Fisika Inti

INTI ATOM DAN

PAGE 24

Fisika 3 SMA/MA Semester 2 Fisika Inti

Standar Kompetensi:

4. Menunjukkan penerapan konsep fisika inti dan radioaktivitas dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari

Kompetensi Dasar

4.1 Mengidentifikasi karakteristik inti atom dan radioaktivitas4.2 Mendeskripsikan pemanfaatan radioaktif dalam teknologi dan kehidupan sehari-hariIndikator

4.1.1 Mendeskripsikan karakteristik inti atom4.1.2 Mendeskripsikan karakteristik radioaktivitas 4.1.3 Mendeskripsikan prinsip kesetaraan massa dan energi pada konsep energi ikat inti4.2.1 Mendeskripsikan karakteristik radioisotop4.2.2 Mendeskripsikan pemanfaatan dalam bidang kesehatan, industri, dan pertanian4.2.3 Mendeskripsikan skema reaktor nuklir dan manfaatnya4.2.4 Mendeskripsikan penghitungan umur fosil atau batuan dengan menggunakan prinsip waktu paro4.2.5 Menjelaskan bahaya radioisotop dan cara mengurangi resikonya4.1 Inti Atom dan Radioaktivitas4.1.1 Partikel-Partikel Pembangun Inti Dua jenis partikel penyusun inti (nukleon) yaitu :

1. Proton : Partikel yang bermuatan listrik positif yang besarnya muatan sama dengan muatan elektron, hanya tandanya berlawanan. mp = 1,6725 x 10-27 kg

2.Netron : partikel yang tidak bermuatan listrik (netral), massanya hampir sama dengan massa proton, , yakni kira-kira 1836 x massa elektron. mn = 1,67482 x 10-27 kg

Jadi secara keseluruhan inti bermuatan positif. Massa inti lebih dari 99,9 % jumlah massa atom seluruhnya. Sisanya adalah elektron-elektron yang mengelilingi inti karena adanya gaya sentripetal atau gaya gravitasi inti atom.

Partikel penyusun inti ini disebut dengan " nukleon ", sedangkan inti itu sendiri disebut Nuklida ". Gaya yang mempersatu partikel - partikel di dalam inti (proton dan netron) disebut gaya tarik inti atau gaya ikat inti.4.1.2 Penulisan Inti Atom

Suatu nuklida (unsur) dengan simbol kimia X, nomor massa A, dan nomor atom Z dilambangkan sebagai ,

dengan,

X = nama nuklida (jenis unsur)

A = nomor massa (menunjukkan ba-nyaknya proton + netron)

Z = nomor atom (menunjukkan banyaknya proton)

Nomor atom menunjukkan jumlah proton dalam inti atau banyaknya elektron yang terdapat tiap atom.

Nomor massa menunjukkan jumlah proton / netron dalam inti. A - Z = jumlah netron dalam inti. Sebuah nuklida dari unsur Helium dengan nomor atom 2 dan nomor massa 4, dilambangkan sebagai,

Contoh Soal 4.1

Atom Ferum, dilambangkan

nama unsur = Ferum nomor massa = 56 nomor atom = 26 banyaknya proton atau elektron = 26 banyaknya netron = 56 - 26 = 304.2 Satuan Massa Atom (sma)

Massa atom biasanya dinyatakan dalam satuan massa atom (sma). Satu satuan massa atom (sma) atau amu (atomic massa unit) = massa isotop karbon-12 ().

Ahli nuklir lebih sering menyatakan satuan massa dalah satuan energi ekivalennya, yaitu MeV/c2,

1 sma = 1,66 x 10-27 kg

1 sma = 931,5 MeV/c21 sma = masa isotop

misalnya : massa elektron 9,11x10-31 kg = 0,00540 sma = 0,51 MeV.

4.3 Spektrometer MassaSpektrometer adalah alat untuk mengukur massa suatu ion (gambar 4.1). Ion-ion ditembakkan dari sumber S1 dan memasuki suatu ruang yang dipengaruhi oleh medan magnet B dan medan listrik E yang saling tegak lurus.

Kecepatan ion

V =

Ion dibelokkan dengan lintasan berbentuk setengah lingkaran sehingga jatuh pada pelat film.

Florentz = F sentripetalBqv = ( m = m =

Contoh soal 4.2

Sebuah partikel alfa bergerak dengan kecepatan 3,2 x 104 ms-1 tegak lurus medan magnet 0,2 tesla. Jika massa = 4 sma, berapakah jari-jari partikel alfa ?

Penyelesaian

m = 4 x 1,66 x 10-27 kg v = 3,2 x 104 ms-1 q = 2 x 10-19 C B = 0,3 Tesla

r =

r = 3,22.10-3 m

4.4 Kestabilan IntiUkuran dan bentuk inti

Proton-proton dan netron-netron dalam inti bergerombol bersama dengan bentuk mendekati bola. Dari percobaan menunjukkan bahwa jari-jari inti atom r bergantung pada nomor massa A dan secara pendekatan dapat dihitung dengan,

Jari-jari inti atom : r = (1,2 x 10-15 m)

Inti atom stabil, karena adanya gaya inti kuat atau gaya nuklir kuat (strong nuclear force). Gaya nuklir kuat (sering disebut gaya inti) termasuk gaya tarik dengan jangkauan sangat pendek (kira-kira 2 femtometer atau 2 x 10-15 m).

4.5 Deffek Massa dan Energi Ikat Inti

Inti atom disusun oleh proton dan neutron. Tetapi inti selalu lebih kecil daripada jumlah massa proton dan neutron pembentuk inti. Selisih massa, m disebut defek massa (penyusutan massa).

Defek massa menyatakan nilai energi ikat inti, E, sesuai dengan hukum kesetaraan massa-energi Einstein,

Eikat = m c2Jika defek massa m dinyatakan dalam sma, maka :

E = m ( 931,5 MeV/ )

Kestabilan inti ditentukan oleh energi ikat pernukleon. Semakin besar energi ikat per nukleon, semakin stabil inti tersebut.

Energi ikat tiap nukleon =

Misalnya, defek massa inti 2He4 adalah 0,030 378 , maka energi ikat inti 2He4 adalah,E = m x 931 MeV/

= = 28,2819 MeV

Inti helium memiliki jumlah nukleon = 4, sehingga energi ikat rata-rata per nukleon adalah

= 7,07 MeV/nukleon

Energi ikat inti, E, sebuah atom ( z = nomor atom dan A = nomor massa ) dapat dihitung dengan persamaan,

E = [Zmp+(AZ)mn+Zmematom]931 MeV/sma

dengan mp = massa proton, mn = massa netron, me = massa elektron

Jika dalam soal, yang diketahui adalah massa inti atom (massa atom netral minus massa seluruh elektronnya), maka persamaannya menjadi ,

E = [ Zmp + (A Z)mn matom ] 931 MeV/sma

Contoh Soal 4.3

Inti mengalami peluruhan alfa dengan waktu paro 2,41 x 104 tahun. Hitunglah daya keluaran, dalam watt, yang dapat diperoleh dari 1,00 gram

Massa = 239,05 sma; = 235,04; = 4,0026 sma

Penyelesaian

Energi yang dibebaskan

Q = [ mPu ( mu + m ) ] 931 MeV/sma

= [239,05(235,04+4,0026)] sma(931 MeV/sma )

= 6,8894 MeV

1 MeV = 106 eV = 1,6 ( 1,6 x 10-19 ) J

Jadi Q = 6,8894. 1,6 ( 1,6 x 10-19 ) J

= 11,023 x 10-13 J

0,5 g Pu = 0,50 x 10-3 kg x

Jadi, energi yang dihasilkan oleh 1,00 g Pu, yaitu W, adalah,W = (3,0120x1023 sma)(11,023x10-13 J/293,05 sma)

W = 1,3889 x 109 J

Daya keluaran P dalam watt adalah,

P =

P =

P = 224.0204 sma4.6 Radioaktivitas

Atom dengan nomor atom besar mempunyai energi ikat pernukleon yang lebih kecil dibandingkan dengan atom nomor atom menengah. Atom dengan nomor atom besar cenderung tidak stabil dan memancarkan energi dalam bentuk sinar radioaktif hingga tercapai inti yang stabil. Peristiwa ini disebut radioaktivitas atau peluruhan radioaktif

Radioaktifitas adalah pemancaran sinar-sinar tak tampak oleh unsur radioaktif

Unsur radioaktif adalah unsur yang intinya tidak stabil.

Sinar radioaktif adalah sinar yang dipancarkan unsur radioaktif.

Jenis Sinar Radioaktif

Jenis radiasi yang dipancarkan unsur radioaktif

1. Sinar alfa ()

Sinar terdiri dari inti atom helium () atau bermuatan positif 2 (2e) Bermassa 4 sma.

Kecepatan antara 1,4 x 107 m/s sampai 2,2 x 107 m/s.

Energi antara 5,3 Mev sampai 10,5 Mev.

Daya tembus kecil sekali, tidak dapat menembus kertas.

