Fisika Inti dan Radioaktivitas : pengertian, rumus dan contoh soal - jessipermata

Fisika Inti dan Radioaktivitas

( pengertian, rumus dan contoh soal - jessipermata )

tugas 4

Menurut model atom Bohr, atom tersusun dari inti atom dan electron yang mengelilingi intiatom pada kulit-kulit atom. Masa atom Sebagian besar terkonsentrasi pada bagian intinya yang tersusun atas neutron dan proton.

Suatu atom dengan symbol X , nomor massa A dan nomor atom Z ditulis sebagai berikut :

Lambang atom :

Keterangan :

X = jenis unsur

Z = nomor atom ( jumlah proton )

A = nomor massa

n = jumlah netron

n = ( A – Z )

Nuklida ( unsur ) :

1. nuklida stabil : yaitu nuklida yang memiliki A dan Z tetap (tidak berubah)

Contoh :

2. radionuklida yaitu nuklida yang memiliki A dan Z yang dapat berubah. Nuklida ini tidak stabil dan spontan meluruh menjadi nuklida lain

Macam-macam radionuklida :

a. isotop

· Unsur yang memiliki Z sama, A berbeda

· memiliki sifat kimiawi sama, sifat fisika berbeda

contoh :

b. isoton

· Unsur yang memiliki jumlah netron sama, A berbeda

· memiliki sifat kimia bebeda, sifat fisika sama

contoh :

c. isobar

· Unsur yang memiliki A sama, Z berbeda

· memiliki sifat kimia dan fisika berbeda

contoh :

c. isomer

· Unsur yang memiliki A dan Z sama

· memiliki sifat kimia sama tapi tingkat energinya berbeda

sifat kimia unsur : ditentukan oleh nomor atom

sifat kimia unsur : ditentukan oleh jumlah netron

REAKSI INTI

Contoh beberapa isotop :

Soal :

Tentukan partikel A dab B yang dipancarkan

Nilai X apada persamaan reaksi tersebut adalah………

Reaksi-reaksi inti selalu berlaku hukum :

1. hukum kekekalan momentum

2. hukum kekekalan nomor massa

3. hukum kekekalan nomor atom

4. energi total

Defek massa ( ∆m )

Yaitu selisih massa antara nukleon-nukleonnya

∆m = ( Z . massa proton + ( A – Z ). Massa netron ) – massa inti

Energi ikat inti ( E )

E = ( ∆m . 931 ) MeV

Keterangan :

MeV = mega electron Volt yaitu satuan dari energi ikat inti

Rumus reaksi inti :

x+ a → y + b + E

Energi reaksi (E)

Rumus :

E = ( massa reaktan – massa hasil ). 931 MeV

E = (( m_X + m_a ) – ( m_y + m_b )) . 931 MeV

Keterangan :

x = inti sasaran

a = partikel penembak

y = inti baru yang dihasilkan

b = partikel yang dihasilkan

E = energi reaksi ( MeV ) atau sma

1 sma = 931 MeV

sma = satuan massa atom

E > 0 → reaksi eksoterm ( melepas energi )

E < 0 → reaksi endoterm ( menyerap energi )

Soal-soal :

1. massa inti atom ₂He⁴ adalah 4,0026 sma, massa sebuah proton 1,0073 sma dan massa netron 1,0087 sma. Hitung energi ikat inti.

2. inti atom yang terbentuk memenuhi syarat penggabungan berikut

Jika diketahui :

m ₁²H = 2,014102 sma

m ₁³H = 3,01605 sma

m ₂⁴He = 4,008665 sma

m ₀¹n = 1,008665 sma

tentukan energi yang dihasilkan reaksi tersebut

tugas 5

Intensitas sinar radioaktif

Seberkas sinar radioaktif dengan intensitas I_o dilewatkan pada sebuah bahan setebal x. setelah melewati bahan tersebut ternyata Intensitas sinar radioaktif mengalami pelemahan intensitas tinggal sebesar I.

Rumus :

Keterangan :

I_o = intensitas sinar radioaktif mula-mula ( W/m² )

I = intensitas sinar radioaktif akhir ( W/m² )

x = tebal keping ( m )

μ = koefisien pelemahan bahan (m^-1 )

HVL = lapisan harga paro ( m )

λ = tetapan peluruhan

soal :

1. suatu bahan mempunyai HVL 10 cm. berapa bagian intensitas sinar radioaktif yang diserap jika tebal bahan 30 cm.

2. suatu bahan memiliki HVL 2 mm untuk radiasi sinar γ. Agar intensitas radiasi berkurang 87,5% dari semula. Ketebalan bahan yang diperlukan adalah…

3. koefisien pelemahan zat 0,05 m^-1. Hitunglah HVL zat tersebut.

Peluruhan ( Disintegrasi )

Peluruhan atau disintegrasi adalah peristiwa pecahnya inti radioaktif secara spontan yang memancarkan sinar radioaktif. Suatu inti radioaktif yang dibiarkan begitu saja makin lama akan semakin mengecil karena dia secara terus menerus memancarkan sinar radioaktif.

Rumus :

Keterangan :

N_o = intensitas sinar radioaktif mula-mula (gr atau yang lain )

N = intensitas sinar radioaktif akhir (gr atau yang lain)

t = lama peluruhan ( jam/ hari/ bulan/tahun dst )

λ = tetapan peluruhan ( s^-1 )

T = waktu paro ( jam/ hari/ bulan/tahun dst )

waktu paro ( T ) adalah waktu yang diperlukan suatu unsur radioaktif untuk meluruh sehingga massanya menjadi setengah dari massa mula-mula.

soal dan penyelesaian :

1.setelah 60 hari zat radioaktif yang belum yang belum berdisintegrasi masih 1/8 bagian dari jumlah asalnya. Tentukan waktu paruh zat radioaktif tersebut.

2. suatu cuplikan radioaktif mengandung 8 μg isotop murni yang memiliki konstanta peluruhan 0,0693 menit, tentukan :

a. waktu paro ( T )

b. massa cuplikan setelah 20 menit

3. perhatikan gambar grafik peluruhan ini

Jumlah massa yang belum meluruh setelah 8 jam adalah…

4.grafik berikut ini menunjukkan peluruhan suatu bahan radioaktif. Berdasarkan grafik peluruhan bahan radioaktif di bawah , besarnya konstanta peluruhan adalah…