Eksitasi dalam fisika adalah penambahan sejumlah diskrit energi (disebut energi eksitasi) untuk sistem-seperti inti atom, atom, atau molekul-sehingga menghasilkan perubahan yang, biasanya dari kondisi energi terendah (keadaan dasar) ke salah satu energi yang lebih tinggi (keadaan tereksitasi).
Dalam sistem nuklir, atom, dan molekul, keadaan-keadaan tereksitasi tidak terus didistribusikan tetapi memiliki nilai energi diskrit tertentu saja. Dengan demikian, energi eksternal (energi eksitasi) dapat diserap dalam jumlah diskrit.
Dengan demikian, dalam atom hidrogen (terdiri dari elektron yang mengorbit terikat dengan inti satu proton), energi eksitasi 10,2 elektron volt diperlukan untuk mendorong elektron dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi pertama. Sebuah energi eksitasi yang berbeda (12,1 elektron volt) akan dibutuhkan untuk menaikkan elektron dari keadaan dasar ke keadaan tereksitasi kedua.
Demikian pula, proton dan neutron dalam inti atom merupakan sistem yang dapat dinaikkan secara diskrit menjadi tingkat energi yang lebih tinggi dengan menyediakan energi eksitasi yang tepat. Energi eksitasi nuklir kira-kira 1.000.000 kali lebih besar dari energi eksitasi atom. Untuk inti timbal-206, sebagai contoh, energi eksitasi dari keadaan tereksitasi pertama adalah 0,80 juta elektron volt dan kedua keadaan eksitasi kedua 1,18 juta elektron volt.
Energi eksitasi disimpan dalam atom yang tereksitasi dan inti yang memancarkan cahaya biasanya terlihat dari atom dan sebagai radiasi gamma dari inti karena mereka kembali ke keadaan dasar. Energi ini juga bisa hilang oleh tumbukan.
Proses eksitasi adalah salah satu sarana utama dimana materi menyerap pulsa energi elektromagnetik (foton), seperti cahaya, dan dengan dipanaskan atau terionisasi oleh dampak partikel bermuatan, seperti elektron dan partikel alpha.
Dalam atom, energi eksitasi diserap oleh elektron yang mengorbit yang diangkat ke tingkat energi yang berbeda yang lebih tinggi.Dalam inti atom, energi diserap oleh proton dan neutron yang ditransfer ke keadaan tereksitasi. Dalam molekul, energi yang diserap tidak hanya oleh elektron, yang sangat antusias untuk tingkat energi yang lebih tinggi, tetapi juga oleh seluruh molekul, yang sangat tereksitasi untuk keadaan diskrit dari getaran dan rotasi.
Fungsi eksitasi adalah aluran antara penampang lintang reaksi inti dan energi partikel penembak; fungsi eksitasi reaksi dengan partikel bermuatan dapat ditentukan dengan menggunakan pencepat partikel yang dapat menghasilkan partikel penembak dengan energi kinetik bervariasi ; fungsi eksitasi reaksi inti dengan neutron dapat ditentukan dengan menggunakan reaktor sebagai sumber partikel penembak ; karena tidak monoenergi, neutron dari reaktor diseleksi kecepatannya dengan dua cakram bergigi yang berputar dan diletakkan pada jarak tertentu ; pada gigi cakram tersebut diletakkan penyerap neutron ; karakteristik yang diamati pada fungsi eksitasi merupakan salah satu data penting untuk menjelaskan mekanisme reaksi inti.
2.4 Mekanisme Reaksi Inti
Sebagian besar data inti yang terkumpul sekarang berasal dari analisis berbagai percobaan reaksi inti. Dalam percobaan ini berbagai inti ditembaki dengan berbagai macam proyektil (radiasi) partikel maupun inti dan kemudian hasilnya diamati. Sebagai proyektil, juga telah digunakan berbagai isotop dengan
Biasanya, reaksi inti ini memberi hasil suatu inti sisa akhir (yang biasanya tak teramati) ditambah partikel lain yang teramati secara eksperimental. (kadang-kadang kedua hasil akhir ini diamati bersama).
Reaksi-reaksi inti dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:
PROYEKTIL + INTI SASARAN INTI SISA + PARTIKEL TERAMATI
Atau dalam bentuk singkat
SASARAN (PROYEKTIL, PARTIKEL TERAMATI) INTI SISA
Dalam setiap persamaan reaksi inti, muatan total (Z total) dan jumlah nukleon total (A total) harus sama pada kedua ruas persamaan.