Menyimpang dalam medan magnet atau medan listrik.

Dapat menghitamkan pelat foto.

Di dalam atmosfir, lintasannya tidak lebih beberapa cm, karena energi makin habis

Contoh desintegrasi uranium 238 menjadi inti thorium dengan nomor massa 234 dan sebuah partikel alfa

atau

Jika suatu unsur memancarkan alfa, maka nomor atom berkurang 2, nomor massa atom berkurang 4, dapat dituliskan.

atau

Jika massa inti induk mx, inti anak my dan sinar adalah m, maka energi yang dibebaskan ,Q adalah

E = [ Zmx - my m] 931,5 MeV/sma

dengan, mx, my dan m menyatakan massa atom X, Y, dan partikel alfa.2. Pemancaran Sinar beta (Sinar beta () terdiri dari elektron-elektron berkecepatan tinggi seperti sinar katode.

Kecepatan antara 9,8 x 107 m/s sampai 2,2 x 107 m/s

Energi antara 3 MeV sampai 4 MeV.

Daya tembus lebih besar dari pada sinar alfa, dapat menembus logam tipis, tidak dapat menembus timbal lebih dari 1 mm atau daging dengan tebal beberapa cm

Daya pancar di udara + 10 m, di dalam aluminium lebih dari 1 m

Menyimpang dalam medan magnet dan medan listrik, simpangannya lebih besar dari sinar alfa.

Dapat menghitamkan pelat foto.

Daya ionisasinya lebih kecil dari sinar alfa.

Contoh desintegrasi isotop radium dengan nomor massa 228 menjadi isotop aktinium dengan nomor massa 228.

atau

Catatan :

elektron e diberi tanda nomor atom -1 karena massanya negatif dan nomor massa 0, karena massanya hanya 0,0005 sma.

Nomor atom bertambah satu, massa atom tetap jika memancarkan sinar beta, dapat dituliskan :

atau

Jika massa inti induk mx, inti anak my dan sinar adalah m, maka energi yang dibebaskan , E adalah,E = [ Zmx - my m] 931,5 MeV/sma

3. Pemancaran Sinar Gamma ()

Sinar gama () merupakan pancaran gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang sangat pendek.

Kecepatan sama dengan kecepatan cahaya 3 x 108 m/s.

Pancaran gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang ( 0,5 0,001 A )

Tidak punya daya pengion, karena tidak bermuatan.

Dapat menghitamkan pelat foto.

Sinar gamma terjadi bila ada sebuah proton berubah menjadi netron dan membebaskan sebuah positron.

Nomor atom dan nomor massa tidak berubah jika memancarkan sinar gama.Persamaan reaksi :

Contoh :1. ;

2.

4.7 Peluruhan

4.7.1 Aktivitas Bahan Radioaktif

Kemungkinan suatu inti tertentu akan mengalami desintegrasi dalam satu satuan waktu disebut tetapan atau konstanta desintegrasi (= )

Banyaknya inti yang berdesintegrasi dalam waktu 1 detik disebut aktivitas inti (= A), dengan satuan :

Becquerel (= Bq) = (d/det) = kejadian/detik = 1 partikel / detik.

1 Bq = 27. 10-12 Currie

1 Currie (= Ci) = 3,7 x 1010 d/detik.

= 3,7 x 106 rd.

Jika pada suatu saat banyaknya inti (atom) unsur radioaktif = N, konstanta peluruhan maka aktifitas A inti dirumuskan :

A = N

dengan

A = aktivitas inti

= konstanta peluruhan (tergantung pada jenis unsur radioaktif)

N = banyaknya unsur radioaktif

4.7.2 Hukum Peluruhan Radioaktif

Aktivitas radiasi dapat didefinisikan sebagai laju berkurangnya inti yang belum meluruh terhadap waktu.

A = (Tanda negatif diberikan karena N berkurang terhadap waktu.)Sehingga N = , jika kedua ruas diintegralkan dan disederhanakan, diperoleh,

[ln N]

ln N ln N0 = - (t-0) ( ln = -t

Hukum peluruhan radioaktif

N = No e-t

dengan :

No = banyaknya inti radioaktif mula-mula

Ao= aktivitas inti radioaktif mula-mulaN = banyaknya inti radioaktif setelah meluruh selama t sekon

A= aktivitas inti radioaktif setelah meluruh selama t sekon

e= bilangan natural = 2,718. . . . = konstanta peluruhan = konstanta desintegrasi ( s-1 )

t = lamanya meluruh ( s )dengan mengalikan dengan , diperoleh,

N = No e-tAktivitas radioaktif

A = Ao e-tdengan,A0 = aktivitas awal pada t = 0 (satuan becquerel atau Bq)

A = aktivitas setelah selang waktu t (dalam Bq)

1 Bq = 1 peluruhan/sekon

Satuan aktivitas lain yang sering digunakan adalah currie didefinisikan dari banyaknya peluruhan yang dilakkan oleh satu gram radium dalam waktu satu sekon.

1 currie = 3,7 x 1010 peluruhan/s = 3,7 x 1010 BqCatatan :

Isotop,Unsur-unsur yang memiliki beberapa atom yang berbeda dalam nomor massanya (=A) tetapi selalu sama dalam nomor atomnya (=Z) sehingga masih mempunyai sifat kimianya yang sama tetapi berbeda sifat fisikanya disebut isotop

Isotop adalah nuklida - nuklida yang mempunyai nomor atom Z sama tetapi nomor massa A berbeda.

Misalnya,

1. Isotop hidrogen

2. Isotop helium

3. Isotop karbon

4. Isotop lithium

5. Isotop oksigen

IsobarIsobar adalah nuklida - nuklida yang mempunyai nomor massa A sama, tetapi nomor atom (Z)berbeda. Misalnya,

IsotonIsoton adalah nuklida-nuklida yang mempunyai jumlah netron (N) yang sama (banyaknya N = A Z) tetapi tak sama banyaknya proton.

Misalnya,

jumlah netronnya sama yaitu 7, jumlah netronnya sama yaitu 2

4.8 Waktu Paro

Peristiwa pecahnya inti secara spontan disebut desintegrasi atau meluruh. Suatu unsur radioaktif selalu meluruh untuk menuju ke keadaan stabilnya.

Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan oleh unsur radioaktif agar inti yang belum meluruh tinggal separo dari inti mula-mula. Waktu paruh dari unsur radioaktif ini tidak sama dan tergantung jenisnya, semakin cepat waktu paruh unsur radioaktif semakin aktif unsur tersebut, sehingga cepat stabil. Misal, jumlah inti mula-mula No, maka dalam waktu,

t = T ( N = No

t = 2T ( N = No

t = 3T (N = Nosehingga dalam waktu

t =

( N = No

dengan,

N = inti yang belum meluruh

No = inti mula-mula

T = waktu paruh

t = lama meluruh

Rumus di atas menunjukkan hubungan antara N dan No, berlaku juga untuk hubungan antara massa zat radioaktif yang belum berdesintegrasi (= m) dan massa mula-mula (= mo) dan aktivitas inti setelah meluruh.

m = mo dan A = Ao Hubungan Tetapan Peluruhan dengan Waktu Paro

Dengan t = T (waktu paro), maka A = Ao dan persamaan menjadi

Ao = Ao e-t ( Ao e-T =

ln e-T = = ln 2 1 - T = - ln 2 ( =

=

Contoh Soal 4.4.2

Suatu bahan radioaktif mempunyai tetapan desintegrasi 1,386/hari. Mula-mula mempunyai aktivitas 400 C. Berapa aktivitasnya setelah 2 hari ?

Penyelesaian

T =

Nt = N0

Nt = 400. = 25 C

Contoh soal 4.5

Unsur radon () meluruh dengan memancarkan partikel alfa menjadi polonium () Jika massa radon mula-mula 16 gram dan waktu paruhnya 3,8 hari, tentukan :

a. sisa radon setelah 19 hari

b. waktu yang diperlukan agar 14 gram radon meluruh.

Penyelesaian :

Diketahui : mo = 16 gram; T = 3,8 hari

Ditanyakan : a). m = . . . ? t = 19 hari

b). t = . . . . ? agar 14 gram radon meluruh.

Jawab :

a. m = mo

m = 16

m = 16

m = 0,5 gramb. Karena 14 gram meluruh, maka radon yang masih tersisa m = 2,0 gram

m = mo

2 = 16

t = 11,4 hariContoh soal 4.6

Suatu sampel unsur radioaktif terdiri dari 1018 atom. Waktu paro unsur tersebut 2000 hari. Hitunglah :

a. sisa unsur yang meluruh 5000 hari dan

b. aktivitas setelah 5000 hari

Penyelesaian

a. Jumlah unsur yang tersisa

N = No = 1018x = 1018 x 0,1768 atom

b. Hitung dahulu konstanta peluruhan

= =

aktivitas unsur setelah 5000 hari adalah :

A = N = x1018x 0,1768 A = 7,092 x 1011/s

Contoh soal 4.7Suatu bahan radioaktif mempunyai tetapan desintegrasi 1,386/hari. Mula-mula mempunyai aktivitas 400 C. Berapa aktivitasnya setelah 2 hari ?

