FISIKA INTI

FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS

Menurut Demokritus (460-370SM), partikel zat yang terkecil disebut atom. Hal tersebut pertama kali dimodelkan oleh Dalton. Adapun model atom Dalton adalah sebagai berikut: Atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi atom unsur yang lain Dua atom atau lebih dapat membentuk molekul Atom suatu unsur semuanya sama atau serupa. Seiring dengan pekembangan ilmu dan teknologi, maka teori atompun berkembang. Di awali oleh model atom JJ Thomson, kemudian model atom Rutherford, dan model atom Bohr. Sampai dengan saat ini, model atom Bohr lah yang lebih mendekati kebenaran, hal tersebut didasarkan pada hasil analisis spektrum cahaya yang dipancarkan oleh atom. Mengapa atom harus dibuatkan model?

Teory Atom secara detail dapat ditemukan di beberapa wabsite berikut ini:http://www.geocities.com/athens/delphi/8904/v_model_atom.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/J.J._Thompson
http://www.upscale.utoronto.ca/PVP/Harrison/BohrModel/Flash/BohrModel.html

Gambar model atom Dalton.

 

Gambar model atom JJ. Thompson.

Gambar model atom Rutherford

Gambar model atom Bohr

Bagian-bagian Atom
Berdasarkan model atom Bohr, maka atom terdiri dari:

1. Kulit atom
2. Inti atom (nukleus)

Kulit atom adalah orbit dari sebuah partikel yang bernama elektron sedangkan inti atom  tersusun atas proton dan neutron. Elektron adalah partikel yang bermuatan negatif, sedangkan proton bermuatan positif, adapun neutron adalah partikel yang tidak bermuatan. Setiap atom dalam keadaan normal memiliki kecenderungan jumlah elektron sama dengan jumlah proton. Atom dapat mengalami penambahan/pengurangan elektron, peristiwa ini akan mengakibatkan perbedaan jumlah elektron dan proton, sehingga mengakibatkan atom bermuatan listrik, Sedangkan jumlah proton relatif lebih stabil dibandingkan dengan elektron. Dengan demikian elektronlah yang memiliki peranan penting dalam menentukan muatan listrik sebuah atom

A. Susunan Inti Atom
Semua inti atom pada dasarnya tersusun atas :

• Proton yaitu partikel bermuatan positif (+1,6 . 10^-19) dengan massa satu satuan massa atom
• Neutron yaitu partikel tak bermuatan (netral) dengan massa satu satuan massa atom. Jadi massa suatu atom terkonsentrasi pada inti atom.
• Secara umum lambing atom dituliskan
• Dengan
• X     : Nama usur atom
• Z      : Nomor atom, menyatakan jumlah electron. Karena jumlah electron = jumlah proton, maka Z juga menyatakan jumlah proton.
• A     : Nomor massa, menyatakan jumlah proton dan netron dalam inti.
• N = A – Z = menyatakan jumlah netron dalam inti.
• Partikel penyusun inti disebut nucleon

Isotop, Isoton dan Isobar

• Isotop, yaitu inti-inti yang memiliki nomor atom sama
• Isoton, yaitu inti-inti yang memiliki jumlah netron sama
• Isobar, yaitu inti-inti yang memiliki nomor massa sama

