Kamis, 05 November 2015

KONSEP DASAR NUKLIR

MAKALAH
PENDAHULUAN FISIKA INTI
“KONSEP DASAR NUKLIR”





                                                                                                           
DISUSUN OLEH:
ZOE TRIANI SYAFII        (A1C313094)

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2015




KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat limpahan rahmat dan karunia-Nyalah sehingga makalah  yang berjudul ”Konsep Dasar Nuklir” dapat terselesaikan pada waktunya, walaupun masih banyak terdapat kekurangan dalam penulisan makalah ini. Dalam Makalah ini akan dijelaskan beberapa sub pokok mengenai judul di atas secara rinci dan jelas.
Dan penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya  kepada  semua  pihak  yang  telah  banyak  membantu  dalam  pembuatan makalah  ini. Dalam penyajian makalah ini, kami menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan-kekurangan dalam penghimpunan makalah. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak demi kesempurnaan makalah ini.



                                                            Kendari,          September  2015


                                                                        Penyusun








DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ i
KATA PENGANTAR ..................................................................................................... ii
DAFTAR ISI .................................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ......................................................................................... 2
1.3. Tujuan ............................................................................................................ 2
1.4. Manfaat .......................................................................................................... 2
BAB II PEMBAHASAN ................................................................................................. 3
2.1. Pendahuluan .................................................................................................. 3
2.2. Sifat Dasar Nuklir........................................................................................... 6
BAB IV PENUTUP .........................................................................................................
3.1. Kesimpulan ....................................................................................................
3.2. Saran ...............................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................



















BAB I
PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang
Fisika nuklir atau fisika inti merupakan salah satu cabang dalam ilmu fisika yang mempelajari tentang inti atom, baik struktur, karakteristik, maupun reaksi-reaksi inti dengan energi yang menyertainya. alam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.
Dalam fisika inti, dikenal dua jenis reaksi yang secara sederhana mudah dipahami dengan melihat hasil akhir dari reaksi tersebut, yaitu reaksi fisi nuklir dan reaksi fusi nuklir. Kedua reaksi tersebut dapat kita pahami sekilas jika kita melihat dari penamaannya. Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti atom akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi fisi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sagat berbahaya bagi manusia. Reaksi fusi adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih.







1.2. Rumusa Masalah
Rumusan masalah yang terdapat pada makalah ini adalah sebagai berikut.
1.    Bagaimanakah sifat dasar nuklir?
2.    Berapa massa dan muatan nuklir?
3.    Bagaimana ukuran nuklir?
4.    Bagaimanakah momentum sudut intrinsik dari inti?
5.    Bagaimanakah sifat dinamis dari inti?
6.    Apa saja kah tata nama dalam fisika nuklir?

1.3. Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah:
1.    Untuk mengetahui sifat dasar nuklir.
2.    Untuk mengetahui massa dan muatan nuklir.
3.    Untuk mengetahui ukuran nuklir.
4.    Untuk mengetahui momentum sudut intrinsik dari inti.
5.    Untuk mengetahui sifat dinamis dari inti.
6.    Untuk mengetahui tata nama dalam fisika nuklir.

1.4. Manfaat
Manfaat dari penulisan makalah ini adalah:
1.    Dapat mengetahui sifat dasar nuklir.
2.    Dapat mengetahui massa dan muatan nuklir.
3.    Dapat mengetahui ukuran nuklir.
4.    Dapat mengetahui momentum sudut intrinsik dari inti.
5.    Dapat mengetahui sifat dinamis dari inti.
6.    Dapat mengetahui tata nama dalam fisika nuklir.




BAB II
MATERI DAN PEMBAHASAN

2.1. Pengantar (Introduction)
Sebuah studi dari pusat fisika inti sekitar dua masalah utama. Pertama, orang berharap untuk memahami sifat-sifat gaya yang memegang inti bersama-sama. Kedua, salah satu mencoba untuk menggambarkan perilaku sistem banyak partikel, seperti inti. Masalah-masalah terkait, karena sifat dari suatu sistem banyak partikel untuk sebagian besar ditentukan oleh gaya yang mengikat partikel bersama-sama. Tetapi aspek lain dari sistem seperti yang terjadi hanya karena banyak partikel yang berinteraksi.
Gambar 1.1 Inti Atom

