redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Susunan Inti Atom

Sobat pintar, apasih yang dimaksud dengan Fisika Inti

Fisika Inti adalah materi yang membahas tentang partikel-partikel pembentuk inti atom adalah proton dan neutron. Kedua partikel pembentuk inti atom ini disebut juga nukleon.

Nah sobat, semua inti atom pada dasarnya tersusun atas :

  • Proton yaitu partikel bermuatan positif dengan massa satu satuan massa atom.
  • Neutron yaitu partikel tak bermuatan (netral) dengan massa satu satuan massa atom. Jadi massa suatu atom terkonsentrasi pada inti atom.

Secara umum lambang atom dituliskan:

ZXA

A = nomor massa
Z = jumlah proton dalam inti = jumlah elektron di kulit terluar
N = A - Z = jumlah neutron di dalam inti atom

Dalam inti atom, ada beberapa istilah yang perlu kita ketahui sobat, diantaranya :

  • Isotop, yaitu inti-inti yang memiliki nomor atom sama
  • Isoton, yaitu inti-inti yang memiliki jumlah netron sama
  • Isobar, yaitu inti-inti yang memiliki nomor massa sama

Sedangkan inti atom juga memiliki massa loh,  nah massa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah massa nukleon penyusunnya.

Mp + Mn > Minti atom

 

Yuk! Belajar lagi dipenjelasan berikutnya agar sobat pintar lebih memahami materi fisika inti

Defek Massa

Sobat pintar kuy kita lanjut ke topik berikutnya ya..

Oleh karena inti atom tersusun oleh proton dan neutron, massa inti harusnya tepat sama dengan jumlah massa proton dan massa neutron (massa nukelon). Akan tetapi, kenyataannya tidaklah demikian. Massa inti selalu lebih kecil daripada massa nukelon. Selisih antara massa nukleon dan massa inti disebut defek massa . Defek massa pada pembentukan nuklida X adalah sebagai berikut:

Energi Ikat Inti

Sobat kita lanjut ya...

Konversi sebagian massa inti menjadi energi ikat E merupakan ilustrasi dari teori Einstein (1905) dalam bentuk persamaan sebagai berikut:

Dengan m dalam kg, c = 3 x 108 m/s, dan E dalam joule (J).

Jika m dinyatakan dalam satuan sma, energi ikat inti memenuhi persamaan berikut :

Energi ikat inti (binding energi) berkaitan dengan energi yang harus diberikan untuk memisahkan inti menjadi nukleon pembentuknya.

Masih banyak lho pembahasan yang akan diberikan, yuk simak materi selanjutnya

Reaksi Fisi

Sobat pintar, kali ini kita akan mempelajari reaksi inti yang meliputi reaksi fusi dan reaksi fusi. Yuk kita simak topik berikut ini..

Reaksi inti sangat berbeda dengan reaksi kimia, karena pada dasarnya reaksi inti ini terjadi karena tumbukan (penembakan) inti sasaran (target) dengan suatu proyektil (peluru).

Hukum Fisika Dalam Reaksi Inti

Dalam reaksi inti juga berlaku hukum-hukum Fisika seperti yang terjadi pada peristiwa-peristiwa Fisika yang lainnya antara lain berlaku :

  1. hukum kekekalan momentum,
  2. hukum kekekalan energi,
  3. hukum kekekalan jumlah muatan (nomor atom),
  4. hukum kekekalan jumlah nukleon (nomor massa).

Sehingga momentum, energi, nomor atom, dan nomor massa inti sebelum reaksi dan sesudah reaksi harus sama.

Energi reaksi inti

Energi reaksi inti yang timbul diperoleh dari penyusutan massa inti, yaitu perbedaan jumlah massa inti atom sebelum reaksi dengan jumlah massa inti atom sesudah reaksi. Menurut Albert Einstein dalam kesetaraan antara massa dan energi dinyatakan bahwa energi total yang dimiliki oleh suatu massa sebesar m adalah E = mc2.

Apabila semua massa inti atom dinyatakan dalam sma (satuan massa atom), maka energi total yang dimiliki massa sebesar 1 sma setara dengan energi sebesar 931 MeV (1 sma = 1,66 × 10-27 kg, c = 3 × 108 m/s dan 1 eV = 1.6 × 10-19 Joule) Misalnya suatu reaksi inti dinyatakan menurut persamaan :

A + a  B + b + Q

Besarnya energi yang timbul dapat dicari dengan persamaan :

Q = {(mA + ma) – (mB + mb)} × 931 MeV

Dengan :

(mA +ma) = jumlah massa inti atom sebelum reaksi
(mB +mb) = jumlah massa inti atom sesudah reaksi
Q = energi yang timbul selama reaksi terjadi

Jenis Reaksi Inti

Dalam reaksi inti jika diperoleh Q > 0, maka reaksinya dinamakan reaksi eksoterm yaitu selama reaksi berlangsung dilepaskan energi sedangkan jika Q < 0, maka reaksinya dinamakan reaksi indoterm yaitu selama reaksi berlangsung diperlukan energi.

Reaksi inti dibedakan menjadi dua, yaitu reaksi fisi dan reaksi fusi.

Reaksi Fisi

Reaksi fisi yaitu reaksi pembelahan inti atom berat menjadi dua inti atom lain yang lebih ringan dengan disertai timbulnya energi yang sangat besar. Misalnya inti atom uranium-235 ditembak dengan neutron sehingga terbelah menjadi inti atom Xe-235 dan Sr-94 disertai dengan timbulnya 2 neutron yang memiliki energi tinggi.

Reaksinya dapat dituliskan :

Dalam reaksi fisi yang terjadi akan dihasilkan energi kira-kira sebesar 234 Mev. Dalam reaksi fisi ini timbul -baru yang berenergi tinggi. Neutron-neutron yang timbul akan menumbuk inti atom berat yang lain sehingga akan menimbulkan reaksi fisi yang lain. Hal ini akan berlangsung terus sehingga semakin lama semakin banyak reaksi inti yang dihasilkan dan dalam sekejab dapat timbul energi yang sangat besar.

Peristiwa semacam ini disebut reaksi fisi berantai. Reaksi fisi berantai yang tak terkendali akan menyebabkan timbulnya energi yang sangat besar dalam waktu relatif singkat, sehingga dapat membahayakan kehidupan manusia. Reaksi berantai yang tak terkendali terjadi pada Bom Atom. Energi yang timbul dari reaksi fisi yang terkendali dapat dimanfaatkannya untuk kehidupan manusia.

Reaksi fisi terkendali yaitu reaksi fisi yang terjadi dalam reaktor nuklir (Reaktor Atom). Di mana dalam reaktor nuklir neutron yang terbentuk ditangkap dan tingkat energinya diturunkan sehingga reaksi fisi dapat dikendalikan.

Pada umumnya untuk menangkap neutron yang terjadi, digunakan logam yang mampu menangkap neutron yaitu logam Cadmium atau Boron. Pengaturan populasi neutron yang mengadakan reaksi fisi dikendalikan oleh batang pengendali yang terbuat dari batang logam Cadmium, yang diatur dengan jalan memasukkan batang pengendali ke dalam teras-teras bahan bakar dalam reaktor.

Dalam reaktor atom, energi yang timbul kebanyakan adalah energi panas, di mana energi panas yang timbul dalam reaktor ditransfer keluar reaktor kemudian digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga diperoleh energi listrik.

Latihan 1

Suatu atom X mempunyai 42 proton, 42 elektron dan 65. Simbol untuk atom ini adalah…

A. 107X42

B. 84X42

C. 42X42

D. 23X42

E. 42X107

Latihan 2

Massa inti atom 20Ca40  adalah 40,078 sma. Jika massa proton = 1,0078 sma dan neutron = 1,0087 sma, defek massa pembentukan  20Ca40adalah.....

A. 0,252 sma

B. 0,340 sma

C. 0,355 sma

D. 0,425 sma

E. 0,543 sma

Reaksi Fusi

Lalu bagaimana dengan reaki Fusi?

Nah sekarang kita lanjut ke reaksi Fusi ya Sobat Pintar !

Reaksi Fusi

Reaksi fusi yaitu reaksi penggabungan dua inti atom ringan menjadi inti atom lain yang lebih berat dengan melepaskan energi.

Misalnya penggabungan deutron dengan deutron menghasilkan triton dan proton dilepaskan energi sebesar kira-kira 4,03 MeV. Penggabungan deutron dengan deutron menghasilkan inti He-3 dan neutron dengan melepaskan energi sebesar 3,3 MeV.

Penggabungan triton dengan triton menghasilkan inti He-4 dengan melepaskan energi sebesar 17,6 MeV, yang reaksi fusinya dapat dituliskan :

Agar dapat terjadi reaksi fusi diperlukan temperatur yang sangat tinggi sekitar 108 K, sehingga reaksi fusi disebut juga reaksi termonuklir. Karena untuk bisa terjadi reaksi fusi diperlukan suhu yang sangat tinggi, maka di matahari merupakan tempat berlangsungnya reaksi fusi.