B. Tenaga Ikat Inti
Telah diketahui bahwa inti terdiri dari proton dan neutron. Proton didalam inti tolak menolak, adanya kesatuan didalam inti disebabkan oleh adanya gaya yang mempertahankan proton itu dalam inti, gaya ini disebut gaya inti (nucleus force).
Penilaian yang cermat menunjukkan bahwa massa inti yang lebih kecil lebih stabil dari jumlah massa proton dan netron yang menyusunnya.
Massa detron (₁H²) lebih kecil dari massa proton dan netron yang menjadi komponen-komponen detron.
Detron terdiri atas satu proton dan satu netron
massa 1 proton   = 1,007825 sma
massa 1 netron   = 1,008665 sma               +
jumlah                  = 2,016490 sma
massa detron      = 2,014103 sma
Perbedaan massa   m= 0,002387 sma  = 2,222 MeV
Hal ini menunjukkan ketika proton bergabung dengan netron dibebaskan energi sebesar 2,222 MeV
₁p¹ +  ₀n¹ ® ₁H² +  2,222 MeV
Untuk membelah detron kembali menjadi proton dan netron diperlukan energi 2,222 MeV, karenanya tenaga sebesar 2,222 MeV disebut tenaga ikat (energi binding) detron.
Karena detron terdiri atas 2 nukleon, maka tenaga ikat tiap nukleon adalah 2,222/2=1,111 MeV.
Tenaga ikat nukleon paling besar pada unsur yang nomor atomnya 50.
Makin besar tenaga ikat ,makin besar pula energi yang diperlukan untuk memecah unsur iti,ini berarti makin stabil keadaan unsur itu.
Karena tenaga ikat tiap nukleon paling besar pada atom yang nomor atomnya 50 dapat ditarik kesimpulan  :
a.    Ketika inti-inti ringan bergabung menjadi inti-inti yang lebih berat akan disertai dengan pembebasan energi.
b.      Bila inti-inti berat terbelah menjadi inti-inti yang sedang akan dibebaskan energi.
Dengan demikian energi ikat inti di dapat dari adanya perbedaan massa penyusun inti dengan massa intinya sendiri dan perbedaan ini disebut dengan Deffect massa.
Maka energi ikat inti adalah : { (Smassa proton + Smassa netron) – massa inti }. c² (1 sma c² = 931 MeV)
C. Manfaat Radioisotop
1. Bidang kedokteran
I-131      : Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak
Pu-238 : energi listrik dari alat pacu jantung
Tc-99 & Ti-201 : Mendeteksi kerusakan jantung
Na-24    : Mendeteksi gangguan peredaran darah
Xe-133 : Mendeteksi Penyakit paru-paru
P-32       : Penyakit mata, tumor dan hati
Fe-59     : Mempelajari pembentukan sel darah merah
Cr-51     : Mendeteksi kerusakan limpa
Se-75     : Mendeteksi kerusakan Pankreas
Tc-99     : Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru
Ga-67    : Memeriksa kerusakan getah bening
C-14       : Mendeteksi diabetes dan anemia
Co-60    : Membunuh sel-sel kanker
2. Bidang Hidrologi.

• Mempelajari kecepatan aliran sungai.
• Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

3.    Bidang Biologis

• Mempelajari kesetimbangan dinamis.
• Mempelajari reaksi pengesteran.
• Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

4.    Bidang pertanian.

• Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh : Hama kubis
• Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh : Padi
• Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh : kentang dan bawang

5.    Bidang Industri

• Pemeriksaan tanpa merusak, contoh : Memeriksa cacat pada logam
• Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film, lempeng logam
• Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni
• Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil
• Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja

6.    Bidang Arkeologi

• Menentukan umur fosil dengan C-14

A. Susunan Inti Atom
Semua inti atom pada dasarnya tersusun atas :

• Proton yaitu partikel bermuatan positif (+1,6 . 10^-19) dengan massa satu satuan massa atom
• Neutron yaitu partikel tak bermuatan (netral) dengan massa satu satuan massa atom. Jadi massa suatu atom terkonsentrasi pada inti atom.
• Secara umum lambing atom dituliskan
• Dengan
• X     : Nama usur atom
• Z      : Nomor atom, menyatakan jumlah electron. Karena jumlah electron = jumlah proton, maka Z juga menyatakan jumlah proton.
• A     : Nomor massa, menyatakan jumlah proton dan netron dalam inti.
• N = A – Z = menyatakan jumlah netron dalam inti.
• Partikel penyusun inti disebut nucleon

Isotop, Isoton dan Isobar

• Isotop, yaitu inti-inti yang memiliki nomor atom sama
• Isoton, yaitu inti-inti yang memiliki jumlah netron sama
• Isobar, yaitu inti-inti yang memiliki nomor massa sama

