DISUSUN

Nama :

1. Miftahul Jannah2. Muhammad Royhan

3. Mutiara Jesica4. Nico

5. Nova Sari Nursa’adah6. Novrian Tri Hari Adi

7. Nyayu Astuti8. Paras Eka Putri9. Popy Fitriani

10.R. Elji Silisia

Guru Pembimbing : Amalia M.P.FisKelas : XII IPA 1.

TAHUN AJARAN 2012/2013.SMA NEGERI 16 PALEMBANG

Reaksi Inti Pengertian

Unsur radioaktif, inti-intinya meluruh menjadi inti yang lain yang lebih stabil. Pada peristiwa peluruhan radioaktif inti-inti berubah dengan sendirinya tanpa dipengaruhi atau berlangsung secara alami. Tetapi sebenarnya perubahan inti-inti radioaktif juga dapat dilakukan dengan cara menembakkan partikel-pertikel yang mempunyai energi cukup sehingga berlangsung reaksi pada unsur yang ditembaki. Reaksi yang terjadi dinamakan reaksi nuklir. Jadi reaksi inti atau reaksi nuklir adalah proses yang terjadi apabila partikel-pertikel nuklir (nukleon atau inti atom) saling mengadakan kontak atau proses perubahan yang terjadi dalam inti atom akibat tumbukan dengan partikel lain atau berlangsung dengan sendirinya.

Dalam reaksi inti berlaku beberapa hukum kekekalan, antara lain:

1. Hukum kekekalam muatan

∑Z = tetap

2. Hukum kekekalan massa dan energi

MA.C2 + ma.C2 + Ka = MB.C2 + Mb.C2 + Kb + Kb       MA.C2 + ma.C2 = MB.C2 + Mb.C2 + QDimana               Q  = energi reaksi                              = KB + Kb – Ka                                 (Energi kinetik)Bila Q > 0 reaksi ekso energi         Q < 0 reaksi endo energi

3. Hukum kekekalan nomor massa

∑A = tetap

4. Hukum kekekalan momentum sudut inti

∑I = tetap

5. Hukum kekekalan paritas

∑∏ = tetap

6. Hukum kekekalan momentum linier

∑P = tetap

Partikel  yang digunakan untuk menembaki inti-inti radioaktif agar terjadi reaksi nuklir adalah partikel α, partikel β, sinar γ, netron, proton dan deuteron. Pada peristiwa reaksi nuklir, inti yang ditembaki akan berubah menjadi inti yang lain disertai pelepasan partikel lain dan energi. Besarnya energi yang terbentuk pada peristiwa reaksi sama dengan selisih massa mula-mula dengan massa akhir.

Persamaan Reaksi Inti

Misalkan pada percobaan reaksi inti dalam sebuah laboratorium ditembakan seberkas partikel a berenergi tinggi pada inti sasaran X. Setelah reaksi inti terjadi, terbentuk inti baru Y dan sebuah partikel b.

Energi sebelum reaksi = energi sesudah reaksi

Energi reaktan= energi produk + energi reaksi

Energi reaksi = energi reaktan – energi produk

Pengertian Fisi Nuklir

Reaksi fisi (pembelahan) adalah reaksi yang terjadi pada inti berat yang ditumbuk oleh sebuah partikel (umumnya neutron) kemudian membelah menjadi dua inti baru yang lebih ringan.

Proses Fisi Nuklir

Pada reaksi tersebut, inti atom menangkap netron dan menghasilkan keadaan inti yang sangat labil dan dalam waktu yang singkat inti tersebut akan membelah menjadi belahan inti utama disertai munculnya dua atau tiga netron-netron baru.

Ukuran dari kedua pecahan hasil reaksi tidak tetap, dengan kemungkinan terbesar pecahan yang satu memiliki nomor massa sekitar 90 dan yang lain sekitar 140. Energi yang dibebaskan dalam fisi, sebagian besar akan berubah menjadi energi kinetik dari kedua pecahan itu yaitu sekitar 80 persen, sedangkan yang 20 persen muncul dalam bentuk peluruhan (beta dan gamma) serta energi kinetik sejumlah netron yang

terpancar pada proses fisi. Sebagai contoh pada peluruhan Uranium   yang sering terjadi adalah:

a + X→ Y + b + Q

Q=[ (ma+mX )− (mY+mb )] 931 MeV /sma

Salah satu contoh peluruhan Uranium  yang ditampilkan dalam bentuk gambar.

Gambar 13. Salah satu contoh reaksi fisi peluruhan Uranium

Proses Reaksi Fisi Berantai

Pada reaksi dengan penembakan neutron termal pada inti uranium (inti fisil) akan menghasilkan inti baru dan disertai lepasnya dua neutron yang jika sudah diperlambat dalam moderator dapat menyebabkan terjadi reaksi berikutnya, sehingga terjadilah reaksi berantai, seperti gambar dibawah ini.