Sebagai contoh, reaksi inti yang pertama kali (diamati oleh Rutherford pada tahun 1919) adalah ; p O H N e17 8 4 2 14 7
atau bisa ditulis secara singkat N714 (He, p) O817
Reaksi-reaksi inti diklasifikasikan menurut proyektil, partikel teramati dan inti sisa. Jika proyektil dan partikel teramati adalah sama. Maka kita peroleh reaksi hamburan (scattering reaction). Jika inti sisa tetap berada dalam keadaan energi rendahnya atau keadaan dasar, maka hamburannya adalah elastis. Tetapi bila inti sisanya berpindah ke suatu keadaan tereksitasi, maka hamburannya tak elastik.
Proses pada saat proyektil yang ditembakkan memperoleh tambahan nukleon dari, atau memberi nukleon ke inti sasaran berturut-turut disebut sebagai reaksi pengambilan (pick up) dan pelucutan (stripping).
Reaksi pengambilan dan pelucutan ini seringkali terjadi pada tingkat energi yang cukup tinggi, sehingga kita dapat menganggap bahwa reaksinya langsung (direct). Dalam reaksi pelucutan langsung ini dianggap bahwa nukleon
mengambil bagian dalam memasuki atau meninggalkan suatu orbit model-kulit tertentu dari inti sasaran tanpa mengganggu nukleon lainnya.
Jenis reaksi lain yang agak berlawanan yaitu proyektil datang dan inti sasaran bersama-sama membentuk sebuah inti baru, yang disebut inti gabungan (compuond nucleus), yang hidup selama selang waktu singkat dalam keadaan suatu eksitasi dan kemudian meluruh.
Dalam reaksi inti sebagian zarah proyektil akan dihamburkan dan sebagian lainnya akan diserap oleh inti atom target. Tahap-tahap reaksi inti sbb :
1. Tahap zarah bebas
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pada setiap reaksi inti selalu terjadi hamburan dan serapan, pada tahap ini sebagian zarah proyektil dihamburkan secara elastis dan sebagian diserap inti atom target untuk memasuki tahap inti majemuk seperti pada gambar di bawah ini
Gambar 3.1Mekanisme Reaksin Inti
Pada tahap penyerapan terdiri dari tumbukan dua benda. Hal ini berarti bahwa jika zarah proyektil adalah nukleon tunggal, maka zarah tersebut akan berinteraksi dengan sebuah nukleon di dalam inti dan mampu menaikkan energi nukleon ketingkat energi lebih tinggi seperti pada gambar berikut:
Gambar 3.2 Interaksi Zarah
2. Tahap Inti Majemuk
Pada tahap ini sebagian zarah yang diserap dari tahap pertama dihamburkan kembali dalam hamburan elastis majemuk , sebagian lainnya membentuk inti majemuk atau menuju ke tahap akhir melalui reaksi langsung.
3. Tahap Akhir
Inti majemuk akan mengalami peluruhan dan memancarkan zarah untuk membentuk inti baru yang stabil. Jika inti majemuk tidak terbentuk maka pada tahap ini akan terjadi reaksi langsung antara lain reaksi fisi dan fusi.
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
Reaksi inti merupakan peristiwa perubahan suatu inti atom sehingga berubah menjadi inti atom lain dengan disertai munculnya energi yang sangat besar. Reaksi inti sangat berbeda dengan reaksi kimia, karena pada dasarnya reaksi inti ini terjadi karena tumbukan (penembakan) inti sasaran (target) dengan suatu proyektil (peluru).
Klasifikasi reaksi inti, Dikenal ada tiga macam reaksi inti, yaitu reaksi penembakan denganpartikel (peluruhan),reaks itranmutasi inti,dan reaksi penghasil energy (reaksifisi, danreaksifusi).
Energi reaksi inti yang timbul diperoleh dari penyusutan massa inti, yaitu perbedaan jumlah massa inti atom sebelum reaksi dengan jumlah massa inti atom sesudah reaksi.Suatu reaksi inti membutuhkan penggunaan kesetaraan massa dan energi yang dirumuskan oleh Albert Einstein
Reaksi inti berbeda dengan reaksi kimia pada umumnya. Reaksi inti menyangkut perubahan pada susunan inti atomnya sedangkan reaksi kimia hanya melibatkan perubahan elektron pada kulit atom untuk pembentukan atau pemutusan ikatan kimia.