Fisika Inti dan Radioaktivitas

Kami sampaikan tentang Fisika inti dan radioaktivitas dengan detail dari Materi Fisika Kelas 12 Sekolah Menengah Atas Kurikulum Merdeka.

Ringkasan Materi Fisika Kelas 12 Bab 9 Kurikulum Merdeka – Fisika Inti dan Radioaktivitas

Penemuan Inti Atom

Sejarah Penemuan Inti Atom

Gambar di atas menunjukkan ilustrasi percobaan lempeng emas dilakukan oleh Hans Geiger 1882-1945 serta Ernast Marsden (1889-1970), lalu Rutherford (1871-1937) di 1911 jelaskan hasil percobaan tersebut sebagai suatu awal ditemukannya model inti atom sampai sekarang masih diyakini kebenarannya oleh ilmuwan. Rutherford awali eksperimennya sesuai dengan penemuan elektron oleh J.J Thomson (1856-1940). 

Percobaan Rutherford tembakan seberkas partikel bermuatan positif (partikel alfa) dar suatu sumber radioaktif yang diarahkan melalui selembar lempengan emas sangat tipis. Partikel alfa ribuan kali lebih masif dibandingkan elektron hingga diharapkan aliran alfa tidak menghambat ketika melalui lautan elektron.

Sesuai hasil eksperimen, hampir setiap partikel alfa melalui lempeng emas dengan tanpa atau sedikit defleksi sera hasilkan titik cahaya saat engenai layar  fluoresen di luar lempengan. Namun berbagai partikel alfa yang dibelokkan serta terdapat sebagian kecil terpantulkan ke belakang. 

Karakteristik Inti Atom

Atom setiap unsur yaitu terdiri dari 3 partikel penyusun, adalah Neutron, Proton, serta Elektron. Semenjak 1930an ilmuwan sudah temukan penyusun partikel inti lebih mikroskopik. 

Atom tidak bermuatan karena memiliki kandungan jumlah proton serta elektron sama serta elektron ini berlawanan bersama muatan proton. Apabila sebuah atom kehilangan satu maupun lebih elektron. Sehingga jumlah proton serta elektron tidak sama. Maka, atom ini akan berubah hingga jadi partikel bermuatan disebut dengan ion. 

Inti atom di dalamnya ada sejumlah proton serta neutron disebut dengan nukleon. Proton serta neutron mengisi inti menunjukkan karakteristik sebuah unsur sea disebut dengan nuklida. Nuklida sebuah unsur dilambangkan, dengan:

A= jumlah Nekleon (Prondon+Neutron) = Nomor Masa

Z = jumlah Proton = Jumlah Elektron = Nomor Atom

Sebuah unsur berubah jadi unsur lainnya apabila jumlah Z (jumlah proton) berubah hingga lambang X pun berubah. 

Karakteristik lainnya dari inti atom bisa dilihat dari massa. Massa atom serta partikel penyusunnya sangat mudah dinyatakan pada satuan massa atom (u) dibandingkan dengan satuan SI massa kilogram. (1 u = 1,66 x 10^-27 kg). Satuan massa atom satu ini seringkali disingkat dengan “sma”. 

Karakteristik inti atm berdasarkan massanya

Efek Massa serta Energi Ikat

Proton serta neutron pada inti berikatan kuat sekali, sehingga perlukan energi sangat besar agar dapat memisahkannya. 

Sma = satuan massa atom, didefinisikan sebagai ½ massa satu atom karbon. 

1 sma = 1,6653 x 10^-27 = 931,49 mev/c²

Persamaan reaksi:

Radioaktivitas

Tabel identifikasi isotop

Sesudah hitung jumlah Proton, Neutron, serta Elektron terhadap nuklida. Tabel di atas memiliki nilai sama di masing-masing nuklida. Jumlah proton nuklida ini sama, hingga dinamakan dengan isotop. Jumlah neutron semakin banyak terhadap nuklida mempunyai nukleon banyak.

Gaya ikat inti tidak bisa jangkau volume nukleon semakin besar. Maka itu, neutron terhadap inti lebih berat cenderung mudah agar dapat dilepaskan. Keadaan tersebut membuat isotop bersama nukleon lebih banyak cenderung tidak begitu stabil, sedang isotop bersama nukleon relatif sedikit cenderung lebih stabil. 

Nilai Z dan N berbagai unsur

Partikel Radiasi

Isotop yang tidak begitu stabil, cenderung akan buat dirinya stabil dengan lepaskan Nukleon (Proton+Neutron) disebut dengan peristiwa peluruhan. Proses peluruhan tersebut bisa terjadi baik secara alamiah atau buatan (dengan perlakukan tertentu). 

“Semakin kecil ukuran sebuah partikel radiasi, maka semakin besar daya tembusnya”.

Satuan dosis radiasi pada umumnya dinyatakan pada Rad (dosis serapan radiasi). 1 rad sebanding bersama 0,01 Joule Radiasi Energi diserap per 1 kilogram jaringan. Satuan dosis radiasi tersebut bisa digunakan untuk ukur kerusakan ditimbulkan untuk lingkungan sekitar. Tidak hanya semata-mata memberi informasi energi radiasi. 

Tabel karakteristik partikel radiasi:

Peluruhan Radioaktif

Perluruhan Alfa (α)

Peluruhan partikel (α) umumnya terjadi saat inti berat dengan nomor atom Bismuth 86 hingga Radon 92 lepaskan partikel alfa agar dapat membuat dirinya menjadi stabil. 

Persamaan reaksi peluruhan alfa:

Peluruhan Beta (β) 

Peluruhan beta dapat membuat proton berubah jadi inti maupun sebaliknya. Jadi Z dan N masing-masing nya berubah satu satuan, namun A tidak berubah. 

Peluruhan neutron:

Proses peluruhan beta lainnya yaitu peluruhan proton reaksinya:

Radiasi Sinar Gamma (y)

Sinar gamma adalah sebuah energi foton tinggi. Gamma tidak bermuatan, energinya murni serta tidak bermassa. 

Sesudah peluruhan, inti atom seringkali ada degan keadaan ‘Tereaksitasi’. Hal satu ini artinya proses peluruhan sudah hasilkan inti masih memiliki kelebihan energi agar dapat meninggalkan inti.