Fisika Atom Dan Fisika Inti

Salam Dunia Pendidikan....

Partikel-partikel pembentuk inti atom adalah proton (₁P¹) dan netron ( ₀n¹). Kedua partikel pembentuk inti atom ini disebut juga nukleon.
Simbol nuklida : _ZX^A atau _Z^AX dengan
A = nomor massa
Z = jumlah proton dalam inti = jumlah elektron di kulit terluar
N = A - Z = jumlah netron di dalam inti atom
Proton bermuatan positif = 1,6 x 10^-19 C dan netron tidak bermuatan.
Isoton : Atom-atom unsur tertentu ( Z sama) dengan nomor massa berbeda.
Isoton: kelompok nuklida dengan jumlah netron sama tetapi Z berbeda.
Isobar: kelompok nuklida dengan A sama tetapi Z berbeda.
Massa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah massa nukleon-nukleon pembentuknya. Akibatnya ada energi ikat inti.

Contoh: 2p + 2n ® ₂He⁴ jadi Dm = m(2p + 2n) - m(₂He⁴)
Energi ikat inti DE = Dm c² ® Dm = (Z . mp + N . mn) - m_inti
Dalam fisika inti satuan massa biasa ditulis 1 sma (1 amu) = 1.66 x 10^-27 kg = 931 MeV/C²
satuan Dm :
kg ® E = Dm . c² (joule)
sma ® E = Dm . 931 (MeV)
Stabilitas inti:
Suatu nuklida dikatakan stabil jikalau terletak dalam tempat kestabilan pada diagram N - Z.
Untuk nuklida ringan (A < 20) terjadi kestabilan jikalau Z = N (N/Z = 1), sedangkan untuk nuklida dengan Z > 83 yaitu tidak stabil.
Contoh:
1. Sumber energi matahari yaitu reaksi inti 4 proton ® helium + 2e⁺ diketahui:
- massa proton = 1,6726 x 10^-27 kg
- massa e+ = 0,0009 x 10^-27 kg
- massa helium = 6,6466 x 10^-27 kg
Jika dalam reaksi ini terbentuk 6,6466 gram helium, hitunglah energi yang dihasilkannya.
Jawab:
Dalam setiap reaksi yang terjadi: 4 ₁p¹ ® ₂He⁴ + 2e⁺, selalu terbentuk 1 ₂He⁴ yang massanya 6,6466 x 10^-27 kg. Karena terbentuknya 6,6466 gram ₂He⁴, maka jumlah reaksi yang terjadi (n) adalah:
n = (6,6466 gram) / (6,6466 x 10^-27) = 1024 kali reaksi.
Dari rumus Defek massa:
Dm = M(Dp) - M(1 ₂He⁴ + 2e⁺) = 0,042 x 10^-27 kg
Jadi energi total reaksi yang dihasilkan:
E = n . Dm . c² = 1024 . 0,042 x 10^-27 (3.10⁸)² = 0,378 x 10¹³ joule

RADIOAKTIFITAS

Radioaktivitas yaitu bencana pemancaran sinar-sinar a, b, g yang menyertai proses peluruhan inti.

Sinar a :	- identik dengan inti atom helium (2He4) - daya tembusnya kecil tapi daya ionisasinya besar.
Sinar b :	- identik dengan elektron ( le.) - daya tembus cukup besar tapi daya ionisasinya agak kecil
Sinar g :	- tidak bermuatan (gelombang elektromagnetik). - daya tembus paling besar tapi daya ionisasinya kecil   (interaksi berupa foto listrik, Compton den produksi   pasangan).

Gbr. Radioaktivitas	Gbr. Kuat Radioaktivitas

Kuat radiasi suatu materi radioaktif yaitu jumlah partikel (a, b, g) yang dipancarkan tiap satuan waktu.
R = l N
R = berpengaruh radiasi satuan Curie
     1 Curie (Ci) = 3,7 x 1010 peluruhan per detik.
l = konstanta pelurahan, tergantung pada jenis isotop dan jenis      pancaran radioaktif, yang menyatakan kecepatan peluruhan inti.
N = jumlah atom.
Waktu paruh (T ½) yaitu waktu yang diharapkan oleh ½ unsur radioaktif menjelma unsur lain.
T½ = ln 2/l = 0,693/l                Þ         N = Noe-lt = No(½)-t/T
Jadi sehabis waktu simpan t = T½ massa unsur mula-mula tinggal separuhnya, N = ½ No ATAU sehabis waktu simpan nT½ Þ zat radioaktif tinggal (½)n
Sinar radioaktif yang melewati suatu materi akan mengalami pelemahan intensitas dengan rumus:
I = Ioe-mx
Io = intensitas mula-mula (joule/s.m2)
m = koefisien serap materi (m-1 atau cm-1)
x = tebal materi/bahan (m atau cm )
Bila I = ½ Io maka x = 0,693/m Þ disebut HVL (lapisan harga paruh) yaitu tebal keping yang menghasilkan setengah intensitas mula
Jenis detektor radioaktif:

1. Pencacah Geiger(G1M)
   untuk menentukan/mencacah banyaknya radiasi sinar radioaktif
   
   
2. Kamar Kabut Wilson
   untuk mengamati jejak partikel radioaktif
   
   
3. Emulsi Film
   untuk mengamati jejak, jenis dan mengetahui intensitas partikel radioaktif
   
   
4. Pencacah Sintilad
   untuk mencacah dan mengetahui intensitas partikel radioaktif.

TRANSMUTASI INTI DAN PIRANTI EKSPERIMEN FISIKA INTI

TRANSMUSI INTI

1. Fisi
   Peristiwa pembelahan inti atom dengan partikel penembak, sehingga menghasilkan dua inti gres dengan nomor massa yang hampir sama.
   