Energi matahari yang sampai ke Bumi diduga merupakan hasil reaksi fusi yang terjadi dalam matahari. Hal ini berdasarkan hasil pengamatan bahwa matahari banyak mengandung hidrogen (1H1). Dengan reaksi fusi berantai akan dihasilkan inti helium-4. Di mana reaksi dimulai dengan penggabungan antardua atom hidrogen membentuk deutron.

Selanjutnya antara deutron dengan deutron membentuk inti atom helium-3 dan akhirnya dua inti atom helium-3 bergabung membentuk inti atom helium -4 dan 2 atom hidrogen dengan melepaskan energi total sekitar 26,7 MeV, yang reaksinya dapat dituliskan:

Latihan 3

A. 18,62 MeV

B. 17,69 MeV

C. 18,75 MeV

D. 19,43 MeV

E. 19,50 MeV

Latihan 4

A. 4,289 MeV

B. 4,672 MeV

C. 5,589 MeV

D. 5,862 MeV

E. 6,242 MeV

Latihan 5

A. 4,66 x 1026 MeV

B. 5,46 x 1026 MeV

C. 7,24 x 1026 MeV

D. 8,26 x 1026 MeV

E. 9,28 x 1026 MeV

Pengertian Radioaktivitas

Sobat pintar, setelah kalian mempelajari terkait fisika inti kali ini kalian akan mempelajari terkait radioaktivitas. Yuk simak topik berikut.

Radioaktivitas adalah proses dimana inti atom tidak stabil melepaskan partikel subatomik energik atau radiasi elektromagnetik (EMR). Fenomena ini dapat menyebabkan salah satu unsur untuk berubah menjadi yang lain dan ikut bertanggung jawab untuk panas inti bumi. Radioaktivitas memiliki berbagai kegunaan, termasuk tenaga nuklir, pengobatan, dan penanggalan sampel organik dan geologi.

Peluruhan Pada Sinar Radioaktif

Sobat pintar, terdapat beberapa jenis peluruhan pada sinar radioaktif diantaranya peluruhan sinar alfa, peluruhan sinar beta dan peluruhan sinar gamma.

Peluruhan Sinar Alfa

Suatu inti yang tidak stabil dapat meluruh menjadi inti yang lebih ringan dengan memancarkan partikel alfa (inti atom helium). Pada peluruhan alfa terjadi pembebasan energi. Energi yang dibebaskan akan menjadi energi kinetik partikel alfa dan inti anak. Inti anak memiliki energi ikat per nukleon yang lebih tinggi dibandingkan induknya.

Jika inti memancarkan sinar alfa maka inti tersebut kehilangan 2 proton dan 2 neutron, sehingga Z berkurang 2, n berkurang 2, dan A berkurang 4. Persamaan peluruhannya :

Peluruhan Sinar Beta

Salah satu bentuk peluruhan sinar beta adalah peluruhan neutron. Neutron akan meluruh menjadi proton, elektron, dan antineutrino. Antineutrino merupakan partikel netral yang mempunyai energi, tetapi tidak memiliki massa. Bentuk peluruhan sinar beta yang lain adalah peluruhan proton. Proton akan meluruh menjadi neutron, positron, dan neutrino. Neutrino memiliki sifat yang sama dengan antineutrino. Peluruhan sinar beta bertujuan agar perbandingan antara proton dan neutron di dalam inti atom menjadi seimbang sehingga inti atom tetap stabil.

Jika inti radioaktif memancarkan sinar beta maka nomor massa inti tetap (jumlah nukleon tetap), tetapi nomor atom berubah. Terjadi dua proses peluruhan, yaitu :

Peluruhan Sinar Gamma

Suatu inti atom yang berada dalam keadaan tereksitasi dapat kembali ke keadaan dasar (ground state) yang lebih stabil dengan memancarkan sinar gamma. Peristiwa ini dinamakan peluruhan sinar gamma. Atom yang tereksitasi biasanya terjadi pada atom yang memancarkan sinar alfa maupun sinar beta, karena pemancaran sinar gamma biasanya menyertai pemancaran sinar alfa dan sinar beta. Peluruhan gamma hanya mengurangi energi saja, tetapi tidak mengubah susunan inti.

