jumlah nukleon
sama, jumlah proton berbeda)
Isoton : inti-inti dengan jumlah neutron sama, tapi jumlah proton berbeda

8. B. Defek Massa dan Gaya Ikat Inti
Fakta yang didapat dari hasil pengukuran menunjukkan adanya selisih massa atau defek massa (Δm) antara massa inti
yang terbentuk dengan jumlah massa penyusun-penyusunnya.
massa penyusun inti > massa inti
contoh massa inti partikel alfa, adalah 4,002602 sma. Nuklida tersusun atas 2 proton
dan 2 neutron, yang berarti jumlah massa penyusun nuklida ini adalah :
mpenyusun = (2 x mproton)+ (2 x mneutron)
= (2 x 1,007276 sma) + (2 x 1,008665 sma)
= 2,014552 + 2,017330 = 4,031882 sma

9. selisih massa atau defek massa, Δm sebesar :
Menurut Einstein Massa yang hilang pada pembentukan inti ini berubah menjadi energi ikat inti, yang
besarnya :
Eikat = Δm c2
atau
Eikat = Δm x 931 MeV

10. Contoh
Kembali kepada contoh nuklida di atas,
besarnya energi ikat inti yang timbul adalah :
Eikat = Δm x 931 MeV = (mpenyusun – minti) x 931 MeV = (4,031882 - 4,002602) x 931 MeV
Eikat = 27,26 MeV
dengan:
1 MeV = 1 megaelectronvolt = 1 x 106
eV
1 eV = 1,6 x 10-19
joule
1 sma=1,67 x 10-27
Kg
LATIHAN LKPD-2

11. Tujuan Pembelajaran 2
Mengidentifikasi Reaksi Inti Atom
Menganalisis Energi Reaksi inti atom

12. C. Reaksi Inti Atom
Sebuah reaksi inti dapat dinotasikan sebagai :
Inti X ketika ditembak dengan partikel p menghasilkan inti baru Y dan pemancaran partikel q dengan pembebasan atau penyerapan
sejumlah energi.
Inti X dan partikel p disebut pereaktan, sedangkan inti Y dan partikel q disebut produk.

14. Beberapa hal yang harus dipatuhi dalam suatu reaksi inti adalah:
1. hukum kekekalan nomor atom
“jumlah nomor atom pereaktan = jumlah nomor atom produk.”
a + e = c + g
2. hukum kekekalan nomor massa
“jumlah nomor massa pereaktan = jumlah nomor massa produk”, :
b + f = d + h
3. hukum kekekalan kesetaraan massa-energi
“jumlah massa dan energi pereaktan = jumlah massa dan energi produk”.
Bila massa pereaktan > massa produk, berarti ada massa yang berubah menjadi energi, ada pembebasan energi (reaksi eksotermik).
Sebaliknya bila massa pereaktan < massa produk, berarti ada energi dari luar yang berubah menjadi massa, adanya penyerapan
energi dalam proses reaksi (reaksi endotermik).

15. D. Energi Reaksi (Q)
Besarnya energi yang terlibat dalam reaksi inti ekuivalen dengan hasil perubahan dari massa menjadi energi, atau
sebaliknya dari energi menjadi massa, sesuai hukum kesetaraan massa-energi Einstein :
Q = Δm c2

16. Contoh Soal
LATIHAN 3

17. E. JENIS-JENIS REAKSI INTI
1. Reaksi Fusi (Penggabungan Inti)
Adalah bergabungnya dua inti ringan menjadi satu inti baru yang lebih berat.
Satu kali reaksi rantai proton-proton di atas dapat dihasilkan energi sebesar 26,7 MeV

18. 2. Reaksi Fisi (Pembelahan Inti)
Yaitu terbelahnya sebuah inti berat menjadi dua inti yang lebih ringan.
Misalnya, inti uranium-235 bila ditembak dengan neutron, akan dihasilkan kemungkinan reaksi berikut :
bahwa tiap kali neutron ditembakkan pada satu inti uranium-235 akan dihasilkan lebih dari 1 neutron (rata-
rata 2,5 neutron) yang dapat menyebabkan reaksi fisi berikutnya

19. Dengan mengandaikan satu kali fisi menghasilkan dua neutron, maka reaksi berantai dapat digambarkan
sebagai berikut :

20. F. RADIOAKTIVITAS
Radioaktivitas atau peluruhan adalah peristiwa pemancaran partikel-partikel radioaktif (sinar
alpha, sinar gamma, atau sinar beta) oleh inti berat yang tidak stabil untuk menjadi inti ringan
yang lebih stabil.
Inti-inti yang mengalami peluruhan disebut radioisotop
partikel-partikel yang dipancarkan disebut partikel radioaktif

21. Partikel-Partikel Radioaktif

23. Aktivitas Radiasi (A) dan Tetapan Peluruhan (λ)
Aktivitas radiasi (A) didefinisikan sebagai laju peluruhan zat radioaktif terhadap waktu, sedangkan tetapan peluruhan (λ)
diartikan sebagai peluang tiap inti untuk meluruh.
Karena aktivitas radiasi tergantung dari jumlah partikel N, sementara peluruhan terjadi jumlah partikel juga terus
berkurang, maka nilai aktivitas radiasi akan berkurang secara eksponensial

24. Waktu Paruh (T1/2)
Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan oleh inti radioaktif untuk meluruh sehingga jumlahnya tinggal separo
dari jumlah semula.