Fisikawan dapat mendiskusikan sistem banyak-partikel hanya dalam perkiraan tertentu, yang ditentukan oleh fakta eksperimental tertentu mereka ingin menjelaskan. Sebagai contoh, seringkali cukup untuk membahas perilaku sejumlah gas dari segi hukum gas (hukum Boyle, hukum Charle), tetapi hal ini menghilangkan rincian gerak molekul yang salah satu dibutukan untuk menggambarkan dalam memahami konduktivitas panas dari gas. Dalam kasus inti, deskripsi perkiraan disebut model. Sebagian besar pembahasan dalam buku ini didasarkan pada model tersebut, masing-masing satu hanya cocok untuk berbagai situasi eksperimental terbatas.
Meskipun sejarah perkembangan fisika inti tidak akan diikuti, beberapa penyorotan yang disajikan pada Tabel 1-1.
Tabel 1-1 Beberapa Penyorotan dalam Perkembangan Fisika Inti
Discovery of radioactivity (Becquerel)
1896
Rutherford’s atomic model
1911
Discovery of isotopes (J.J. Thomson)
1912
Induced nuclear transmutation (Rutherford)
1919
Application of quantum mechanics to radioactivity
Alpha decay (Gamow, Gurney, and Condon)
1928
Beta decay (Fermi)
1934
Discovery of neutron (Chadwick)
1932
n-p hypothesis (Heisenberg)
1932
Discovery of positron (Anderson)
1932
Role of mesons in nuclear forces (Yukawa)
1935
Discovery of µ meson (Anderson and Neddermeyer)
1936
Discovery of π meson (Powell)
1946
Nonconservation of parity in beta decay (Lee and Yang)
1956

Becquerel (1896) umumnya dikreditkan dengan penemuan radioaktivitas. Ini terjadi ketika ia melihat penghitaman piring yang disengaja fotografi berdekatan dengan mineral tertentu. Pierre dan Marie Curie (1898) berhasil memisahkan kimia dari bahan radioaktif (radium) pada bijih. Pemahaman terbesar radioaktivitas dicapai oleh Rutherford dan kolaborator. Mereka mengusulkan radioaktivitas yang harus menghasilkan perubahan dalam spesies kimia (1903) dan diselidiki secara rinci sifat radiasi. Tiga jenis radiasi yang ditemukan, yang disebut alpha, beta dan gamma. Setelah itu menunjukkan bahwa radiasi alpha terdiri dari atom helium ionezed, panggung didirikan untuk interpretasi Rutherford dari alpha-partikel eksperimen hamburan Geiger dan Marsden (1909). Rutherford (1911) menunjukkan bahwa eksperimen hamburan dapat dijelaskan hanya dengan asumsi atom terdiri dari inti, besar bermuatan positif, diameter (»10-12cm) jauh lebih kecil dari diameter atom (»10-8cm), dikelilingi oleh elektron . (Dalam atom netral, jumlah elektron sama dengan jumlah muatan positif yang dibawa oleh nukleus.) Model konsisten pertama dari gerakan elektron atom itu dilakukan oleh Bohr (1913).
Rincian dari konstitusi inti menjadi jelas sekali neutron telah ditemukan oleh Chadwick (1932), yang mengarah ke hipotesis Heisenberg (1932) bahwa inti terdiri dari proton dan neutron. Pada saat itu juga, coba membuat untuk memahami gaya inti. Eksperimental, kekuatan itu ditemukan untuk menjadi jauh lebih kuat daripada kekuatan yang kemudian dikenal, seperti gaya listrik atau gravitasi, dan juga memiliki jangkauan jauh lebih pendek. Mengambil saran dari Heisenberg bahwa gaya inti disebabkan oleh pertukaran partikel antara konstituen inti, Yukawa (1935) menunjukkan bahwa jika partikel dipertukarkan cukup berat dalam fitur utama dari gaya dapat dijelaskan. Partikel-partikel ini, sekarang disebut meson, kemudian ditemukan di radiasi kosmik.
Saat ini masalah utama fisika inti, disebutkan di awal bagian ini, diselesaikan secara garis besar, meskipun tidak secara rinci. Kita tahu apa sifat-sifat gaya inti memiliki – ternyata menjadi kekuatan yang sangat rumit. Kami juga telah belajar bagaimana berhubungan fitur penting dari model inti untuk gaya. Namun masalah teoritis masih banyak terbuka. Eksperimental, aspek tak terduga inti ditemukan sebagai alat penelitian menjadi lebih teruji.

