Fisika Inti dan Radioaktivitas

Sejarah Penemuan Inti Atom

Pada awal abad ke-20, pemahaman kita tentang struktur atom masih sangat terbatas. Model atom Thomson menggambarkan atom sebagai bola positif yang tersebar dengan elektron yang tertanam di dalamnya, mirip dengan kue kismis.

Pada tahun 1909, Hans Geiger dan Ernest Marsden, dibawah bimbingan Ernest Rutherford, melaksanakan eksperimen yang revolusioner. Mereka menembakkan partikel alfa ke lempeng emas yang sangat tipis, berharap bahwa partikel-partikel itu akan melewati lempeng tanpa hambatan yang signifikan.

Hasil eksperimen tersebut sangat mengejutkan. Sebagian besar partikel alfa melewati lempeng tanpa defleksi apa pun, seperti yang diharapkan. Namun, beberapa partikel alfa mengalami defleksi atau bahkan terpantul mundur. Temuan ini bertentangan dengan model atom Thomson yang telah diterima sebelumnya.

Ernest Rutherford, berdasarkan hasil eksperimen yang tak terduga ini, mengembangkan model baru untuk atom. Dia menyimpulkan bahwa atom harus memiliki inti yang padat dan bermuatan positif di pusatnya. Inti atom ini harus mengandung sebagian besar massa atom, sementara elektron berputar mengelilingi inti dalam ruang hampa.

Pemahaman tentang inti atom oleh Rutherford mengubah paradigma pemikiran kita tentang atom. Ini menyatukan pandangan bahwa atom memiliki struktur yang lebih kompleks, dengan inti kecil dan berat yang mengandung proton dan neutron, serta elektron yang bergerak di sekitarnya.

Pengertian Radioaktivitas

Radioaktivitas adalah pemancaran sinar radioaktif secara spontan oleh inti-inti (inti induk) tidak stabil menjadi inti-inti yang lebih stabil (inti anak). Zat-zat radioaktif yang terdapat di alam antara lain uranium, polonium, dan radium. Beberapa unsur lain memiliki isotop yang bersifat radioaktif. Unsur-unsur tersebut disebut radioisotop.

Reaksi Fisi dan Fusi

Reaksi inti adalah proses perubahan yang terjadi di inti atom, karena reaksi ini inti atom dapat memancarkan zat radioaktif sehingga terbentuk inti atom baru. Perubahan itu karena peristiwa peluruhan, penggabungan, atau pecah akibat benturan.

Reaksi peluruhan menggambarkan berubahnya inti atom menjadi inti atom baru dengan memancarkan partikel radiasi. Persamaan reaksi peluruhan mudah dikenali dari bentuk perubahan inti atom seperti contoh berikut ini.

Peluruhan Alfa

Pada peluruhan alpha melepas dua proton dan dua neutron sekaligus.

Peluruhan Beta

Pada peluruhan beta terjadi perubahan neutron menjadi proton

Peluruhan Beta Positif

Pada peluruhan beta positif terjadi perubahan proton menjadi neutron

Peluruhan Sinar Gamma

Pada peluruhan gamma tidak ada proton atau neutron yang berubah. Biasanya peluruhan gamma bersamaan dengan peluruhan lainnya

Nah sekarang kita lanjut ke reaksi Fisi dan Fusi ya Sobat Pintar !

Reaksi fisi yaitu reaksi pembelahan inti atom berat menjadi dua inti atom lain yang lebih ringan dengan disertai timbulnya energi yang sangat besar.

Untuk membelah inti atom biasanya digunakan peluru neutron. Neutron dipilih karena tidak bermuatan listrik sehingga mampu menerobos masuk ke dalam inti tanpa hambatan elektrostatik oleh elektron di luar inti. Oleh karena itu bentuk reaksi fisi dicirikan adanya neutron di sisi kiri persamaan reaksi.

Berikut contoh reaksi fisi:

Reaksi fusi yaitu reaksi penggabungan dua inti atom ringan menjadi inti atom lain yang lebih berat dengan melepaskan energi. Reaksi fusi selalu terjadi setiap saat di Matahari, dimana neutron dan proton membentuk inti hidrogen dan Helium.

Contoh reaksi fusi dimana dua detron (₁H²) bergabung membentuk Helium (₂He⁴). Untuk selanjutnya Helium membentuk isotop baru dengan melepas netron. Persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut

Reaksi nuklir (peluruhan, fisi, dan fusi) selalu menyertakan energi. Energi reaksi dihitung dengan kesetaran perubahan massa antara massa semula dengan massa sesudah kejadian. Jika ada selisih positif, maka reaksi menghasilkan energi, sedangkan selisihnya negatif, maka reaksi nuklir memerlukan energi.