   Contoh: Dalam reaktor atom: U235 + n Þ Xe140 + Sr94 + 2n + E
   
   
2. Fusi
   Peristiwa penggabungan dua inti atom ringan, menghasilkan inti atom gres yang lebih berat.
   
   Contoh: reaksi di matahari: 1H2 + 1H2 ® 2He3 + on1

PIRANTI EKSPERIMEN FISIKA INTI

1. Reaktor Atom
   Tempat berlangsungnya reaksi fisi, yaitu penembakan Uranium (U) dengan netron (n), menghasilkan banyak n yang sanggup dikendalikan. Bila tidak dikendalikan ® terjadi bom atom.
   
   Komponen reaktor :
   - batang kendali
   - moderator
   - perisai
   - materi bakar
   
   
2. Siklotron
   Tempat pemercepat partikel (proton atau netron). Energi sampai 100 MeV.
   
   
3. Betatron
   Tempat pemercepat elektron. Energi sampai 300 MeV.
   
   
4. Sinkrotron
   Tempat pemercepat proton. Energi yang dicapai sampai 500 GeV.
   
   
5. Akselerator
   Tempat pemercepat proton atau elektron. Energi sampai 10 GeV.
   

Semua piranti di atas dipakai untuk melaksanakan transmutasi inti.

RADIOISOTOP, DIFRAKSI SINAR - X DAN PITA ENERGI

RADIOISOTOP
Radioisotop yaitu isiotop dari zat radioaktif, dibentuk dengan memakai reaksi inti dengan netron.

contohnya 92 U 238 + 0 n 1 ® 29 U 239 + g
Penggunaan radioisotop:
- Bidang hidrologi
- biologi
- industri

DIFRAKSI SINAR-X
Jika seberkas sinar-X tiba pada kristal, maka sinar-sinar yang dipantulkan akan saling memperkuat (interferensi konstruktif). Dalam hal ini berlaku Persamaan Bragg yaitu :

ml = 2d sin q m = 1, 2, 3, ........ = orde difraksi l = panjang gelombang sinar X d = sudut antara sinar tiba dengan permukaan kristal

PITA ENERGI
Teori pita energi sanggup mengambarkan sifat konduksi listrik suatu bahan.
Pita energi terdiri atas dua jenis yaitu:

1. Pita valensi (terisi penuh oleh 2N elektron di mana N yaitu jumlah atom suatu bahan)
   
   
2. Pita konduksi (terisi sebagian elektron atau kosong)

Di antara pita valensi dan pita konduksi terdapat celah energi yang layak dihentikan terisi elektron.

SEMIKONDUKTOR

Hambatan jenis (kebalikan dari konduktivitas listrik) suatu materi sanggup dikelompokkan menjadi:

1. Konduktor ( < 10-6 Wm)
   
2. Semikonduktor (10-6 Wm - 104 Wm)
3. Isolator ( > 104 Wm)

Hubungan kendala jenis (o) terhadap suhu

Pada materi semikonduktor, hole (kekosongan) den elektron berfungsi sebagai pembawa muatan listrik (pengantar arus).
Semikonduktor intrinsik yaitu semikonduktor yang belum disisipkan atom-atom lain (atom pengotor).
Semikonduktor ekstrinsik yaitu semikonduktor yang sudah dimasukkan sedikit ketidakmurnian (doping). Akibat doping ini maka kendala jenis semikonduktor mengalami penurunan. Semikonduktor jenis ini terdiri dari dua macam, yaitu semikonduktor tipe-P (pembawa muatan hole) dan tipe-N (pembawa muatan elektron).

Komponen semikonduktor:

1. Dioda, sanggup berfungsi sebagai penyearah arus, stabilisasi tegangan dan detektor.
   
   
2. Transistor, sanggup berfungsi sebagai penguat arus/tegangan dan saklar.Transistor terdiri dari dua jenis yaitu PNP dan NPN.
   
   Semikonduktor tipe-P
   
   

   Gbr. Semikonduktor tipe-P

   
   
   En = tingkat energi akseptor
   Eg = celah energi
   
   
   Semikonduktor tipe-N
   
   

   Gbr. Semikonduktor tipe-N

   
   En = tingkat energi donor
   Eg = celah energi

Semoga Bermanfaat....

Sumber http://ladangilmu-tarya.blogspot.com

Share this post

Berlangganan update artikel terbaru via email: