PELURUHAN ALFA Ato m a d al a h s u a t u s a t uan d a s ar materi , yang t er diri a t as inti a t o m s e r t a aw an elektron b er m u at an ne g atif ya ng m e ng elilinginya. Inti at om ter diri atas proton ya ng b er mu at an po sitif, d an n eu tron ya ng b er muatan n et ral (kec uali p ad a inti a to m Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). i dalam inti a to m, pr ot o n dan n e utr on s e b a g ai p en yu su n inti atom t erliha t se p er ti h alnya p ar tik el- partikel lain, diatur oleh beberapa interaksi. !aya inti kuat, yang tidak teramati pada skala makroskopik, mer upakan g aya terkuat pad a skala subatomi k. Hukum "oulom b at au ga ya elektro sta tik #uga mem pu nyai p er an an ya ng b er arti p ad a uku ran ini. $roto n d an n eu tro n bisa b er g ab un g d an te rikat ku at d ala m ke ad a a n st abil kar en a dipe ng ar uhi g ay a inti ya ng bek er#a di dalam nya. % !aya inti ter#adi pad a par tikel yang ber dek ata n sa#a % !aya elektrostati k ter#adi pad a parti kel yang b erdek atan da n ber#auhan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta
awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yangbermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1,
yang tidak memiliki neutron).
i dalam inti atom, proton dan neutron sebagai
penyusun inti atom terlihat seperti halnya partikel-
partikel lain, diatur oleh beberapa interaksi. !aya inti
kuat, yang tidak teramati pada skala makroskopik,
merupakan gaya terkuat pada skala subatomik. Hukum
"oulomb atau gaya elektrostatik #uga mempunyaiperanan yang berarti pada ukuran ini. $roton dan
neutron bisa bergabung dan terikat kuat dalam
keadaan stabil karena dipengaruhi gaya inti yang
beker#a di dalamnya.
% !aya inti ter#adi pada partikel yang berdekatan sa#a
% !aya elektrostatik ter#adi pada partikel yang berdekatan dan ber#auhan
$artikel mekanika kuantum tidak pernah dalam keadaan diam, mereka terus bergerak secara
acak. !erakan teratur pada partikel ini dapat membuat inti seketika tidak stabil. Hasil perubahan
akan mempengaruhi susunan inti atom& sehingga hal ini termasuk dalam reaksi nuklir'reaksi inti.usunan pada inti yang berubah akan menyebabkan inti atom men#adi tidak stabil.
uatu inti atom yang tidak stabil ter#di ketika #umlah proton #auh lebih besar dari #umlah neutron.
$ada keadaan inilah gaya elektrostatik #auh lebih besar dari gaya inti sehingga ikatan atom-atom
men#adi lemah dan inti berada dalam keadaan tidak stabil.
abel $erbandingan *estabilan Inti Atom
Inti Atom tabil Inti Atom idak tabil
+umlah proton () lebih
sedikit atau sama banyakdengan neutron ()
+umlah proton () lebih besar
dari #umlah netron ()
!aya inti lebih besar
dibandingkan dengan gaya
elektrostatis
!aya elektrostatis #auh lebih
besar di bandingkan dengan
gaya inti
Ada hal atau reaksi yang dilakukan oleh inti agar men#adi inti yang stabil yaitu meluruh.
Konsep Peluruhan Radioaktif
$eluruhan adioaktif atau bisa disebut #uga adioakti/itas adalah pemancaran sinar radioaktif
secara spontan yang dilakukan oleh inti atom yang tidak stabil agar men#adi inti atom yang
stabil.
$eluruhan adioaktif ada 0, yaitu peluruhan alfa, peluruhan beta dan peluruhan gamma. amun
dalam pembahasan ini akan dibahas tentang peluruhan alfa.
A. Peluruhan Alfa
$eluruhan alfa, ter#adi ketika suatu inti memancarkan partikel alfa (inti helium yang
terdiri dari dua proton dan dua neutron). Hasil peluruhan ini adalah unsur baru dengan nomoratom yang lebih kecil. Inti helium merupakan inti stabil dengan nomor massa dan nomor atomyang kekal.
ua proton dan dua netron ini bergerak terus di dalam inti, yang kadang-kadang
bergabung dan terkadang berpisah. i dalam inti partikel alfa terikat oleh gaya inti yang sangat
kuat yang #auh lebih kuat dari gaya elektrostatik. etapi #ika partikel alfa inti bergerak lebih #auh
dari #ari-#ari inti ia akan segera merasakan tolakan gaya "oulomb. *arena semua protonbermuatan positif, mereka saling tolak dan inti tidak akan pernah stabil, karena gaya inti yang
kuat yang mengikat mereka bersama-sama.
$eluruhan alfa merupakan salah satu bentuk peluruhan radioaktif yang memancarkan partikel
alfa ketika inti radioaktif itu meluruh. $artikel alfa ini terdiri dari 3 proton dan 3 neutron. elain
memancarkan partikel alfa, inti radioaktif ini #uga akan membantuk inti yang baru (inti anak).
ecara sistematis, ketika sebuah inti memancarkan sinar alfa'partikel alfa, inti
tersebut kehilangan empat nukleon dua diantaranya adalah proton dan dua lagi
adalah neutron.
alam peluruhan dibebaskan energi, karena inti hasil peluruhan terikat lebih erat dari pada inti
semula. ;nergi yang dibebaskan muncul sebagai energi kinetik partikel alfa. <assanya dapat
dihitung dari massa semua inti yang terlibat menurut persamaan
imana = menyatakan kelebihan energi massa inti (berupa energi kinetik).
*arena massa elektron saling menghapuskan maka digunakan massa atom sa#a.
Pengukuran Energi dari Partikel AlfaTerdapat dua hal penting dalam penentuan se!ara akurat energi partikel alfaC pertama
untuk meningkatkan te$ri "ang mengatur peluruhan alfa dan kedua untuk membangun
skema tingkat energi nuklir "ang tepat.*an"ak teknik "ang telah digunakan untuk
melakukn pengukuran energi partikel alfa.Met$de "ang deskripsin"a telah dijelaskan
pada ken"ataann"a dapat digunakan untuk setiap partikel bermuatan berat seperti pr$t$n
neutr$n dan sejenisn"a. Met$de tersebut dapat dikateg$rikan sebagai berikut / %a(
defleksi magnetik %b( berkisar energi hubungan dan %!( analisis pulsa-tinggi.
A. Defleksi Magnetik
Dalah satu met$de tertua dan paling tepat untuk penentuan energi adalah pengukuran
defleksi dari jalur partikel alfa di ba#ah pengaruh medan magnet.
&ambar 2.' enembakan muatan partikel alfa pada dua plat
&ambar 2.' diatas menjelaskan eksperimen pada dua plat "ang dialiri listrik.
Terdapat muatan partikel alfa "ang ditempakkan pada dua plat "aitu plat p$sitif dan plat negatif. engamat tidak mampu melihat berkas partikel alfa "ang ditembakkan
karena arah dari muatan partikel alfa jatuh keba#ah %kearah plat negatif(. *erkas
partikel alfa jatuh sesuai dengan arah arus listrik "ang dialiran pada plat tersebut
"aitu dari p$sitif ke negatif. engamat han"a mampu melihat berkas partikel alfa
&ambar 2.4 Tra!ks $f alfa parti!les $f ab$ut ;6 range in Fari$us emulsi$n plates /
a( lf$rd G2 emulsi$n b( lf$rd )l emulsi$n.
&ambar 2.4 menunjukkan jalan partikel alfa di piring emulsi nuklir. ika kisaran
tersebut diukur adalah untuk mendapatkan energ" partikel alfa dari hubungan jarak-energi "ang akan kita bahas se!ara rin!i pada bagian berikutn"a. *entuk m$difikasi
dari ruang i$nisasi %juga dibahas dalam bagian berikutn"a( adalah perangkat "ang
n"aman untuk mengukur rentang partikel alfa.
c. igh pulse analysis
rinsip met$de ini didasarkan pada ken"ataan bah#a ukuran pulse "ang dihasilkan
sebanding dengan energ" partikel alfa. ni dapat di!apai dalam tiga !ara "ang berbeda.
%i( dengan menggunakan t$tal ruang pengi$n atau !$unter pr$p$rsi$nal
engukuran rentang merupakan met$de "ang mudah dan akurat untuk menentukan energi
partikel "ang bermuatan. artikel bermuatan bergerak lalu men"erap atau kehilangan energi
kinetik sebesar interaksi elektr$magnetik dengan elektr$n dari at$m "ang men"erap. ika bertabrakan sebuah elektr$n mendapatkan energi "ang !ukup mungkin benar-benar melepaskan
diri dari at$m. sebalikn"a elektr$n "ang tersisa dalam keadaan batas-terlarang. alam
pembahasan berikut istilah i$nisasi akan berarti baik tingkat terikat dan terikat eksitasi. )nergi
rata-rata "ang dibutuhkan untuk i$nisasi disebut p$tensial i$nisasi rata-rata dan dilambangkan
dengan I.
Kisaran partikel alfa dapat didefinisikan sebagai jarak perjalanan dari sumber ke titik di
mana energi kinetik adalah n$l. Tergantung pada met$de pengukuran nilai kisaran akan sedikit
berbeda. Ada tiga jenis kisaran antara lain/ Kisaran ekstrap$lasi berbagai rata-rata dan rentang
i$nisasi. Lilai kisaran bergantung pada energi kinetik inti dari partikel bermuatan serta jenis
bahan pen"erap. Dtandar pen"erapan di udara "aitu pada ';NG dan ?=6 mmOg.
A. engukuran Kisaran artikel Alfa
1ntuk pengukuran akurat dari rentang partikel alfa di udara ditunjukkan $leh per!$baan
O$ll$#a" dan EiFingst$ne pada tahun 'B0@ dan ditunjukkan pada &ambar. 2.=.
dimanaTerdiri dari ruangan i$nisasi dangkal "ang teris$lasi %kedalaman '-2 mm(.
Kedalaman ruang dapat diubah dengan memasang kembali pelat pada sekrup ' mm pit!h
"ang menentukan kedalaman dengan akurasi "ang lebih dari 666; mm. elat belakang
bergerak "ang terhubung ke amplifier merupakan piringan kuningan dengan diameter 0>4
in!i dan dikelilingi $leh !in!in penjaga.*agian depan. "ang membentuk elektr$da p$tensial
tinggi adalah la"ar nikel tenunan erat dengan lubang persegi panjang 626 x 6.46 mm.
Dumber partikel alfa dipasang diantara mesin penjaga "ang tegak lurus dengan ruangan%!hamber(.arak antara ruang dan sumber dapat diubah dengan memindahkan sekrup baja.
Gelah ditempatkan di depan sumber untuk mendapatkan sinar !$llimated partikel alfa atau
&ambar 0.' Tabung i$nisasi untuk pembuktian adan"a sinar alfa %O$rd#a" M. &. And M. D.
EiFingst$n Phys. <$l.;4 pp. '@ 'B0@(
Ketika sumber meman!arkan partikel alfa partikel alfa akan masuk dalam ruang i$nisasi.
imana dalam ruang i$nisasi ini akan terjadi tabrakan antar partikel "ang men"ebabkan
partikel akan mengalami pr$ses i$nisasi "aitu pr$ses pelepasan atau pengikatan ele!tr$n.
Eaju hitungan diukur untuk jarak "ang berbeda antara sumber danbagian depanruang. KurFa0.2 menunjukkan kurFa jarak untuk $2'6 partikel alfa %han"a bagian ujung kurFa "ang
ditampilkan(. tu menunjukkan bah#a jumlah partikel alfa men!apai ruangan tetap k$nstan
untuk jarak sekitar 0? !msetelah itu laju hitungan jatuh sangat tajam menjadi sekitar 0@;
!m dan kemudian menuju n$l. Kisaran ekstrapolasi J !didefinisikan sebagai jarak dari titik
asal ke titik di mana bersinggungan ditarik ke kurFa A. pada titik bel$k mem$t$ng sumbu
jarak. seperti ditunjukkan pada gambar. 0.2 untuk $2'6 partikel alfa J ! + 0@B? !m.
KurFa * pada gambar 0.2 disebut kurva kisaran diferensial dan diper$leh dengan
mengambil turunan dari n$m$r - kurFa jarak A pada jarak "ang berbeda. kurFa "ang
dihasilkan menunjukkan maksimum pada titik infleksi A. kisaran rata-rata R
didefinisikan
sebagai jarak dari asal ke maksimum kurFa kisaran diferensial. dalam hal ini4@20= R
!m.
Debuah makna penting dari kisaran rata-rata adalah bah#a setengah dari partikel alfa memiliki
pada jarak "ang berbedadari sumber dapat diukur dengan bantuan ruang i$nisasi dan gkal
"ang dijelaskan sebelumn"a. 1ntuk tujuan ini amplifier dari ruang i$nisasi diran!ang
sedemikian rupa sehingga ketinggian pulsa tegangan keluaran sebanding dengan jumlah
pasangan i$n "ang terbentuk dalam tabung. l$t i$nisasi spesifik terhadap jarak dari akhir
rentang disebut kurva ragg . ua kurFa tersebut untuk $2'6 dan $2'4 alpha partikel
ditunjukkan pada gambar 0.0 %kurFa pada gambar 0.2 juga merupakan kurFa *ragg(. KurFa
tersebut menunjukkan bah#a i$nisasi relatif spesifik tetap k$nstan sampai jarak tertentu naik
dengan !epat dan diikuti $leh penurunan tajam. artikel alfa $2'4 memiliki massa "ang lebih
besar dari $2'6. 1ntuk men!apai i$nisasi "ang sama besar $2'4 memerlukan #aktu "ang
lebih lama dan jarak "ang lebih jauh serta dengan ke!epatan "ang lebih rendah dari $ 2'6.
kisaran ionisasi ekstrapolasi J i didefinisikan sebagaijarakdari titik asal ketitik dimana
kurFa i$nisasi bersinggungan pada titik infleksi mem$t$ng sumbu axis. ari kurFa pada
gambar 0.' kita mendapatkan J i+0@?6!m.
ada kurFa 0.0 dimana k$reksi telah dibuat untuk kedalaman ruang "ang terbatas. alam
hubungan ini kita mendefinisikan perbedaan i$nisasi spesifik sebagai nilai "ang didekati $lehi$nisasi spesifik. alam semua diskusi kita sebelumn"a kita telah membahas tentang jenis
dari tabrakan. Ketika partikel bermuatan dengan energi tinggi bertabrakan dengan elektr$n
Debagian besar dari energin"a diberikan kepada elektr$n dalam tabrakan tunggal. )lektr$n
"ang dihasilkan dengan !ara ini disebut sinar delta.