Seperti dalam atom, inti atom dapat berada pada keadaan eksitasi, yaitu keadaan inti yang tingkat energinya lebih tinggi dari keadaan dasarnya. Inti yang berada pada keadaan eksitasi diberi tanda star (*). Keadaan eksitasi inti ini dihasilkan dari tumbukan dengan partikel lain. Persamaan peluruhan sinar gamma:

Inti yang berada dalam keadaan eksitasi pada umumnya terjadi setelah peluruhan. Misalnya :

Peluruhan alfa menyebabkan nomor atom berkurang dua dan nomor masa berkurang empat, oleh karena itu sebuah inti baru akan terbentuk. Sedangkan bentuk peluruhanbeta akan menambah atau mengurangi nomor atom sebesar (nomor masa tetap sama).

Manfaat Radioaktivitas( Radioisotop)

Sobat pintar lalu apa saja sih penerapan radioaktivitas dalam kehidupan sehari-hari? Kuy simak !

Bidang kedokteran

  1. I-131                  : Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak
  2. Pu-238              : energi listrik dari alat pacu jantung
  3. Tc-99 & Ti-201  : Mendeteksi kerusakan jantung
  4. Na-24                : Mendeteksi gangguan peredaran darah
  5. Xe-133               : Mendeteksi Penyakit paru-paru
  6.  P-32                  : Penyakit mata, tumor dan hati
  7. Fe-59                 : Mempelajari pembentukan sel darah merah
  8. Cr-51                  : Mendeteksi kerusakan limpa
  9. Se-75                 : Mendeteksi kerusakan Pankreas
  10. Tc-99                 : Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru
  11. Ga-67                : Memeriksa kerusakan getah bening
  12. C-14                   : Mendeteksi diabetes dan anemia
  13. Co-60                : Membunuh sel-sel kanker

Bidang Hidrologi

  1. Mempelajari kecepatan aliran sungai.
  2. Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

Bidang Biologis

  1. Mempelajari kesetimbangan dinamis.
  2. Mempelajari reaksi pengesteran.
  3. Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

Bidang pertanian

  1. Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh : Hama kubis
  2. Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh : Padi
  3. Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh : kentang dan bawang

Bidang Industri

  1. Pemeriksaan tanpa merusak, contoh : Memeriksa cacat pada logam
  2. Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film, lempeng logam
  3. Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni
  4. Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil
  5. Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja

Bidang Arkeologi

Menentukan umur fosil dengan C-14

Bagaimana sobat pintar ? sudah paham atau belum? Yuk! klik menu diskusi!

Latihan 1

Seorang ahli purbakala mendapatkan bahwa fosil kayu yang ditemukannya mengandung karbon radioaktif kira-kira tinggal 1/8 dari asalnya. Bila waktu paruh karbon radioaktif adalah 5600 tahun, umur fosil tersebut kira-kira…

A. 14.400 tahun

B. 16.800 tahun

C. 18.200 tahun

D. 19.200 tahun

E. 20.400 tahun

Latihan 2

Waktu paruh suatu unsur radioaktif 3,8 hari. Setelah berapa lama unsur tersebut tersisa 1/16 bagian?

A. 12,4 hari

B. 14,6 hari

C. 15,2 hari

D. 16,2 hari

E. 18,5 hari

Latihan 3

Waktu paruh suatu unsur radiokatif diketahui sebesar 30 menit. Berapa bagian dari unsur radioaktif yang tersisa dalam waktu satu jam ?

A. 1/4 bagian

B. 1/8 bagian

C. 1/16 bagian

D. 1/18 bagian

E. 1/32 bagian

Latihan 4

Waktu paruh suatu unsur radiokatif diketahui sebesar 30 menit. Bagian dari unsur radioaktif yang tersisa dalam waktu satu jam yakni 1/8 bagian. Berapa bagian dari unsur radioaktif tersebut yang sudah meluruh ?

A. 1/8 bagian

B. 1/4 bagian

C. 3/8 bagian

D. 5/8 bagian

E. 7/8 bagian

Latihan 5

Suatu zat radioaktif meluruh dengan waktu paruh 10 hari. Agar zat radioaktif hanya tinggal 1/8 saja dari jumlah asalnya, maka diperlukan waktu....

A. 27,5 hari

B. 30 hari

C. 40 hari

D. 60 hari

E. 160 hari

Sobat, ini nih ada Peta Belajar Bersama Fisika untuk bab kelima.

Yuk, mulai belajar bersama!

redesain-navbar Portlet