Fisika Nuklir Penyusun Inti Dimensi Ma (1)

Penyusun Inti,Dimensi, Massa

dan Energi Ikat Inti

Jessica Christi Lumi

Fransiskus Assisi Beyora Liwun

Phillipus Sigalingging

Dari hasil percobaan Geiger-Marsden, diketahui bahwa inti mengandung

1. proton dan bermuatan positif sebanding dengan nomor atomnya

2. Jari-jarinya dalam orde fm (10-15 fm).

3. massa inti sebanding dengan nomor massa (A) atomnya.

Berdasarkan asumsi 1 dan 3, fisikawan

mengajukan gagasan bahwa inti terdiri atas A proton dan (A−Z) elektron. Model

proton-elektron ini terlihat sangat menjanjikan karena gabungan A proton dan Z elektron

model proton-elektron ini mengalami banyak kesulitan terkait dengan ‘kehadiran’ elektron bebas dalam inti. Terdapat 4 alasan yang

menolak kehadiran elektron dalam inti : 1. Alasan pertama terkait dengan spin inti 2. Alasan kedua terkait ukuran inti

3. Alasan ketiga terkait dengan momen magnetik

Inti dapat dilambangkan dengan :

• _{X adalah simbol kimia atom (perhatikan bahwa X}

ditulis dengan huruf kapital dan tegak).

• _{Z adalah nomor atom, yang menunjukkan jumlah}

proton dalam inti dan menentukan muatan inti.

• _{A adalah nomor massa, yang menunjukkan}

Dari nilai inti Z dan A ada beberapa istilah

yaitu :

•

_{ISOTOP, yaitu atom yang memliki Z yang}

sama tetapi A berbeda (

15

8

O,

168

O,

178

O)

•

_{ISOBAR, yaitu atom yang memliki A yang}

sama tetapi Z berbeda (

17

8

O dan

179

F)

•

_{ISOTON, yaitu atom yang memliki A − Z yang}

sama tetapi Z dan A berbeda

15

ISOMER, yaitu atom yang memiliki Z dan A

yang sama, tetapi memiliki tingkat energi

yang berbeda, karena salah satu inti sedang

berada pada keadaan tereksitasi (

180

73

Ta dan

180m

73

Ta)

‘MIRROR NUCLEI’ (inti kaca atau inti cermin),

yaitu dua inti di mana keduanya memiliki A

yang sama, tetapi Z

₁

= N

₂

dan Z

₂

= N

₁

. Dengan

kata lain, dua pasang inti cermin dicirikan

oleh Z

₁

+ Z

₂

= A. (

3

Contoh

Suatu inti terdiri atas 7 proton dan 8 neutron. Bagaimana cara menuliskan inti tersebut?

Jawaban :

Inti dengan 7 proton adalah nitrogen, jadi kita dapat menuliskan inti tersebut sebagai , atau N -7

N

15

Dimensi Inti

Apakah Dimensi Inti berbentuk lingkaran ?

Apakah Dimensi Inti bergantung pada proton dan neutron pada inti sehingga dapat dikatakan seimbang

Gambar Atom

Kerapatan Inti

~ tetap

A = jumlah nukleon V = volume inti atom.

Massa Inti

Masa inti m ≈ Zmp + Nmn

_{Satuan massa inti:}

 _{Karena mudah diperoleh dan dimurnikan sebagai standar, secara}

internasional disetujui digunakan massa satu atom isotop C-12 (6

proton, 6 neutron, 6 elektron) = 12 u (unified mass unit)

 1 mole atom C-12=12 gr=N_A atom C-12

 1 atom C-12=12/NA gr=12 u

 _{Jadi 1 u = 1/NA=1.660 559 x 10}-27 kg,

Ingat: Bilangan Avogadro NA = 6,0221367 × 1023

_{u disebut satuan massa atom (sma)}

_{Massa proton mp = 1,0077276470 u} _{Massa neutron} m_n = 1,008 665 u _{Massa elektron me = 0,00054857 u}

_{Dari E = mc}2

_{me = 0,51099906 MeV/c}2 =

9,1093897× 10

-31

kg

_.

_{mp = 938,27231 MeV/c}2 =

1,672631

× 10

-27

kg

_.

Massa

Partikel kg u MeV/c2

Proton 1.6726 x 10-27 1.007276 938.28

Neutron 1.6750 x 10-27 1.008665 939.57

Electron 9.109 x 10-31 5.486x10-4 0.511

 _{Mengapa Proton dan Neutron Terikat Membentuk Inti}

Atom ?

 _{Apa yang mengikat proton dan neutron ?}

 _{Bagaimana dengan gaya Coulomb antar proton?}

FAKTA : JUMLAH MASSA NUKLEON PADA KEADAAN BEBAS TIDAK SAMA DENGAN MASSA NUKLEON KETIKA MEMBENTUK INTI

m

_d

<

m

_n

+ m

_p

Untuk inti-atom massa m dan tenaga ikat B Perbedaan energi antara energi inti dengan energi penyusun inti (nukleon) disebut energi ikat. Juga bisa dipandang sebagai energi yang diperlukan untuk memisahkan inti menjadi proton dan neutron

PERBEDAAN MASSA PENYUSUN INTI DAN INTI

Perbedaan antara energi inti dengan energi

penyusun inti (nukleon) disebut energi ikat.

Juga bisa dipandang sebagai energi yang

diperlukan untuk memisahkan inti menjadi

proton dan neutron

Tenaga pemisahan (S) untuk melepas satu

neutron (

neutron separation energy

) dari :

4

He →

3

He + n

S

(

4

He →

3

He + n) =

M

(

3

2

He) +

m

n

–

M

(

42

He)

= 20,58 MeV