2.2. Sifat Dasar Nuklir (Basic Nuclear Properties)
Inti  memiliki waktu tertentu-tak gayut pada sifat seperti massa, ukuran, muatan, momentum sudut intrinsik (sering disebut inti spin), dan waktu tertentu sifat tergantung seperti peluruhan radioaktif dan transmutasi buatan (reaksi inti). Inti juga memiliki keadaan tereksitasi, yang energinya biasanya diperlakukan di bawah kelas pertama sifat-sifat, tetapi pembusukan adalah salah satu jenis peluruhan radioaktif.





a.    Massa dan Muatan Nuklir (Nuclear Mass and Charge)
1.    Massa Nuklir
Ø Satuan yang tepat digunakan untuk massa atom adalah u, seperti massa berikut.
a)    1 u = 1660559 x 10-27 kg
b)   Berdasarkan pada definisi itu massa dari sebuah atom C-12 adalah sama dengan 12 u
Ø Massa juga dapat ditulis dalam MeV/c2
a)    Dari Eg = mc2
b)   1 u = 931.494 MeV/c2
2.    Muatan Nuklir
Ø Elektron mempunyai sebuah muatan negatif, -e (e = 1.60217733 x 10-19 C)
Ø Proton mempunyai sebuah muatan positif, +e
·      Dengan demikian, muatan dari sebuah inti sama dengan Ze
Ø Neutron tidak bermuatan
·      Membuat ini sulit untuk dideteksi
b.    Ukuran Nuklir (Nuclear Size)
Model rinci pertama dari atom, melampaui teori kinetik (bola padat) model, diusulkan oleh J.J. Thomson (1900 ca.) setelah penemuan elektron atom. Elektron diasumsikan mengapung di antara muatan positif besar dimensi atom (»10-8cm). Menurut model ini setiap partikel kecepatan tinggi bisa menembus benda padat hanya dengan proses difusi. Di sisi lain, hamburan percobaan partikel alpha oleh foil emas (Geiger dan Marsden, 1909) menunjukkan jumlah yang jauh lebih besar dari hamburan kembali dari proses difusi akan memungkinkan. Rutherford menyadari bahwa ini tersirat keberadaan inti atom yang sangat kecil (<< 10-8cm), mengerahkan listrik sederhana (coulumb) berlaku pada partikel alpha. Dia menyimpulkan hukum hamburan pengukuran. Kemudian menunjukkan bahwa hukum ini tidak dipatuhi jika:
1.    Energi kinetik alpha-partikel terlalu tinggi.
2.    Nomor atom dari penghamburan terlalu rendah.
    
Ø Pertama, penyebaran eksperimen yang diselidiki oleh Rutherford
Ø Dia menemukan suatu gambaran bagaimana menutup partikel alfa untuk menuju ke inti sebelum diputar oleh gaya Coulomb.
Ø Energi Kinetik dari patikel harus diubah menjadi energi potensial
mv2 = ke  = ke   or d =
Untuk emas: d = 3,2 x 10-14 m, untuk perak: d = 2 x 10-14 m
Panjang kekecilan demikian adalah sering terungkap di femtometer, dimana 1 fm = 10-15 m (juga dinamakan fermi).
              
Ø Sejak dulu beberapa eksperimen dari Rutherford disimpulkan sebagai berikut.
·      Inti berbentuk seperti bola
·      Jari-jarinya rata-rata adalah r = ro
·      Ro = 1,2 x 10-15
c.     Momentum Sudut Intrinsik dari Inti (Intrinsic Angular Momentum of a Nucleus)
Momentum sudut inti adalah kuantitas penting karena, seperti akan kita lihat, membatasi struktur inti yang kompleks dan mempengaruhi semua sifat inti dinamik. Hanya beberapa rincian dari momentum sudut dari suatu sistem dari partikel akan dibahas dalam bagian ini.
Hal ini ditemukan secara eksperimental dan dimasukkan dalam hukum mekanika kuantum bahwa neutron dan proton memiliki momentum sudut intrinsik 1/2 ℏ, seperti elektron. (ℏ adalah h konstanta Planck dibagi dengan 2π.) Karena momentum sudut adalah sebuah vektor, momentum sudut total inti adalah penjumlahan vektor momentum sudut dari konstituennya. Kami menemukan, eksperimen, bahwa inti kompleks memiliki momentum sudut sama dengan  Iℏ, di mana
Untuk inti-A genap: I adalah bilangan bulat (termasuk nol)
Untuk inti-A ganjil: I adalah bilangan bulat (termasuk nol) ditambah satu-setengah
Misalnya, inti deuterium H2 memiliki I = 1 dan inti dari Li7 memiliki I = 3/2.
Menurut hukum mekanik kuantum penambahan momentum sudut, setiap sistem partikel P dapat memiliki momentum sudut (sekitar pusat massa) sama dengan sebuah integer ´ ℏ jika P genap, dan integer ditambah setengah ´ ℏ jika P adalah ganjil. Hal ini berlaku untuk elektron atom serta konstituen inti. Oleh karena itu, jika inti H2 yang terdiri dari dua proton ditambah satu elektron (untuk memberikan Z = 1), kita akan mengharapkan I = 1/2 atau 3/2. Jika, di sisi lain, terdiri dari satu proton dan satu neutron, kami berharap I = 0 atau 1. Nilai yang terakhir ini sesuai dengan percobaan. Alasan yang sama diberikan kepada inti lainnya menunjukkan bahwa inti tidak dapat terdiri dari proton dan elektron, tetapi harus terdiri dari proton dan neutron.
Kami belum menunjukkan bagaimana I diukur. Kedua atom dan molekul spektrum yang sedikit dipengaruhi oleh efek magnetik karena momentum sudut inti, dan nilai I sering dapat disimpulkan. Transmutasi inti juga sangat dipengaruhi oleh momentum sudut dari sistem awal dan akhir karena harus memenuhi hukum kekekalan momentum sudut. Hal ini memungkinkan penentuan I dalam kasus-kasus tertentu.