Penyelesaian

T = = = 0,5 hari

N(t) = N0

( N(t) = 25 C

4.9 Deret Radioaktif

Peluruhan radioaktif berantai adalah proses peluruhan berantai dimana setiap hasil peluruhan pertama, kedua, dan seterusnya, yang masih bersifat radioaktif terus meluruh sampai pada akhirnya tercapai isotop stabil dan mengikuti suatu urutan yang disebut deret radioaktif.DeretInti IndukWaktu ParoRumus deretInti stabil akhir

Uranium

Aktinium

Thorium

Neptunium

4,47 x 1097,14 x 1081,41 x 1010

2,14 x 1064n + 2

4n + 3

4n

4n + 1

1. Hitung energi ikat (dalam satuan MeV) dari jika massa intinya 125,903 sma, massa proton dan netronnya masing-masing 1,007 sma dan 1,008 sma !

2. Nyatakan dalam joule energi ikat dari

EMBED Equation.3 C, jika massa inti carbon, massa proton dan netron berturut-turut 12,00 sma; 1,007 sma; 1.008 sma. 1 sma = 1,66 x 10-27 kg dan cepat rambat cahaya 3 . 108 ms-1 .

3. Hitung berapa joule energi yang dibebaskan pada penembakan dengan proton sehingga menghasilkan dua partikel alfa, massa proton, netron, Li, dan He berturut-turut 1,007 sma; 1,008 sma; 7,003 sma dan 4,003 sma, jika 1 sma = 1,66 x 10-27 kg dan cepat rambat cahaya 3.108 ms-1 4. Suatu bahan radioaktif dengan tetapan desintegrasi 6,93 / tahun. Hitung waktu paro bahan ini !

5. Setelah 100 hari, suatu zat radioaktif meluruh sebanyak 0,75 gram. Berapa waktu paro zat itu jika mula-mula 1 gram ?

6. Inti 239Pu mengalami peluruhan alfa dengan waktu paro 2,41 x 104 tahun. Hitunglah daya keluaran, dalam watt, yang dapat diperoleh dari 1,00 gram 239Pu. (Massa 239Pu = 239,05 sma; 235U = 235,04 sma ; = 4,0026 sma)7. Hitunglah energi kinetik maksimum elektron yang dipancarkan dalam peluruhan zarah beta dari Be. (massa atom Be = 11,0216 sma; B = 11,0093 sma)

8. Massa isotop neon bermuatan tunggal Ne+ adalah 3,3 x 10-26 kg. Berkas ion ini memotong tegak lurus daerah bermedan magnet 0,3 T. Berkas ion menempuh orbit lingkaran dengan jari-jari 0,22 m. Berapa :

A. kecepatan ion,

B. beda potensial untuk mempercepat ion mencapai kecepatan ini ?

(muatan elementer = 1,6 x 10-19 C)

9. Suatu unsur radioaktif memiliki waktu paruh 20 hari. Berapa bagiankah dari jumlah asalnya zat radioaktif yang belum meluruh setelah 60 hari ?

10. Aktivitas suatu nuklida radioaktif tertentu turun dari 1,0 x 1011 Bq menjadi 2,5 x 1010 Bq dalam 10 jam. Hitung waktu paro nuklida itu !.

11.Bagaimana cara Henri Becquerel mengetahui bahwa sinar yang dipancarkan uranium bukan gejala fosforesensi atau fluoresensi?

12.Mengapa partikel alfa lebih sulit menembus suatu zat dibandingkan dengan partikel neutron?

13.Apakah yang disebut dengan keaktifan suatu unsur radioaktif?

14.Apakah arti dari keaktifan suatu unsur 120 Bq?

15.Waktu paruh radium adalah T. Jika mula-mula terdapat 0,1 gram radium, setelah berapa lama radium menjadi 0,05 gram dan menjadi 0,025 gram?

16.Bagaimana para fisikawan dapat mengetahui bahwa partikel beta adalah elektron?

17.Bagaimana caranya kita mengetahui bahwa dalam suatu tempat terdapat radiasi unsur radioaktif?

18.Sebanyak 100 gram unsur P dengan waktu paruh 122 hari meluruh menjadi unsur Q. Tentukan massa P dan Q setelah 1 tahun!

19.Suatu inti u menangkap sebuah atom neutron yang sedang bergerak lambat dan terbelah menjatfi inti barium Ba dan kripton Kr sambil memancarkan beberapa buah partikel, tentukan

a. nama partikel yang dipancarkan;

b. jumlah partikel yang dipancarkan!

20. Waktu paruh yodium-131 sama denan 8 hari. Pada awalnya terdapat sekitar 4,0 x 1014 inti atom yodium-131.

a. berapakah aktivitasnya ?

b. berapa banyak yodium-131 yang tersisa setelah 1 hari ?

21. Suatu sumber radiasi memiliki aktivitas awal 10 mCi. Berapa banyak peluruhan/s yang akan diamati setelah 20 tahun ? jika waktu paro sumber 23 tahun.

22.Isotop perak memiliki waktu paruh 20 menit.

a. berapa bagiankah massa yang tersisa setelah 1 jam ? b. Berapa bagiankah massa yang telah meluruh setelah 4 jam ?

23. Dua sampel radioaktif A dan B memiliki waktu paro 25 menit dan 30 menit. Pada awalnya sampel A dan B memiliki jumlah atom yang sama, berapakah perbandingan setelah 40 menit ?

24. Untuk Cobalt-60 yang memiliki waktu paro 5,3 tahun, berapakah waktu yang diperlukan agar aktivitasnya tinggal 10 % dari aktivitas awal ?

25. Suatu materi yag massanya 100 gram menyerap energi radiasi pengion berupa sinar gamma sebesar 2 x 10-4 joule. Tentukanlah besar dosis serap materi itu !

26. Suatu unsur radioaktif memiliki waktu paro 20 sekon. Setelah beberapa waktu unsur radioaktif itu tinggal 1/64 bagian. Berapa lama unsur radioaktif tersebut tetap tersimpan ?

27. Aktivitas sebuah sumber radioaktif berkurang 1/8 bagian dari aktivitas awalnya dalam selang waktu 30 jam. Tentukan waktu paruh dan tetapan leuruhannya !

28. Hitung besarnya dosis serap dari suatu materi yang massanya 200 gram jika materi tersebut menyerap energi radiasi pengion sebesar 4 x 10-4 Joule !

29. Massa unsur 79Au200 radioaktif adalah 3 x 10-9 kg. Jika aktivitas unsur radioaktif itu 2,18 x 1012 Bq, tentukanlah besar konstanta peluruhannya !

30. Dengan spektrograf massa dapat ditentukan jari-jari lintasan sebuah ion yang muatannya 2 uC, yaitu 0,2 cm. Jika dalam percobaan kecepatan ion dibuat 4.106 ms-1 dan digunakan medan magnet 0,08 tesla, berapa massa ion tersebut ?

1. + ( +

Manakah diantara pernyataan berikut ini yang benar ?

A. nomor atom O = 8, nomor massa O = 16

B. nomor atom O = 8, nomor massa O = 17

C. nomor atom O = 8, nomor massa O = 18

D. nomor atom O = 9 , nomor massa O = 18

E. nomor atom O = 9, nomor massa O = 17

2. berubah menjadi dengan memancarkan beberapa partikel. Partikel-partikel yang dipancarkan itu adalah . . . .

A. 3 alfa dan 2 beta

B. 2 alfa dan 2 beta

C. 2 alfa dan 2 gamma

D. 2 alfa, 1 beta, dan 1 gamma

E. 4 alfa, 4 beta, dan 2 gamma

3. Inti Thorium ( ) memancarkan partikel alfa dan inti yang terjadi kemudian meman- carkan partikel beta. Inti terakhir adalah . . . .

A.

B.

C.

D.

E.

4. Atom perak mempunyai nomor atom 47 dan nomor massa 109. Jumlah elektron, proton, dan netron yang terdapat dalam atom tersebut adalah . . . .

A. elektron 47, proton 47, dan netron 62

B. elektron 62, proton 47, dan netron 47

C. elektron 47, proton 62, dan netron 47

D. elektron 56, proton 109, dan netron 47

E. elektron 62, proton 62, dan netron 47

5. Sebuah atom memiliki . . . .

A. 92 elektron, 92 proton, dan 146 netron

B. 92 elektron, 146 proton, dan 92 netron

C. 146 elektron, 92 proton, dan 92 netron

D. 238 elektron, 146 proton, dan 92 netron

E. 238 elektron, 238 proton, dan 92 netron

6. Zatzat radioaktif ialah zat yang . . . .

A. atom-atomnya tak stabil

B. memancarkan gelombang radio

C. secara aktif bereaksi dengan benda-benda lain

D. terdiri dari nomor atom dan nomor masa sama

E. nomor atom dan nomor massa berbeda

7. Uranium adalah zat radioaktif. Pertama kali ditemukan oleh . . . .

A. Maxwell

B. Einstein

C. Becquerel

D. Curie

E. Newton

8. Sinar alfa ialah . . . .

A. Elektron B. sinar rontgen

C. Radioaktif D. inti ion helium

E. bukan salah satu di atas

9. Salah satu ciri dari sinar alfa adalah .

A. lintasannya membelok dalam medan magnet

B. ia tidak bermuatan

C. ia sama dengan sinar katoda

D. terdiri dari atom-atom helium

E. terdiri dari atom-atom hidrogen

10.Urutan sinar radioaktif dari yang daya ionisasi kuat ke yang paling lemah adalah ....

A. gama, alfa, beta

B. beta, gama, alfa

C. alfa, beta, gamma

D. gama, beta, alfa

E. beta, alfa, gama

11. Pernyataan berikut yang benar adalah . . . .

A. sinar alfa bermuatan negatif, daya tembusnya lebih kecil dari sinar beta

B. sinar beta bermuatan negatif, daya tembusnya lebih kecil dari sinar alfa.

C. sinar gama adalah gelombang elektromagnet, daya tembusnya lebih besar dari sinar beta

D. sinar alfa bermuatan negatif, daya tembusnya lebih besar dari sinar beta

E. sinar beta bermuatan negatif, daya tembusnya lebih besar dari sinar beta

12. Sinar alfa mempunyai sifat . . . .

(1). Intinya tidak stabil

(2). Mempunyai nomor massa yang sama tetapi nomor atom berlainan

(3). Mempunyai netron yang sama banyaknya dalam inti

(4). Mempunyai nomor atom yang sama tetapi nomor massa yang berbeda

Yang benar adalah . . . .

A. (1), (2), dan (3)

B. (1) dan (3)

C. (4) saja

D. (2) dan (4)

E. (1), (2), (3), dan (4)13. Yang manakah dari inti di bawah ini yang paling aktif ?

A. , waktu paruh 4,7 x 109 tahun

B.

C. , waktu paro 2,14 menit

D. , waktu paro 1622 tahun

E. , waktu paro 1,54 menit

14. Dari pernyataan-pernyataan tentang sinar radioaktif yang salah adalah . . . .

A. radioaktif mempengaruhi plat film

B. sinar gama mempunyai daya tembus terbesar.

C. Sinar gama mempunyai daya ionisasi terbesar.

D. Sinar beta tidak bermuatan dan tidak bermassa.

E. Sinar alfa bernomor atom 2 dan bernomor massa 4

15. Nuklida radioaktif yang berada di sebelah kanan kurva kestabilan nuklida dalam diagram Z-N, kemungkinannya akan mengadakan peluruhan . . . .

A. alfa dan positron

B. elektron dan positron

C. alfa dan electron

D. alfa, positron, dan electron

E. elektron

16. Jika Z sama dengan jumlah proton, dan N sama dengan jumlah netron, maka unsur-unsur ringan yang stabil ( Z < 20 ) memenuhi . . . .

A,

B.

C.

D. E.

17. Nuklida merupakan nuklida tidak stabil. Nuklida tersebut dapat mencapai kestabilan dengan memancarkan . . . .

A. alfa

B. positron

C. proton

D. beta E. neutron

18. Suatu radioaktif meluruh dengan waktu 20 hari. Agar zat tersebut hanya tinggal bagian saja dari jumlah asalnya, maka diperlukan waktu untuk meluruh dalam . . . . ( hari ).

A. 27,5

B. 30

C. 40

D. 60

E. 65

19. Tetapan peluruhan suatu unsur radioaktif 0,0693 per hari berarti waktu paruh unsur tersebut adalah . . . . ( hari )

A. 6

B. 8

C. 9

D. 10

E. 11

20. Perhatikan diagram di bawah !

Dari diagram dapat disimpulkan bahwa waktu paroh zat radioaktif itu adalah . . . . ( tahun ).

A. 2

B. 3

C. 6

D. 8

E. 10

21. 100 gram unsur A dengan waktu paroh 122 hari meluruh menjadi unsur B. Massa A dan B setelah tahun adalah . . . .

A. 93,75 gram dan 6,25 gram

B. 6,26 gram dan 93,75 gram

C. 12,5 gram dan 87,5 gram

D. 87,5 gram dan 12,5 gram

E. 25 gran dan 75 gram

22. Waktu paruh adalah 6,8 jam. Apabila zat radioaktif itu mula-mula 64 milli gram dan akhirnya tinggal milli gram, maka lamanya meluruh . . . . jam.

A. 40,2 C. 40,4 E. 42,6

B. 44,2 D. 46,6

23. Bila waktu paruh suatu unsur radioaktif besarnya T detik, maka setelah 4T detik unsur radioaktif tinggal . . . . (bagian)

A. B.

C. 1/8

D. 1/16E. tetap (1 bagian)

24. Satuan yang umum digunakan untuk menyatakan ambang dosis serapan radiasi bagi pekerja adalah . . . .

A. Sievert

D. Gray

B. BecquerelE. RutherfordC. Bohr

25. Grafik di samping menunjukkan hubungan antara kekuatan pancaran dengan waktu suatu bahan radioaktif. Tetapan peluruhan dari bahan radioaktif tersebut adalah . . . .

A. 0,3465/s

D. 0,6930 /s

B. 0,9630/s

E. 0,3465/jam

C. 0,4636/jam

26. Manfaat dari radioisotop antara lain, kecuali .A. menentukan kandungan air dalam tanah

B. mengukur kecepatan aliran/debit aliran air

C. mengukur panjang pipa saluran yang terbenam di tanah

D. mempelajari sirkulasi darah

E. mendeteksi adanya tumor otak

27. Sinar-sinar yang dipengaruhi oleh medan magnet adalah . . . .

A. alfa

D. beta

B. gamma

E. alpha dan beta

C. gamma dan alfa28. Dari zarah-zarah alfa, beta, dan gamma yang muatannya sama dengan elektron . . . A. alfa

D. beta

B. gamma

E. alpha dan beta

C. alfa dan gamma

29. Ion-ion hidrogen dilewatkan melalui medan magnet. Arah gerak ion-ion tersebut tegak lurus garis gaya magnet. Kecepatan ion-ion sama. Jika jari-jari lintasan deutron = 120 cm, maka besar lintasan jari-jari proton dihitung dalam cm . . . .

A. 60

B. 30

C. 120

D. 180

E. 240

30. Nomor massa dari suatu unsur ditentukan oleh . . . .

A. jumlah elektronnya

B. jumlah protonnya

C. jumlah elektron dan proton

D. jumlah elektron dan netron

E. jumlah nomor atomnya

31. Massa neutron, proton, dan partikel alfa masing-masing 1,008 sma, 1,007 sma, dan 4,002 sma. Jika 1 sma = 931 MeV, maka tenaga ikat partikel alfa adalah . ( MeV )

A. 0,931 B. 24,206C. 26,068

D. 27,930E. 30,965

32. Satuan kekuatan pemancar radioaktif dalam SI adalah . . . .

A. curie

C. Lumen

B. Hertz

D. Watt E. Becquerel

33. Waktu paruh dari suatu unsur radioaktif ialah . . . .

A. separuh umur dari radioaktif itu

B. waktu yang diperlukan oleh unsur itu yang berkurang separuh jumlah elektronnya

C. waktu yang diperlukan oleh unsur itu yang berkurang separuh jumlah protonnya

D. waktu yang diperlukan oleh unsur itu sehingga jumlah atom yang belum membelah menjadi separuh dari jumlah atom mula-mula

E. waktu yang diperoleh oleh inti unsur itu selagi terjadi inti yang stabil

34. Suatu zat radioaktif mula-mula mempunyai kekuatan radiasi 64 Curie dan mempunyai waktu paro 5 detik. Setelah setengah menit kekuatan radiasinya tinggal . . . .

A. 32 curie

C. 18 curie

B. 8 curie

D. 4 curieE.1 curie

35. Bila waktu paro suatu unsur radioaktif besarnya 1 detik, maka setelah 4 detik yang meluruh . . . .

A. bagianB. bagian

C. bagianD. bagian

E. bagian

36. Pengaruh sinar alpha pada sebuah atom dapat menimbulkan :

1.) Eksitasi

2.) Ionisasi

3.) Transmutasi 4.) Transisi

Yang benar adalah

A. (1), (2) dan (3) D. hanya (4)

B. (1) dan (3) E. (1), (2), (3) dan (4)

C. (2) dan (4)37. Lintasan-lintasan zarah yang dipercepat dalam siklotron berupa . . . .

A. LingkaranE. bola

B. ellips

C. spiral dengan jari-jari makin besar

D. spiral dengan jari-jari makin kecil.

38. Unsur radioaktif mempunyai waktu paruh 100 sekon, massa bahan radioaktif 8 gram. Massa bahan unsur tersebut setelah 5 menit kemudian tinggal . . . gram.

A. 4C. 1/4

D. 2

B. 1

E.

