reaksi nuklir

7/18/2019 Reaksi nuklir

http://slidepdf.com/reader/full/reaksi-nuklir-5696cd125a5c8 1/19



PERBEDAAN

REAKSI KIMIA DAN REAKSI INTI

Reaksi kimia

• Tidak merubah inti

• Tidak terjadi perubahan

massa atom• Melibatkan sejumlah

makroskopis zat2 yangmengalami reaksi

• Energi dinyatakan per molatau per gram

• Energi yang dibebaskankecil

Reaksi IntiReaksi Inti

Terjadi perubahan padaTerjadi perubahan pada

susunan inti atom,susunan inti atom,

Terbentuk unsur baruTerbentuk unsur baru

Massa atom diubah menjadiMassa atom diubah menjadi

energienergi

Melibatkan sejumlah proses2Melibatkan sejumlah proses2

tunggaltunggal

Energi dinyatakan per intiEnergi dinyatakan per intitransformasitransformasi

Energi yang dibebaskan besar Energi yang dibebaskan besar



REAKSI E!EM"AKA! I!TI Reaksi penembakan inti#

Suatu nuklida diubah menjadi nuklida lainmenggunakan penembak sebuah partikel atauphoton$

Kebanyakan reaksi nuklir yang dikenalmerupakan reaksi antara suatu nuklida denganpartikel ringan% seperti netron% proton

Reaksi trans&ormasi yang pertama# penembakaninti nitrogen dengan pertikel al&a tahun '('(

oleh Ruther&ord ')! * )+e ',- * '+

!otasi singkat# ')! . α % p / ',-



Other reactionsOther reactions

Fed Co

Fe Hed Co Nind Co

Co pd Co

Nid Co

Cod d Co

Cod d Co

57

26

59

27

58

26

3

2

59

27

60

28

59

27

60

27

59

27

61285927

59

27

59

27

5927

5927

),(

),(),(

),(

),(

*'),(

),(

α

γ



Manfaat reaksi nuklir

Membuat suatu nuklida dari nuklida yang lain.transmutasi/

Mengubah nuklida yang tak radioakti& menjadibersi&at radioakti&$ .produksi radioisotop/

Membuat unsur transuranium . unsur yangno$ atom diatas (2/

Menentukan massa atom

Menghasilkan energi yang besar . sumberenergi/



Energi Reaksi !uklir

Reaksi nuklir seperti halnya reaksi kimiabiasa selalu disertai dengan pengeluaran danpenyerapan energi .0/$

!ilai 0 positi& . memerlukan energi/merupakan reaksi endoergik dan nilai 0negati& . membebaskan energi/ merupakanreaksi eksoergik.

Energi yang menyertai reaksi nuklir diberikanper inti yang mengalami trans&ormasi



Cara Menentukan Q reaksi

nuklir

'$ Melalui pengukuran energi partikel penembak dan energipartikel atau photon yang dibebaskan$

1ntuk reaksi # ,i * '+ * 0' 2 )+e * 02

0 reaksi 3 0 2 4 0 '

2$ Melalui perhitungan massa dari produk dan reaktan .s$m$a/$5i mana% 0 reaksi 3 .massa reaktan6massa produk/ 7 (8'

Me9

Energi kinetik partikel merupakan energi yang harusdisediakan partikel supaya reaksi nuklir berlangsung%

disebut juga energi ambang reaksi .Ekp/

E kp 3 .' * m:M/0%

m 3massa partkl dan M3massa target

nilai E kp ; 0



enampang intang

• Merupakan kebolehjadian sebuah partikel penembak akan

menghasilkan suatu reaksi nuklir

• Satuan dari penampang lintang #barn .' barn 3 '< 62) cm2 /$

• enampang lintang merupakan &ungsi dari# inti target% macamdan energi penembak$

• ada target tipis% maka Ri 3 σ I n 7

– R 3 =umlah total dari proses6proses tertentu yang terjadidalam

target per satuan >aktu

– I 3 =umlah pertikel penembak per satuan >aktu – n 3 =umlah inti target per senti meter kubik

– ? 3 Tebal target dalam senti meter

– σ 3 enampang lintang untuk proses tertentu dinyatakandalam

senti meter kuadrat



TAMA!@ I!TA!@

Tampang lintang .σ/# Kebolehjadian berlangsungnya reaksinuklir% dengan dimensi# cm2

Suatu reaksi nuklir mempunyai uks n per cm2 per detik%mengandung c inti atom per cm8dan jangkauan .jaraktembus/ d7 cm% maka mengikuti persamaan di&erensial#

6dn 3 n σ c d7 ∫ 6dn:n 3 ∫σ c d7

ln .n7:no/3 6 σ c 7

atau n7 3 no e7p .6 σ c 7/

n73 intensitas radiasi nuklir setelah menembus sasaran

no3 intensitas radiasi nuklir sebelum menembus sasaran

c 3 jumlah inti per cm8 materi

σ 3 tampang lintang reaksi nuklir

7 3 tebal sasaran



"anyaknya radiasi nuklir yang berinteraksi dengan inti atommateri sasaran adalah#

no 6 n7 3 no .'6 e7p .6 σ c 7//

=ari6jari inti nuklida berat 3 '<6'2cm% maka luas tampanggeometri inti berat 3 '<62) cm2 .3' barn/