d.    Sifat Dinamis dari Inti (Dynamic Properties of Nuclei)
Inti, seperti atom, bisa dalam keadaan tereksitasi dari energi yang pasti. Transisi antara keadaan tereksitasi terjadi dengan emisi radiasi elektromagnetik (sinar gamma) benar-benar analog dengan emisi cahaya dari atom. Perbedaan utama bahwa, sementara keadaan atom yang dipisahkan oleh energi dari urutan sebuah elektron volt, pemisahan antara keadaan inti sekitar 104-106 ev. Sama seperti belajar spektrum atom memungkinkan rekonstruksi tingkat energi atom, yang pada gilirannya telah menyebabkan model atom, belajar sinar gamma spektrum mengarah ke keadaan energi inti dan model inti.
Inti  juga dapat berubah menjadi satu sama lain. Beberapa transformasi terjadi secara spontan oleh emisi elektron positif atau negatif (sinar beta) atau partikel alpha. Transformasi lainnya dapat disebabkan oleh pemboman nuklir. Dalam semua kasus jumlah total nukleon adalah kekal. Selain itu, terdapat konservasi keseluruhan massa dan energi, kekekalan momentum linier, dan konservasi momentum sudut. Tidak ada kontradiksi untuk undang-undang konservasi telah ditemukan. Mereka memainkan peran penting dalam sebagian besar aspek fisika inti.

e.     Nomenklatur (Nomenclature)
Seperti halnya dalam bidang khusus, nomenklatur tertentu telah dikembangkan berdasarkan kenyamanan dan tradisi. Istilah penting diberikan di bawah ini.
Nuklida: Sebuah spesies inti tertentu, dengan jumlah proton Z dan neutron diberikan nomor N.
Isotop: nuklida dari Z sama dan berbeda N.
Isotones: nuklida N yang sama dan berbeda Z.
Isobars: nuklida dari nomor massa yang sama A (A = Z + N).
Isomer: nuklida dalam keadaan tereksitasi dengan terukur paruh.
Nukleon: Neutron atau proton.
Meson: Partikel massa antara massa elektron (m0) dan massa proton (MN). Yang paling terkenal adalah meson π (» 270 m0), yang memainkan peran penting dalam kekuatan inti, dan meson μ (207 m0) yang penting dalam fenomena sinar kosmik.
Positron: bermuatan positif elektron massa m0.
Foton: Kuantum radiasi elektromagnetik, biasanya terlihat sebagai cahaya, sinar x, atau sinar gamma.
Sebuah nuklida yang diberikan ditentukan oleh simbol seperti Li7, 3Li7, atau 3Li74. Huruf-huruf menunjukkan elemen. Superskrip yang memberikan nomor massa A. Subskrip kiri memberikan nomor atom Z, subskrip kanan jumlah neutron N. Dengan konvensi baru-baru ini nomor massa sering diberikan sebagai superskrip kiri, membuat simbol Li7, 3Li7 , atau 3Li74.

















BAB III
PENUTUP

3.1.   Kesimpulan
Berdasarkan uraian pada makalah ini dapat disimpulkan bahwa:

3.2.   Saran
Saran yang dapat kami sampaikan adalah agar mengaplikasikan semua materi yang dapat diaplikasikan pada makalah ini dan merawat makalah ini dengan baik.





















DAFTAR PUSTAKA

Gautreau, Ronald dan Savin, William. 2006. Schaum’s Outlines of Theory and Problems of Modern Physics. Jakarta. Erlangga.
Krane, Kenneth. 2001. Fisika Modern. Jakarta. Erlangga.

Laila. 2015. Konsep Dasar Inti. https://lailasafitriphysics.wordpress. com/2012/09/20/konsep-dasar-inti. Diakses tanggal 13 September 2015 pada Pukul 10.55 WITA.
Diposting oleh di

2 komentar:

Langganan: Posting Komentar (Atom)