B. Tenaga Ikat Inti
Telah diketahui bahwa inti terdiri dari proton dan neutron. Proton didalam inti tolak menolak, adanya kesatuan didalam inti disebabkan oleh adanya gaya yang mempertahankan proton itu dalam inti, gaya ini disebut gaya inti (nucleus force).
Penilaian yang cermat menunjukkan bahwa massa inti yang lebih kecil lebih stabil dari jumlah massa proton dan netron yang menyusunnya.
Massa detron (₁H²) lebih kecil dari massa proton dan netron yang menjadi komponen-komponen detron.
Detron terdiri atas satu proton dan satu netron
massa 1 proton   = 1,007825 sma
massa 1 netron   = 1,008665 sma               +
jumlah                  = 2,016490 sma
massa detron      = 2,014103 sma
Perbedaan massa   m= 0,002387 sma  = 2,222 MeV
Hal ini menunjukkan ketika proton bergabung dengan netron dibebaskan energi sebesar 2,222 MeV
₁p¹ +  ₀n¹ ® ₁H² +  2,222 MeV
Untuk membelah detron kembali menjadi proton dan netron diperlukan energi 2,222 MeV, karenanya tenaga sebesar 2,222 MeV disebut tenaga ikat (energi binding) detron.
Karena detron terdiri atas 2 nukleon, maka tenaga ikat tiap nukleon adalah 2,222/2=1,111 MeV.
Tenaga ikat nukleon paling besar pada unsur yang nomor atomnya 50.
Makin besar tenaga ikat ,makin besar pula energi yang diperlukan untuk memecah unsur iti,ini berarti makin stabil keadaan unsur itu.
Karena tenaga ikat tiap nukleon paling besar pada atom yang nomor atomnya 50 dapat ditarik kesimpulan  :
a.    Ketika inti-inti ringan bergabung menjadi inti-inti yang lebih berat akan disertai dengan pembebasan energi.
b.      Bila inti-inti berat terbelah menjadi inti-inti yang sedang akan dibebaskan energi.
Dengan demikian energi ikat inti di dapat dari adanya perbedaan massa penyusun inti dengan massa intinya sendiri dan perbedaan ini disebut dengan Deffect massa.
Maka energi ikat inti adalah : { (Smassa proton + Smassa netron) – massa inti }. c² (1 sma c² = 931 MeV)
C. Manfaat Radioisotop
1. Bidang kedokteran
I-131      : Terapi penyembuhan kanker Tiroid, mendeteksi kerusakan pada kelenjar gondok, hati dan otak
Pu-238 : energi listrik dari alat pacu jantung
Tc-99 & Ti-201 : Mendeteksi kerusakan jantung
Na-24    : Mendeteksi gangguan peredaran darah
Xe-133 : Mendeteksi Penyakit paru-paru
P-32       : Penyakit mata, tumor dan hati
Fe-59     : Mempelajari pembentukan sel darah merah
Cr-51     : Mendeteksi kerusakan limpa
Se-75     : Mendeteksi kerusakan Pankreas
Tc-99     : Mendeteksi kerusakan tulang dan paru-paru
Ga-67    : Memeriksa kerusakan getah bening
C-14       : Mendeteksi diabetes dan anemia
Co-60    : Membunuh sel-sel kanker
2. Bidang Hidrologi.

• Mempelajari kecepatan aliran sungai.
• Menyelidiki kebocoran pipa air bawah tanah.

3.    Bidang Biologis

• Mempelajari kesetimbangan dinamis.
• Mempelajari reaksi pengesteran.
• Mempelajari mekanisme reaksi fotosintesis.

4.    Bidang pertanian.

• Pemberantasan hama dengan teknik jantan mandul, contoh : Hama kubis
• Pemuliaan tanaman/pembentukan bibit unggul, contoh : Padi
• Penyimpanan makanan sehingga tidak dapat bertunas, contoh : kentang dan bawang

5.    Bidang Industri

• Pemeriksaan tanpa merusak, contoh : Memeriksa cacat pada logam
• Mengontrol ketebalan bahan, contoh : Kertas film, lempeng logam
• Pengawetan bahan, contoh : kayu, barang-barang seni
• Meningkatkan mutu tekstil, contoh : mengubah struktur serat tekstil
• Untuk mempelajari pengaruh oli dan aditif pada mesin selama mesin bekerja

6.    Bidang Arkeologi

• Menentukan umur fosil dengan C-14

Untuk lebih lengkapnya silahkah download KLIK DISINI