39. Misalkan ada suatu bahan radioaktif yang mengandung 4 x 1021 atom. Dalam keadaan ini skala counter menunjukkan pembacaan 800 radian/menit. Beberapa waktu kemudian skala counter menunjukkan pembacaan 100 radian/menit. Berapa atom dari unusur tersebut masih ada ?

A. 2 x 1021

C. 1021B. 8 x 1020

D. 5 x 1020E. 102040. Yang benar pernyataan di bawah ini tentang waktu paruh adalah . . . .

1) waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan agar jumlah inti unsur radioaktif tinggal separuh dari semula

2) waktu agar jumlah proton berkurang separuh

3) waktu agar aktivitasnya tinggal separuhnya

4) waktu agar jumlah radiasinya menurun seperempat semula

A. (1), (2), dan (3)

D. (1) dan (3)

B. (2) dan (4)

E. (4)

C. (1), (2), (3), dan (4)41. Sebuah unsur radioaktif mempunyai waktu paro 15 jam. Konstanta peluruhannya adalah . . A. 1,283 x 10-5 s-1.

B. 0,0462 x 10-5 s-1.

C. 10,395 x 10-5 s-1.

D. 10,295 x 10-4 s-1.E. 12474 s-1.

42. Aktivitas dari 10 g radon yang waktu paronya 3,8 hari adalah . . . .A. 2,1 x 10-6 Bq

B. 2,7 x 104 Bq

C. 15,3 x 105 Bq

D. 15,3 x 106 BqE. 2,7 x 106 Bq

43. Aktivitas radium yang mula-mula 1 gram (226Ra), jika waktu paronya 1620 tahun (M = 226 g/mole) adalah . . . .A. 2,66 x 1021

B. 5,11 x 1010.

C. 3,6 x 1010 Bq

D. 3,6 x 1010 BqE. 0,97 x 1010 Bq

44. Nitrogen ditembakkan dengan partikel alpha sehingga dihasilkan oksigen dan nitrogen sesuai reaksi berikut :

Energi reaksinya adalah . . . .

(= 4,000260 sma; = 14,00307 sma; = 16,99913 sma; = 1,00783 sma)

A. - 1,20076 MeVB. 1,20076 MeV

C. 3,07 x 10-3 MeVD. 3,07x103 MeVE. - 1,20076 x 103 MeV

45. Energi yang diperlukan untuk membangun inti atom 2He4 setara dengan massa defect, berarti :A. [{ 2 mP + 2 mn } - minti He-4]

B. [{ 4 mP + 2 mn } - minti He-4]

C. [{ 2 mP + 4 mn } - minti He-4]

D. [{ 2 mP + 2 mn } - 4 minti He-4]

E. [{ 4 mP + 4 mn } - 2 minti He-4]

46. Inti atom melepaskan partikel alpha dan partikel beta. Jika inti atom baru yang terjadi Y, maka inti atom tersebut dilambangkan dengan A.

C. B.

D.

E.

47. Isotop adalah unsur-unsur yang di dalam intinya memiliki .

A. jumlah neutron dan proton sama besar

B. jumlah neutron sama banyak sedang jumlah protonnya tidak

C. jumlah proton sama banyak sedang jumlah neutronnya tidak

D. jumlah neutron yang lebih banyak dari jumlah protonnya

E. jumlah proton yang lebih banyak dari jumlah neutronnya

48. Partikel-partikel elementer di bawah ini kedua-duanya bersifat stabil, kecuali

A. proton dan elektron

B. elektron dan foton C. muon dan neutron

D. muon dan neutrino E. foton dan neutrino

49. Dari peristiwa penembakan dengan suatu partikel akan terbentuk unsur baru dan terpancar sebuah neutron. Partikel yang digunakan untuk penembakan adalah partikel .

A. neutron

B. positron

C. deuteron

D. proton E. triton

50. Tiap fisi di dalam reaktor yang menggunakan bahan bakar U-235 melepaskan energi 200 MeV. 2,35 kg bahan bakar U-235 menghasilkan energi sebesar .

A. 2,0 x 1014 J D. 3,2 x 1011 J

B. 1,9 x 1013 J

E. 6,0 x 1014 J

C. 1,6 x 1012 J %EF2011%

4.10 Reaksi Inti

Apabila dua buah inti saling berdekatan, maka penyusunan kembali nukleon dapat terjadi sehingga terbentuk satu atau lebih inti baru. Proses semacam ini disebut reaksi inti atau reaksi nuklir. Reaksi inti adalah proses perubahan yang terjadi dalam inti atom akibat bertumbukan dengan partikel atau inti lain. Perubahan yang terjadi disebut perubahan inti.

4.10.1 Hukum - hukum Kekekalan dalam Reaksi Inti

Dalam peristiwa reaksi inti ada yang menyerap kalor dan ada yang melepas kalor, tetapi kedua-keduanya harus berlangsung pada suhu yang sangat tinggi untuk melawan gaya tolak di antara keduanya. Reaksi inti dapat terjadi dengan cara menembaki unsur-unsur dengan partikel-partikel, misal partikel alfa, netron, proton, deteron. Energi partikel harus besar supaya dapat mengatasi gaya tolak dari muatan positif inti.

Contoh reaksi Inti

Reaksi inti umumnya terjadi melalui dua tahapan yang satu sama lain saling terpisah, yaitu : Pertama, partikel datang menumbuk inti target. Kedua, partikel bergabung membentuk inti baru yang disebut inti majemuk yang nomor massanya merupakan penjumlahan dari nomor atom partikel semula.

Contoh : Peluruhan partikel alpha.

Setiap reaksi inti harus memenuhi :

1. Hukum Kekekalan Momentum,

Dalam suatu reaksi inti Jumlah momentum sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

2. Hukum Kekekalan Nomor Atom.

Jumlah nomor atom sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

3. Hukum Kekekalan Nomor Massa,

Jumlah nomor massa sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

Contoh :

Jumlah nomor atom sebelum reaksi = 1+ 9 = 10

Jumlah nomor atom sesudah reaksi = 8 + 2 = 10 , sama

Jumlah nomor massa sebelum reaksi = 1 + 19 = 20

Jumlah nomor massa sesudah reaksi = 16 + 4 = 20, sama.

4. Hukum kekekalan energi

Jumlah energi sebelum reaksi harus sama dengan jumlah energi setelah reaksi.

Tabel 4.1 Lambang partikel-partikel dasar dengan nomor atom dan nomor massanya.

PartikelNomor atom atau muatanNomor MassaLambang Partikel

Proton11

Netron01

Elektron- 10

Positron+ 10

Alfa24

Beta- 10

Gamma00

Hukum Kekekalan Energi,

Energi sebelum reaksi sama dengan energi sesudah reaksi.

Reaksi inti dengan inti sasaran X yang ditembak dengan sebuah partikel a, menghasilkan partikel baru Y dan sebuah partikel b dan melepaskan energi Q :

a + X ( Y + b + Q

Energi reaksi Q dapat dihitung dengan hukum kekekalan energi yang menyatakan bahwa energi sebelum reaksi sama dengan energi sesudah reaksi.

Jika X dan a disebut reaktan (pereaksi) dengan energi reaktan, Y dan b disebut produk (hasil reaksi) dengan energi reaksi Q, maka energi sesudah reaksi adalah energi produk ditambah dengan energi reaksi.

Energi reaktan = energi produk + energi reaksiOleh karena massa 1 sma setara dengan energi sebesar 931 MeV, maka untuk semua massa dalam satuan sma berlaku :

Energi reaktan = (ma + mx) .931 MeV

Energi produk = (my + mb).931 MeV

Q = { ( ma + mx ) - ( my + mb ) } .931 MeV

Jika Q>0, maka terdapat energi yang dibebaskan, dan disebut reaksi eksotermik.

Jika Q < 0, maka terdapat energi yang diserap, dan disebut reaksi endotermik.

Faktor c2 merupakan tara ekivalensi energi 1 sma dengan E = mc2, yaitu :

1 sma x c2 = ( 1,660566 x 10-27 kg ) x ( 3 x 108)2 = 931,5 MeV

Hukum Kekekalan Nomor atom dan Nomor massaContoh reaksi inti,

a. Dengan netron b. Dengan proton

c. Dengan deteron d. Dengan partikel alfa

( Rutherford )

e. Reaksi Pembentukan deteron ()

Reaksi pembentukan

, Q = 4,03 MeV

Reaksi akhir pembentukan inti helium,

; Q = 17,59 Mev

Pada tiap tahap di atas dilepaskan energi yang besar. Energi ini disebut energi termonuklir.

4.10.2 Pembelahan Inti

Reaksi Inti yang melepaskan Kalor

1. Fusi (= fussion = penggabungan = peleburan inti) adalah penggabungan dua inti ringan (A < 20) bergabung menjadi sebuah inti yang lebih berat disertai dengan pelepasan energi, dan sering disebut reaksi termonuklir. Reaksi fusi terjadi pada suhu yang sangat tinggi.

Contoh - Sumber energi di Matahari dan Bintang (hidrogen menjadi helium). - bom hidrogen (peledakan). - Reaksi dalam bom H

Hasil bom hidrogen tidak radioaktif, maka disebut juga bom bersih.

Reaksi dalam Matahari dan Bintang

;

Tahapan reaksi :

; E = 3,27 MeV.

; E = 4,03 MeV.

; E = 17,59 Mev

Contoh lain reaksi fusi adalah pada pembentukan deuteron dari sebuah proton, pembentukan partikel alpha dari deuteron1.

2.

Keuntungan dari reaksi fusi ini adalah mudahnya didapatkannya deuterium, deuterium dapat diperoleh dari air laut walaupun kadarnya kecil, hanya kira-kira 0,015 %.

Reaksi fusi yang lebih memberikan harapan untuk digunakan sebagai reaktor fusi adalah deuterium-tritium sebagai bahan reaksinya. Karena reaksi deutrium-tritium dapat membebaskan energi yang lebih besar dari yang lainnya pada temperatur yang relatif rendah.

2. Fisi ( =fission = Splyting = pembelahan inti )

yaitu pembelahan inti berat (A > 230) menjadi 2 bagian inti atom atau lebih yang lebih ringan, yang disertai dengan pemancaran energi dan radiasi.

Inti berat yang ditumbuk oleh partikel dapat membelah menjadi dua inti yang lebih ringan. Dalam reaksi inti ini, massa produk lebih kecil daripada massa total reaktan. Selisih massa ini akan muncul sebagai energi.

Reaksi yang selisih massanya tidak jauh berbeda disebut pembelahan inti atau fisi.

Sebelum terjadi fisi biasanya satu netron bergabung dengan inti berat itu. Sedangkan pada fisi dapat dilepaskan 2, 3, atau 4 netron baru. Energi yang dibebaskan pada fisi ini disebut Nuklir.

Netron-netron baru ini menimbulkan fisi lagi sehingga terjadi reaksi berantai, (= chain reaction = ketting reaktie). Pada reaksi fisi dibebaskan energi.

Contoh : Reaksi inti ini merupakan reaksi penyerapan neutron

;inti gabungan : xenon dan stronsium

Fisi terjadi juga pada peledakan bom atom.

Ruas kanan persamaan inti di atas ada beberapa kemungkinan :

Selain dengan penyerapan neutron fisi juga dapat terjadi dengan penembakan sinar gamma atau proton. Suatu hal yang luar biasa pada fisi inti adalah begitu besarnya energi yang dihasilkan. Misalnya, jika uranium 235 terpecah menjadi dua, beda energi ikat pernukleon sekitar 0,8 MeV, sehingga energi keseluruhan yang dikeluarkan 0,8 x 235 nukleon = 188 MeV.

Hasil reaksi dapat mengandung radioisotop, maka bom atom berbahaya karena panasnya dan radiasi hasil reaksi.

Produk fisi yang bisa keluar dari reaktor gas adalah gas Xenon, gas argon, gas kripton, dll.

4.10.3 Reaksi BerantaiPada reaksi berantai paling sedikit harus ada salah satu netron yang terjadi pada pembelahan inti menyebabkan pembelahan inti berikutnya. Massa paling sedikit yang dapat menyebabkan reaksi berantai disebut massa kritik, untuk Uranium 230 jumlah tersebut kira-kira 1 kg. Apabila jumlah bahan fisi lebih besar dari pada massa kritiknya, reaksi akan dipercepat dan berlangsung terus selama masih ada bahannya. Uranium yang terdapat di dalam tambang-tambang terdiri dari 0,7 % U-235 dan 99,3 % U 238. Reaksi berantai hanya dapat dilaksanakan dengan U-235, terutama karena untuk pembelahan inti U-238 diperlukan penyerap netron-netron cepat.

Contoh Soal 4.8

Perhatikan persamaan reaksi di bawah ini !

Tentukan energi yang dihasilkan reaksi tersebut, jika diketahui :

Massa = 9,012186 sma; Massa = 4,002604 sma

Massa = 12,000000 sma; Massa = 1,008665 sma

Penyelesaian :

(massa + massa )= 9,012186 sma + 4,002604 sma = 13,014790 sma

massa = 12,000000 sma + massa = 1,008665 sma = 13,008665 smaMaka, energi yang dihasilkan adalah :

E = {( massa + massa ) (massa + massa )} 931 MeV

E = (13,014790 13,008665 ) 931 MeV

( E = 5,682 MeV

Contoh Soal 4.9

Radium 224 meluruh dengan memancarkan partikel a dan menghasilkan radon-220 menurut persamaan reaksi

Hitung energi reaksi, jika diketahui massa inti = 224,0200 sma ,

= 220,01140 sma,

= 4,00260 sma, dan 1 sma = 931,5 Mev.

Penyelesaian :

Persamaan umum reaksi : X ( Y + b

Defek massa : m = mX - ( mY + b )

m = 224,02022 - ( 220,01140 + 4,00260) = 0,00622 sma

Energi reaksi :

Q = m x ( 931,5 MeV/sma )

( Q = 5,79 MeV

1. Apa perbedaan perubahan kimia dengan perubahan inti ?

2. Apa perbedaan reaksi kimia dengan reaksi inti ?

3. Mengapa pada reaksi berantai pada reaksi fisi 235 gram U-235 timbul energi kalor yang besar sekali ?

4. Jelaskan bagaimana caranya energi yang besar terjadi pd bom atom !

5. Jelaskan apa yg dimaksud dengan termonuklir ?

6. Apa yang dimaksud dengan isotop radioaktif ?

7.Apa sebab hal-hal yang berhubung-an dengan teknologi nuklir menimbulkan kekhawatiran bagi manusia ?

8. Lengkapilah reaksi inti di bawah ini

b.

c.

d.

9. Jika nitrogen ditembak dengan partikel alfa, maka dihasilkan sebuah inti oksigen dan sebuah proton sesuai reaksi inti berikut.

EMBED Equation.3 Tentukan energi reaksi yang terlibat dalam reaksi di atas. Diketahui massa - massa diam di atas = 4,00260 sma,= 14,00307 sma ; = 16,99913 sma = 1,00783 sma

10. Apabila = 2,009 sma = 3,016 sma = 4,003 sma ; = 1,00 sma ; dan 1 sma = 931 MeV, hitung energi yang dibebaskan pada reaksi

EMBED Equation.3 11. Tentukan energi dalam reaksi :

(a) (b).

Massa = 14,00307 massa = 11,0000 sma ; = 7,00307 sma, massa = 7,01693 sma ; massa p = 1,00783 , = 4,00260 sma ; massa n = 1,00866 sma , ( 1 sma ) = 931 MeV.

12. Radium 226 ( ) adalah unsur tidak stabil dan memancarkan sebuah partikel alfa. Tentukan inti partikel baru yang terbentuk dengan menyatakan nomor massa dan nomor atomnya .

13. meluruh menjadi isotop sambil memancarkan 8 par-tikel alfa dan beberapa elektron. Tentukan jumlah elektron yang di-pancarkan dalam peluruhan itu !.

14. Dari reaksi di bawah ini,

EMBED Equation.3 Tentukan paftikel X.

15. Suatu inti nitrogen bereaksi dengan proton menghasilkan dan X. Tentukanlah partikel X.

16. Suatu inti menangkap sebuah netron yang bergerak lambat dan terpisah menjadi inti barium dan krypton sambil memancarkan beberapa buah partikel. Apakah nama partikel yang dipancarkan dan berapa banyak partikel tersebut ?

17. Hitunglah energi total yang dibe-baskan jika 1 kg uranium habis me-ngalami pembelahan. Diketahui energi yang dihasilkan oleh pem-belahan satu inti adalah 208 MeV.

18. Hitung energi yang dibebaskan dalam peluruhan :

massa = 238,050786 sma, massa = 234,043583 sma, massa 4,002603 sma.

19. Hitung energi yang dibebaskan pada reaksi pada reaksi fisi berikut

,massa U-235 = 235,04 sma; massa Kr-92 = 91,8976 sma; massa netron = 1,0087 sma; massa Ba-141 = 140,913 sma, 1 sma = 931 MeV

20. Hitunglah energi ( dalam MeV ) yang dibebaskan oleh penggabungan dua proton dan dua netron untuk membentuk sebuah inti helium.

= 1,007825 sma, = 4,002603 sma ; netron = 1,008665 sma ; 1 sma = 931 MeV

21. Tentukan banyaknya proton, netron, dan electron dari :

a. atom

b. atom

22. Tuliskan lambang atom yang memiliki :

a. 4 proton dan 3 netron

b. 53 elektron dan 74 netron

23. Bagaimana caranya inti ringan tidak stabil yang terletak di bawah garis kestabilan N = Z misalnya , dapat mencapai inti stabil ?

1. Reaksi berantai adalah . . . .

a. penggabungan proton dan netron untuk membentuk inti atom.

b. Bergabungnya inti ringan untuk membentuk inti berat.

c. Pembelahan inti berat menjadi dua atom lebih ringan.

d. Pembelahan inti berat terus-menerus yang dipengaruhi oleh netron-netron yang dipancarkan oleh pembelahan inti berat lainnya.

e. Pembakaran uranium dalam suatu tungku khusus disebut reaktor atom.

2. Agar reaksi fusi dapat berlangsung diperlukan suhu dalam orde . . . .

a. 102 Kb. 103 K

b.105 Kd.106 K e. 108 K

3. Proses ketika sebuah inti berat terpecah menjadi dua atom yang lebih ringan disertai pelepasan energi besar disebut . . . .

a. fisi

d. fusi

b. reaksi berantai

e. transmutasi

c. peluruhan alfa

4. Dalam reaksi inti atom tidak berlaku

a. hukum kekekalan energi

b. hukum kekekalan massa atom

c. hukum kekekalan momentum

d. hukum kekekalan nomor atom

e. hukum kekekalan energi kinetik

5. Dari reaksi di bawah ini

;

X adalah . . . .

a. alfac. beta

b. gamma d. neutrone. proton

6. Agar mendapatkan inti carbon ( ) dan neutron () maka keping berilium perlu ditembak dengan berkas . . . .

a. alfa

c. beta

b. gamma

d. Proton e. deutron

7. meluruh menjadi isotop timbah oleh emisi 8 partikel alfa dan oleh emisi electron sebanyak . . . .

a. 6

b. 5c. 4d. 3e. 2

8. Reaksi di bumi kemungkinan besar menggunakan bahan bakar . . . .

a. hydrogen biasad. oksigen

b. plutoniume. Deuterium c. uranium

9. Massa netron, proton, dan partikel alfa, masing-masing 1,008 sma; 1,007 sma; dan 4,002 sma. Jika 1 sma = 931 MeV, maka tenaga ikat partikel alfa adalah . . . . ( dalam MeV )

b. 0,931c. 24,206

b. 26,06d. 27,930e. 30,965

10. Massa inti atom = 9,0121 sma sedangkan massa proton bebas 1,0078 sma dan netron berbas 1,0086 sma. Bila 1 sma setara dengan energi 931,15 MeV. Maka besarnya energi pengikat atom adalah . . . . ( MeV )

a. 51,39c.57,82

b. 62,10d.90,12

e. 90,74

11. Massa inti adalah 7,016004 sma. Jika massa proton ( mp ) = 1,007825 sma, massa netrom ( mn ) = 1,008665 sma, dan 1 sma = 931 MeV, maka energi ikat inti adalah kurang lebih . . . .

a. 25 MeV

c. 30 MeV

b. 39 MeV

d. 45 MeVe. 49 MeV

12. Partikel ditembakkan pada keping berilium, sehingga terjadi reaksi dengan persamaan :

+ ( + x

maka tanda x dari persamaan itu adalah . . . .

a.

c.

e.

b.

d.

13. Dari reaksi-reaksi inti di bawah ini yang memenuhi hukum kekekalan reaksi inti adalah . . . .

a.

b.

c.

d.

e.

14. Sumber eneri matahari adalah 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 inti terbentuk 6,6466 gram helium, maka energi yang dihasilkan adalah . . . . joule.

a. 3,8 x 1012 c. 6,8 x 1013

b. 5,1 x 1014 d. 6,6 x 1015 e. 3,6 x 1016

15. Suatu sampel aluminium seluruhnya terdiri dari . Bila menyerap sebuah elektron, maka isotop yang terjadi adalah . . . .

a.

c.

e.

b.

d.

16. Reaksi inti ( p, n) memerlukan energi sebesar 2,453 MeV. Massa adalah . . . . sma

a. 18,000935 B. 18,000953

b. 27,000935 E. 27,000593

c. 27,000953

17. Suatu reaktor melepas energi sebesar 200 MeV untuk setiap reaksi fisi. Hitung banyaknya fisi yang terjadi tiap detik, bila daya reaktor tersebut 200 MW !

a. 6 x 1018 fisi/sekond. 6x1016 fisi/sekon

b. 6 x 1014 fisi/sekone. 6 x1012 fisi/sekon

c. 6 x 1010 fisi/sekon

18. Isotop meluruh dengan memancarkan partikel alfa. Energi yang dilepaskan adalah . . . .

a. 5,27 MeVd.5,95 MeV

b. 6,12 MeVe. 6,52 MeVc. 7,02 MeV

19. Energi ikat inti adalah . . . .

a. energi yang diperlukan untuk menatukan proton-proton dan neutron-neutron dalam inti atom.

b. Energi yang diperlukan untuk memutuskan inti atom menjadi proton-proton dan neutron-neutron.

c. Energi yang diperlukan untuk menyatukan proton-proton, neutron-neutron dan elektron-elektron dalam sebuah atom.

d. Energi yang dibebaskan ketika proton-proton dan neutron-neutron bersatu dalam inti atom.

e. Energi yang dibebaskan ketika inti atom pecah menjadi proton-proton dan neutron-neutron.

20. Sebuah siklotron yang didesain untuk mempercepat proton memiliki medan magnetik 0,68 T dan jari-jari 1,5 m. Besarnya frekuansi siklotron adalah . . . .

a. 10 mHz

d. 20 Mhz

b. 15 MhZ

e. 22 MHz c. 18 MHz

21. Bila diketahui massa proton = 1,008 sma, massa netron = 1,009 sma dan massa inti detron = 2,016 sma, maka energi inti detron adalah . . . .

a. 1,876 MeVd. 1,875 MeV

b. 0,931 MeVe. 0,938 MeV

c. 0,937 MeV

22.Massa inti atom 4Be94 = 90,121 sma, massa proton = 1,0078 sma dan massa netron = 1,0086 sma. Jika 1 sma = 931,15 MeV, maka besarnya energi ikat intinya adalah

a. 51,39 MeV d. 57,82 MeV

b. 90,74

e. 90,12 MeV c. 62,10 MeV

23. Berikut ini adalah persamaan reaksi inti

Persamaan reaksi yang termasuk reaksi fusi adalah ....

a. 1), 2) dan 3)

b. 1) dan 3)

c. 2) dan 4)

d. 4) saja e. 1), 2), 3) dan 4)

24. Massa proton = 1,0078 sma, massa netron = 1,0086 sma sedangkan massa inti 73Li = 7,0182 sma dan 1 sma = 931 MeV. Maka besar energi ikat inti Li adalah .

a. 37,16 MeV

b. 37,10 MeV

c. 36,87 MeV]

d. 36,87 MeV e. 23,65 MeV

25. Pada reaksi fusi:

+energi

diketahui massa inti = 2,0147 sma, massa inti = 3,0169 sma, massa inti = 1,0089 sma. Bila 1 sma setara dengan energi sebesar 931 MeV, maka besar energi yang dilepaskan pada reaksi fusi tersebut adalah . . . .

a. 3,1585MeVc. 3,3516MeV

b. 3,4447 MeVd. 3,5678MeVe. 3,6309MeV26. Penyinaran alpha ( ) pada inti selain menghasilkan inti baru juga terpancar partikel .

A. proton

D. elektron

B. neutron

E. positron C. detron

27. Pada saat inti ditembaki dengan partikel alpha, maka selain dilepaskan sebuah neutron juga terbentuk inti baru. Inti baru itu bernomor massa dan bernomor atom berturut-turut