Gambar 14. Reaksi berantai Uranium 235

Pada gambar 14 menjelaskan bahawa sebuah neutron yang bergerak lambat memicu fisi atau pembelahan sebuah inti uranium-235 dan beberapa neutron dipancarkan. Dalam uranium yang telah diperkaya agar mengandung uranium-235 dengan perbandingan yang tinggi, neutron-neutron ini segera menghantam inti-inti uranium-235 lainnya dan mengulangi proses tersebut. Terjadilah proses fisi secara terus menerus, dengan melepaskan energi dalam jumlah yang besar.

Energi total setiap kali fisi untuk satu neutron menembak satu kali adalah sekitar 200 MeV.

Jika suatu reaksi menghasilkan energi Q>0, reaksi tersebut dinamakan reaksi Eksotermik atau Eksoergik, sedangkan jika Q<0, maka diperlukan energi selama reaksi dan reaksinya dinamakan reaksi Endotermik atau Endoergik (Soetjipto, 1996:143).

Q adalah energi reaksi yang dihasilkan yang didefinisikan sebagai energi total yang dipancarkan selama reaksi berlangsung yaitu sama dengan selisih energi kinetik sebelum reaksi dan energi kinetik sesudah reaksi atau selisih massa sebelum reaksi dan sesudah reaksi dikalikan c2.

Sebagai contoh misalnya pada reaksi berikut:A + B  -->  C + DA adalah partikel penembakB adalah partikel sasaranC dan D adalah partikel baru hasil reaksi

Pada reaksi inti yang digunakan partikel penembak, maka energi partikel penembak harus cukup besar agar reaksi dapat terjadi. Besarnya energi kinetik minimum dari partikel penembak agar terjadi reaksi dinamakan Energi Ambang.

Skema Reaktor Nuklir dan Manfaatnya

Elemen bahan bakar menyediakan sumber inti atom yang akan mengalami fusi nuklir. Bahan yang biasa digunakan sebagai bahan bakar

adalah uranium U. elemen bahan bakar dapat berbentuk batang yang ditempatkan di dalam teras reaktor.

Neutron-neutron yang dihasilkan dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang cukup tinggi. Adapun, neutron yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah neutron lambat sehingga diperlukan material yang dapat memperlambat kelajuan neutron ini. Fungsi ini dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya berupa air. Jadi, di dalam teras reaktor terdapat air sebagai moderator yang berfungsi memperlambat kelajuan neutron karena neutron akan kehilangan sebagian energinya saat bertumbukan dengan molekul-molekul air.

Fungsi pengendalian jumlah neutron yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam reaksi berantai dilakukan oleh batang-batang kendali. Agar reaksi berantai yang terjadi terkendali dimana hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi nuklir berikutnya, digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di dalam teras reaktor. Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan sebagai batang kendali karena efektif dalam menyerap neutron.

Batang kendali didesain sedemikian rupa agar secara otomatis dapat keluar-masuk teras reaktor. Jika jumlah neutron di dalam teras reaktor melebihi jumlah yang diizinkan (kondisi kritis), maka batang kendali dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk menyerap sebagian neutron agar tercapai kondisi kritis. Batang kendali akan dikeluarkan dari teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi kritis (kekurangan neutron), untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang diizinkan.

Radiasi yang dihasilkan dalam proses pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat membahayakan lingkungan di sekitar reaktor. Diperlukan sebuah pelindung di sekeliling reaktor nuklir agar radiasi dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak menyebar ke lingkungan di sekitar reaktor. Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton yang dibuat mengelilingi teras reaktor. Beton diketahui sangat efektif menyerap sinar hasil radiasi zat radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai.

Dampak lingkungan dan semakin berkurangnya sumber energi minyak bumi memaksa kita untuk mencari dan mengembangkan sumber energi baru. Salah satu alternatif sumber energi baru yang potensial datang dari energi nuklir. Meski dampak dan bahaya yang ditimbulkan amat besar, tidak dapat dipungkiri bahwa energi nuklir adalah salah satu alternatif sumber energi yang layak diperhitungkan.

Pengertian Fusi Nuklir

Reaksi Fusi (penggabungan atau peleburan) adalah reaksi penggabungan dua inti atom yang ringan menjadi inti atom yang lebih berat dan partikel elementer, disertai pelepasan energi yang sangat besar.

Inti yang lebih berat di sini bukan berarti sesudah reaksi massa inti menjadi lebih besar dibandingkan dengan massa sebelum reaksi. Justru sebaliknya, massa sesudah reaksi lebih ringan dibandingkan dengan massa sebelum reaksi sehingga dilepaskan energi.

Pengertian lebih berat maksudnya adalah nomor massa inti hasil reaksi lebih besar dibandingkan dengan nomor massa masing-masing inti reaktan (pereaksi).

Proses Fusi Nuklir

Reaksi fusi disebut juga reaksi termonuklir karena untuk menggabungkan inti-inti ringan dibutuhkan suhu yang sangat tingi yaitu sekitar 1. 108 derajat celcius. Suhu yang tinggi menyebabkan inti bergerak dengan kelajuan yang tinggi, sehingga gaya tolak Coulumb antara dua muatan listrik antara proton-proton dalam inti atom dapat diatasi.