25. Hubungan antara jumlah partikel radioaktif yang tersisa dengan jumlah mula-mula, dengan melibatkan faktor waktu
diberikan oleh persamaan :
Bila dinyatakan dalam massa unsur radioaktif, m, maka persamaannya menjadi :

26. Contoh Soal
Suatu unsur radioaktif memiliki waktu paruh 10 tahun. Bila pada awal pengamatan diketahui massanya 400 gr,
berapa massa unsur tersebut setelah 40 tahun ?

27. Latihan
1. Suatu inti radioaktif yang massanya 20 gr meluruh dengan waktu paro 5 tahun. Berapa massa inti ini setelah:
a.15 tahun
b.25 tahun
2. Pada suatu waktu, seseorang membeli bahan radioaktif yang memiliki waktu paro 2 tahun sebanyak 40 gr. Bila sekarang orang itu
mendapati bahwa bahan radioaktif yang dibelinya tinggal 1,25 gr, berapa waktu dari sejak ia membeli hingga sekarang?
3. Aktivitas radiasi suatu bahan radioaktif terdeteksi sebesar 800 peluruhan per jam. Jika waktu paro bahan ini 12 jam, hitung aktivitas
radiasinya setelah :
a. 1 hari
b. 2 hari
1. Aktivitas sebuah sumber radioaktif berkurang bagian dari aktivitas awalnya dalam waktu 24 jam. Tentukan waktu paruh dan
tetapan peluruhan !

28. Pemanfaatan Radioisotop
Radioisotop, yaitu inti-inti tidak stabil yang memancarkan partikel-partikel radioaktif untuk menjadi inti lain yang
stabil, dapat dimanfaatkan untuk :
1. Sumber tenaga listrik
sumber reaksi fisi pada reaktor PLTN adalah isotop uranium-235 yang telah diperkaya hingga 3%.
2. Diagnosa penyakit
Organ-organ dalam tubuh manusia menyerap isotop dalam jumlah yang berbeda-beda. Fakta inilah
yang digunakan sebagai dasar sistem kerja radioisotop dalam mendeteksi adanya kelainan organ.
Sebagai contoh, isotop natrium yang disuntikkan ke dalam tubuh pasien dapat mendeteksi letak
penyempitan pembuluh darah (trombosis), radioisotop iodium-131 dapat dimanfaatkan untuk
mengetahui adanya tumor pada gondok, demikianpun karbon-14 dimanfaatkan dalam pengobatan
diabetes dan anemia.
3. Pengobatan penyakit
Sifat radiasi radioisotop dalam dunia pengobatan digunakan untuk membunuh sel kanker
(radiotherapy). Sampai saat ini, radioisotop yang paling banyak digunakan sebagai penghasil radiasi
sinar gamma untuk membunuh sel kanker adalah isotop cobalt-60.

29. Pemanfaatan Radioisotop
4. Bidang industri
Pemancaran partikel betha oleh inti Na, Xe, dan Ar dapat digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran
logam pada pipa-pipa yang tertanam dalam tanah. Sejumlah radioisotop yang memancarkan partikel ini
disuntikkan pada sumber aliran. Adanya kebocoran pipa dapat dideteksi dengan detektor radiasi berupa
intensitas radiasi yang lebih tinggi pada tempat yang bocor daripada di tempat-tempat lainnya.
5. Penentuan umur dalam bidang arkeologi dan seni
Karbon-14 yang mempunyai waktu paro 5600 tahun dibentuk di atmosfer oleh partikel-partikel dari angkasa
luar (sinar kosmis). Makhluk-makhluk hidup di bumi menyerap dan mengeluarkan C-14 ini selama masih
hidup, sehingga persentase unsur ini dalam tubuh mereka adalah tetap. Ketika sudah mati, persentase C-
14 dalam tubuh menjadi berkurang karena inti C-14 meluruh dengan memancarkan sinar β. Dengan
mengukur persentase kandungan C-14 dalam fosil, maka dapat ditaksir umur fosil tersebut. Teknik seperti
ini disebut radioactive dating. Teknik yang hampir sama dapat dilakukan untuk menentukan keaslian sebuah
lukisan, karena cat yang digunakan pada lukisan asli dengan lukisan palsu akan mengandung persentase
radioisotop dalam jumlah yang berbeda.

30. Contoh menentukan umur fosil
1. Unsur karbon-14 memiliki waktu paro 5600 tahun. Sewaktu masih hidup tumbuh-tumbuhan menyerap dan
memancarkan C-14 (dalam bentuk karbon dioksida) sehingga kandungan isotop ini relatif tetap.
a. Bagaimanakah kandungan unsur karbon-14 setelah tumbuhan mati ?
b. Sebuah fosil tumbuhan purba menunjukkan aktivitas radiasi 30 hitungan per menit. Bila tumbuhan sejenis yang
masih hidup menunjukkan aktivitas sebesar 60 hitungan per menit, perkirakan berapa umur fosil tumbuhan purba
ini !