A. 13 dan 4

D. 10 dan 6

B. 12 dan 6

E. 12 dan 4 C. 10 dan 2

28. Isotop diubah menjadi isotop dengan cara menembaki dengan neutron. Dalam proses ini terjadi pancaran.

A. sinar beta

B. proton

C. sinar alpha

D. positron

E. sinar gamma

29. Pernyataan di bawah ini benar, kecuali

A. Positron adalah partikel ringan seperti elektron bermuatan listrik positif

B. Laser adalah penguatan gelombang cahaya dengan rangsangan emisi radiasi

C. Rambatan gelombang cahaya tidak bergantung pada medium, tetapi kecepatan rambatnya ditentukan oleh medium

D. Selama mengalami transisi atom memancarkan spektrum gelombang yang bersifat kontinyu

E. Dibandingkan dengan sinar beta dan sinar gamma, sinar alpha paling lemah daya tembusnya

30. Partikel penyusun inti atom adalah . . . .

A. elektron dan proton

B. proton dan netron

C. netron dan elektron

D. proton, netron dan elektron

E. ion positif dan ion negatif

31. Nomor massa dari suatu unsur menyatakan ....A. jumlah proton dan netron dalam inti

B. jumlah proton dalam inti

C. jumlah netron dalam inti

D. jumlah elektron dan proton dalam atom

E. jumlah proton, netron, dan elektron dalam atom

32. Tentang gaya inti, yang benar . . . .

A. sesuai gaya Coulomb

B. hanya terjadi antar proton

C. hanya terjadi antar netron

D. bekerja pada jarak inter nuklir dan mampu mengatasi gaya tolak antar proton

E. berupa gaya gravitasi

33. Nuklida-nuklida 79Au198 dan 80Hg199 adalah . . . .

A. isotop

B. isomer

C. isobar

D. isodiafer

E. isoton

34. Unsur , jumlah proton, netron, dan elektronnya adalah

A. 92, 92, dan 143 B. 92, 92, dan 235

C. 92, 143, dan 92 D. 143, 235 dan 92

E. 235, 143 dan 92

35. Setelah inti memancarkan sinar , maka nomor atom dan nomor massa inti baru dibandingkan inti asalnya . . . .

A. nomor atom dan nomor massa turun dua

B. nomor atom dan nomor massa berkurang satu

C. nomor atom berkurang dua dan nomor massa berkurang empat

D. nomor atom berkurang empat dan nomor massa berkurang 2

E. nomor atom dan nomor massa berkurang tiga

36. Sebuah inti atom radioaktif memancarkan sinar . Nomor massa dari inti setelah memancarkan menjadi . . . .

A. Tetap D. berkurang satu

B. bertambah satu E. bertambah dua

C. berkurang dua

37. Waktu paruh unsur radioaktif tertentu 16 hari, berapa waktu yang dibutuhkan agar massa yang telah meluruh 75 % ?

A. 8C. 12

E. 16

B. 24D. 3238. Dari pengukuran thorium -233 ternyata massanya 12,8 mg. Jika 48 hari kemudian pengukuran menghasilkan massa thorium 3,2 mg, maka waktu paronya adalah . . . . .

A. 6 hari

B. 48 hari

C. 12 hari

D. 96 hari E. 24 hari

39. Perbedaan yang khas antara sinar dengan sinar x adalah . . . .

A. sinar panjang gelombangnya lebih pendek

B. sinar dari angkasa luar, sinar x dapat dibuat manusia

C. sinar berasal dari inti atom, sinar x berasal dari kulit atom

D. sinar daya ionisasinya lebih besar

E. sinar x adalah gelombang elektromagnet, sinar gamma pancaran elektron

40. Unsur radioaktif mempunyai waktu paruh 100 sekon, massa bahan radioaktif 8 gram. Massa bahan unsur tersebut setelah 5 menit kemudian tinggal . . . gram.

A. 4

B. 1/8

C. 2 D. 1

E.

%%%

Gb. 4.3 Peluruhan eksponensial dan waktu paro

Gb.4.2 Penyerapan radiasi sinar , , dan

Waktu, t

N0

N0

EMBED Equation.3 No

N(t)

Gb. 4.1 Metode pengukuran massa inti atom

8

7

6

5

4

3

2

1

0

1 3 4 5 T (tahun)

N

Kekuatan pancaran

1 2 3 4 T (detik)

150

125

100

75

50

25

0

T 2T 3T

PAGE

_1007711350.unknown

_1013264626.unknown

_1099601381.unknown

_1289216929.unknown

_1289226504.unknown

_1289229996.unknown

_1327419727.unknown

_1328444886.unknown

_1328451611.unknown

_1289230116.unknown

_1289229807.unknown

_1289224826.unknown

_1289226376.unknown

_1289217352.unknown

_1262279031.unknown

_1262279183.unknown

_1262279301.unknown

_1262279604.unknown

_1262279681.unknown

_1262279714.unknown

_1262279648.unknown

_1262279348.unknown

_1262279234.unknown

_1262279122.unknown

_1262279155.unknown

_1262279084.unknown

_1099616454.unknown

_1099616516.unknown

_1099601472.unknown

_1099601513.unknown

_1099601423.unknown

_1038730344.unknown

_1099420490.unknown

_1099421882.unknown

_1099601334.unknown

_1099420821.unknown

_1074533291.unknown

_1099323455.unknown

_1099323910.unknown

_1099325223.unknown

_1099325300.unknown

_1099325145.unknown

_1099323574.unknown

_1099320080.unknown

_1039006583.unknown

_1074532736.unknown

_1074532773.unknown

_1039006598.unknown

_1074189312.unknown

_1039006517.unknown

_1039006572.unknown

_1038730431.unknown

_1013277492.unknown

_1013277580.unknown

_1013277723.unknown

_1038730287.unknown

_1013277737.unknown

_1013277706.unknown

_1013277534.unknown

_1013277381.unknown

_1013277442.unknown

_1013265005.unknown

_1013167340.unknown

_1013174748.unknown

_1013263680.unknown

_1013264391.unknown

_1013264584.unknown

_1013263736.unknown

_1013263333.unknown

_1013263647.unknown

_1013190112.unknown

_1013190257.unknown

_1013174910.unknown

_1013172327.unknown

_1013174177.unknown

_1013174317.unknown

_1013174335.unknown

_1013174311.unknown

_1013172499.unknown

_1013172566.unknown

_1013173072.unknown

_1013172543.unknown

_1013172394.unknown

_1013169917.unknown

_1013171344.unknown

_1013172221.unknown

_1013168045.unknown

_1007901087.unknown

_1008300759.unknown

_1011825268.unknown

_1011877414.unknown

_1011879617.unknown

_1011879705.unknown

_1013167019.unknown

_1013167248.unknown

_1013167300.unknown

_1011879780.unknown

_1011880236.unknown

_1011879735.unknown

_1011879646.unknown

_1011879662.unknown

_1011879631.unknown

_1011877802.unknown

_1011879523.unknown

_1011879603.unknown

_1011877879.unknown

_1011877690.unknown

_1011877704.unknown

_1011877590.unknown

_1011826046.unknown

_1011826106.unknown

_1011826137.unknown

_1011826093.unknown

_1011825961.unknown

_1011825985.unknown

_1011825569.unknown

_1009949020.unknown

_1009949290.unknown

_1009949351.unknown

_1009949248.unknown

_1009948492.unknown

_1009948661.unknown

_1009948703.unknown

_1009948524.unknown

_1009948449.unknown

_1007946921.unknown

_1007948349.unknown

_1007949527.unknown

_1007949649.unknown

_1007948495.unknown

_1007946981.unknown

_1007947120.unknown

_1007946939.unknown

_1007901229.unknown

_1007946872.unknown

_1007946906.unknown

_1007901527.unknown

_1007901171.unknown

_1007901203.unknown

_1007901120.unknown

_1007713063.unknown

_1007865062.unknown

_1007900361.unknown

_1007900694.unknown

_1007900883.unknown

_1007900666.unknown

_1007865158.unknown

_1007900251.unknown

_1007900328.unknown

_1007899245.unknown

_1007899774.unknown

_1007899196.unknown

_1007865113.unknown

_1007799960.unknown

_1007864854.unknown

_1007864958.unknown

_1007800033.unknown

_1007713343.unknown

_1007794578.unknown

_1007794633.unknown

_1007713226.unknown

_1007712450.unknown

_1007712695.unknown

_1007712831.unknown

_1007712590.unknown

_1007712215.unknown

_1007712312.unknown

_1007711435.unknown

_1006307419.unknown

_1006308563.unknown

_1007707823.unknown

_1007709459.unknown

_1007709925.unknown

_1007711145.unknown

_1007711252.unknown

_1007710748.unknown

_1007710011.unknown

_1007709602.unknown

_1007709740.unknown

_1007709518.unknown

_1007709310.unknown

_1007709388.unknown

_1007708102.unknown

_1007694634.unknown

_1007707725.unknown

_1007707796.unknown

_1006309000.unknown

_1006309411.unknown

_1006309531.unknown

_1006309928.unknown

_1006310004.unknown

_1006310212.unknown

_1006309965.unknown

_1006309818.unknown

_1006309467.unknown

_1006309258.unknown

_1006309280.unknown

_1006309144.unknown

_1006309184.unknown

_1006308687.unknown

_1006308839.unknown

_1006308943.unknown

_1006308616.unknown

_1006308059.unknown

_1006308212.unknown

_1006308435.unknown

_1006308512.unknown

_1006308352.unknown

_1006308138.unknown

_1006308192.unknown

_1006308079.unknown

_1006307731.unknown

_1006307978.unknown

_1006308036.unknown

_1006307915.unknown

_1006307671.unknown

_1006307704.unknown

_1006307493.unknown

_1006276983.unknown

_1006278773.unknown

_1006279505.unknown

_1006307263.unknown

_1006307363.unknown

_1006307139.unknown

_1006279215.unknown

_1006279321.unknown

_1006279059.unknown

_1006277701.unknown

_1006277837.unknown

_1006277926.unknown

_1006277218.unknown

_1006277322.unknown

_1006277160.unknown

_1006276996.unknown

_1006261401.unknown

_1006275722.unknown

_1006276546.unknown

_1006276742.unknown

_1006276844.unknown

_1006276918.unknown

_1006276634.unknown

_1006276189.unknown

_1006276451.unknown

_1006275951.unknown

_1006274742.unknown

_1006274743.unknown

_1006274608.unknown

_1006260193.unknown

_1006261322.unknown

_1006261347.unknown

_1006261283.unknown

_1006259483.unknown

_1006259734.unknown

_1006259286.unknown