Reaksi fusi adalah reaksi yang belum bisa dibuat karena diperlukan wadah yang tahan terhadap suhu mencapai ~107 oK. Pada suhu tersebut atom-atom akan terionisasi membentuk keadaan yang dinamakan plasma. Sebenarnya reaksi fusi merupakan sumber energi karena pada reaksi tersebut dihasilkan energi yang besar sekali. Seperti reaksi yang terjadi pada matahari dan bintang-bintang.

Energi yang dihasilkan terbentuk melalui dua jenis reaksi, yaitu melalui daur proton-proton dan daur carbon yang masing-masing menghasilkan energi sekitar 25 MeV dan 28 MeV.

a. Daur proton-proton

Gambar 15. Reaksi daur proton

b. Daur Carbon

Gambar 16. Reaksi daur carbon

 

Efek yang Ditimbulkan oleh Radiasi

Dampak yang mungkin teramati berdasarkan tingkat radiasinya adalah:

1. 5-10 rem

Terjadi keruasakan sel, perubahan komposisi kimia darah serta peningkatan resiko kanker. Pada paparan radiasi sebesar ini jarang ada gejala yang bisa diamati karena efeknya akan muncul dalam jangka panjang, yaitu antara 5-20 tahun kemudian.

2. 50-55 rem

2. Reaksi fusi nuklir pada bom hidrogen

Bahan baku bom hidrogen adalah inti deuterium dan tritium yang akan bergabung membentuk inti helium sambil membebaskan energi yang sangat besar. Untuk menggabungkan inti-inti tersebut diperlukan suhu yang sangat tinggi yang diperoleh dari ledakan atom biasa yang dihasilkan dari reaksi fisi sebagai pemicu berlanggsungnya reaksi fusi bom hidrogen yang akan menghasilkan ledakan bom yang lebih dahsyat. Persamaan reaksi fusi untuk bom hidrogen dapat ditulis:

MeVnHeHH 6,1710

42

31

21

Aplikasi Reaksi Fusi1. Reaksi fusi nuklir pada

bintang (matahari)Persamaan reaksi ada 3 tahap yaitu:

MeVeHHH 42,0.1 10

21

11

11

MeVHHeHeHe 86,12.3 11

42

32

32

MeVHeHH 49,5.2 32

11

21

Reaksi pertama dan kedua terjadi dua kali, kedua positron saling menghilangkan dengan sebuah elektron dan menghasilkan radiasi

elektromagnet , reaksi di atas dapat ditulis: MeVeHeH 7,262224 4

221

Berbagai keluhan ringan seperti perut mual, kepala pusing dan rasa letih merupakan gejala yang sering dirasakan pada tingkatan ini. Kadang-kadamg disertai pengelupasan kulit, bibir kering, dan mata pedih.

3.    70-75 rem

Pada tingkatan ini, radiasi bisa menyebabkan orang muntah-muntah. Bagi yang lebih snsitif, rambut akan mulai mengalami kerontokan.

4.    350-400 rem

Pata tingkatan yang tinggi ini penderita malah bisa memicu kematian dalam jangka 2 bulan berikutnya,

5.    Lebih dari 500 rem

Hal yang sangat berbahaya berada pada tingkatan ini, karena dapat menyebabkan kematian dalam waktu 30 hari berikutnya.

Perlu diketahui bahwa secara alami tubuh manusia memiliki mekanisme untuk melindungi diri dari kerusakan sel akibat radiasi maupun pejanan zat kimia berbahaya lainnya. Namun, radiasi pada tingkatan tertentu tidak bisa ditoleransi oleh tubuh dengan mekanisme tersebut.

Pengertian Dosis Serapan dan Dosis Efektif

Dosis serap adalah banyaknya energi radiasi pengion yang diserap oleh bahan setiap 1 kg massa bahan tersebut. Satuan dosis serap adalah 1 rad  = 10-12 kg-1 atau 1 gray = 100rad .

Dosis efektif (HE) : Besaran dosis yang khusus digunakan dalam proteksi radiasi yang nilainya adalah jumlah perkalian dosis ekivalen yang diterima organ (HT) dengan faktor bobot-organ (WT).

Rumus :(HE) = Σ WT. HT Satuan: Sv.

Daftar Pustaka

adinfisika81.blogspot.com

dennyrezakamarullah.wordpress.com 

http://jekethek.blogspot.com/2011/03/reaktor-nuklir-proses-cara-kerja-dan.html

http://goblogtapicerdas.blogspot.com/2012/05/manfaat-dan-bahaya-nuklir-dalam.html

http:// www.artidefinisi.com/2012/07/dosis-serap-pengertian-definisi.html

Yayan Sofyan Suri,2007. Fisika Untuk SMA/MA Kelas XII. Bogor: Duta Grafika