Setiap reaksi nuklir mempunyai penampang lintang reaksi

tersendiri yang tergantung pada# jenis partikel% jenis nuklidadan energi radiasi

Bontoh#

reaksi pembentukan Au6'(C dari Au6'(, denganpenembakan netron berdasar reaksi .n%γ /$ Tampang

lintang reaksi (( barn% tebal sasaran <%8 cm% luas D cm2 dan uks netron .φ/ '<, cm62 det6'% massa atom Au6'(, 3'(,%2 .massa jenis Au 3 '(%'8 g cm6'/

5itanyakan# berapa inti Au6'(C yang terjadi



=a>ab#

no3φ 7 luas

no3 D .cm2

/ 7'<,

.netron/ cm62

det6'

c 3 .'(%'8 g cm68:'(,%2 g mol6' / 7 F%<2 7 '<28 inti mol6' 3 D%C( 7 '<22 inti Au6'(, cm68

7 3 <%8 cm

σ 3 (( 7 '<62) cm2

– no 6 n7 3 no .'6 e7p .6 σ c 7// – no 6 n7 adalah inti Au6'(C yang terjadi

– no 6 n7 3 D 7'<, det6'.' 6 e7p.6 (( 7 '<62) cm27 D%C( 7'<22 inti$cm68 7 <%8 cm//

– no 6 n7 3 )%'7'<, inti Au6'(C per detik

reaksi pembentukan Au-198 dari Au-197 dengan

penembakan netron berdasar reaksi (n,γ ). Tampang lintangreaksi 99 barn, tebal sasaran 0,3 cm, luas 5 cm2 dan fluks

netron (φ) 107cm-2 det-1, massa atom Au-197 = 197,2 (massa jenis Au = 19,13 g cm-1)



Reaksi Gisi

• Reaksi Hsi merupakan reaksi pembelahan nuklida menjadi duaatau lebih nuklida yang baru$

• Misalnya 1ntuk Hsi uranium dituliskan sebagai# 1 .n%&/ hasil6hasilHsi

dimana A2 3 28F 6 A' 6 dan J2 3 (2 6 J'

• 1ntuk hasil Hsi Te6'8, dan Jr6(,

• Energi Hsi berupa# energi kinetik netron dan hasil Hsi% energi sinargamma% dan berupa energi peluruhan beta

n X X nU Z

A

Z

A υ ++→+2

2

1

1235

92

BaCs Xe I Te 37

56

37

55

37

54

37

53

37

52 → → → →

β β β β

Mo Nb Zr 97

42

97

41

97

40 → →

β β



Macam6macam netron

• !etron termal Inetron lambat/% E 3 <%<2D e9

• netron intermediat% E3<%D6'< Ke9

• netron cepat% E 3 '< 6 2< Ke9

• netron relatiitas% E 3 2< Me9



Reaksi Gusi

• Reaksi &usi merupakan reaksi peleburan nuklida6nuklida ringan menjadi nuklida yang lebih berat$

• Secara teori reaksi &usi lebih menguntungkan daripadareaksi Hsi karena dari reaksi ini dihasilkan energi yang

sangat besar% tapi pada pelaksanaanya hal itu sangatsulit dilakukan$ 1ntuk inisialisasi reaksi dibutuhkansuhu yang sangat tinggi$ "iasanya dilakukan denganreaksi Hsi sebagai pembangkit energi$

• Reaksi &usi merupakan sumber energi matahari danbintang6bintang$

• Aplikasi# bom hidrogen

• Masih dalam penelitian# Gusi dingin% so bahan bakarbisa dari hidrogen yang melimpah



Reaksi "erantai

• Setiap reaksi Hsi menghasilkan 26) netron

• =ika netron yang dihasilkan menembak inti lain mis 1628Dakan terjadi Hsi lagi dan seterusnya



Genomena "om atom

"om atom di hirosima F:C '()D

– 1628D dengan massa kritis D< kg dg bobot )%Dton

– !ama# ittle boy

– daya ledak '< kilo ton yang setara dengan '< juta kg bahan T!T

"om atom !agasaki (:C '()D

– u628( dengan massa kritis 'F kg – !ama# Gat Man

– daya ledak '< kilo ton yang setara dengan '< juta kg bahan T!T



Memisahkan isotop 1ranium

1ranium alam .<%, L di batuan/ terdiri dari

– 1628C .sebagian besar3((%8 L/

– 1628D hanya <%, L

1628D bahan Hsil dan membebaskan energi3 2D%D juta kkal:kg .'kg Barbon3 C kkal/

1628C tidak Hsil tapi bisa dirubah menjadi 1628(dan mengalami transmutasi menjadi u628( yangHsil

engayaan 1628D dengan cara memisahkandengan 1628C dengan di&usi gas

1628D dan u628( harus disimpan tidak melebihimassa kritisnya

reaksi nuklir

Documents