BAB 7 Reaksi Inti

(1)

BAB 7

REAKSI INTI

(Penggolongan Reaksi, Konservasi Reaksi Inti, Penampang,

dan Pengaruh Energi Projektif)

Penggolongan Reaksi

7.1 Apa yang dimaksud reaksi inti, beri contoh! 7.1 Apa yang dimaksud reaksi inti, beri contoh!

Jawab : Jawab :

Reaksi inti adalah perubahan suatu inti menjadi inti

Reaksi inti adalah perubahan suatu inti menjadi inti lain bila ditembak denganlain bila ditembak dengan projektil (inti ringan, nukleon, foton

projektil (inti ringan, nukleon, foton dll) yang cukup energi.dll) yang cukup energi. Contoh :

Contoh : 12

12MgMg2424 ++ 11dd22 = =1111 Na Na2222 ++ 22αα44 (Syukri S,2008). (Syukri S,2008).

7.2 Apa yang dimaksud projektil, inti target dan ejektil! 7.2 Apa yang dimaksud projektil, inti target dan ejektil!

Jawab : Jawab :



 Projektil adalah inti ringan yang akan ditembakkan ke inti targetProjektil adalah inti ringan yang akan ditembakkan ke inti target 

 Inti target adalah Inti target adalah inti yang inti yang menjadi sasaran untuk menjadi sasaran untuk ditembakkannya ditembakkannya projektilprojektil 

 Ejektil adalah partikel hasil Ejektil adalah partikel hasil yang diperoleh dari penembakan projektil keyang diperoleh dari penembakan projektil ke dalam inti target (Syukri S,2008).

dalam inti target (Syukri S,2008).

7.3 Apa yang dimaksud hamburan elastis, beri contoh! 7.3 Apa yang dimaksud hamburan elastis, beri contoh!

Jawab : Jawab :

Hamburan elastis adalah hamburan yang dapat mempercepat dan memperlambat Hamburan elastis adalah hamburan yang dapat mempercepat dan memperlambat reaksi. Contoh :

reaksi. Contoh : 9

9_{Be + n}_{Be + n} 99_{Be + n}_{Be + n}11 Cepat

(2)

Jawab :

Hamburan tak elastis adalah hamburan partikel yang menghasilkan X*, dan akan meluruhγ, sehingga menjadi X kembali.

Contoh : 107Ag + n 107Ag*+ n

107_Ag* 107_{Ag +} _γ _{(Syukri S,2008).} 7.5 Apa yang dimaksud reaksi foto nuklir, beri contoh!

Jawab :

Reaksi foto nuklir adalah reaksi inti dengan projektil γ dan ejektil n Contoh : 2H + γ 1H + n

9_{Be + γ} 8_{Be + n (Syukri S,2008).}

7.6 Apa yang dimaksud penangkapan radioaktif, beri contoh! Jawab :

Penangkapan radioaktif adalah reaksi yang memecahkanγ Contoh : 23 Na + n 24 Na + γ

31_{P + n} 32_{P + γ}

179_{Au + n} 180_{Au + γ} _{(Syukri S,2008).}

7.7 Apa yang dimaksud: a. transmutasi inti b. penguapan partikel c. reaksi spalasi d. reaksi pembelahan e. fragmentasi f. reaksi stripping

g. reaksi penggabungan inti

(3)

masing-masing beri contoh! Jawab :

a. transmutasi inti adalah pemancaran partikel terhadap inti target dan menghasilkan inti baru dengan mengeluarkan partikel.

Contoh : 16O8 + 1P1 16F7 + 1n0

b. penguapan partikel adalah reaksi yang menghasilkan beberapa partikel seperti menguapnya molekul-molekul air jadi uap.

Contoh : 133Cs + α 133La + n + n + n + n 133_{Cs (α , 4n)} 133_La

c. reaksi spalasi adalah reaksi yang menyebabkan inti pecah menjadi unit-unit yang lebih kecil dan lebih kuat dari penguapan.

Contoh : 63Cu (p, p3n9α ) 24 Na (E p> 70 MeV) 27_{Br (p, p}7_n_{α )} 44_{Sc (E}

p> 180 MeV)

d. reaksi pembelahan adalah reaksi pecahnya inti menjadi dua bagian yang tidak sama dengan menembakkan n dan menghasilkan n.

Contoh : 235U + n 137Tc + 97Zr + Zn

e. fragmentasi adalah pecahnya inti jadi dua inti yang tidak sama, satu berat dan satunya lagi ringan

f. reaksi stripping adalah reaksi yang terjadi bila projektil hanya bereaksi dengan nukleon tertentu sehingga projektil pecah, sehingga satu bagian tunggal di dalam inti dan bagian luar keluar sebagai ejektil

contoh :63Cu + d (n+p) 64Cu + p

g. reaksi penggabungan inti (fusi) adalah penggabungan inti yang kecil dengan inti yang kecil menjadi inti yang lebih besar, sehingga Eslebih besar (stabil)

contoh :1H1 + 1H1 2H1+0β1

h. pembentukan unsur transuranium adalah penambahan inti berat dengan unsur yang agak ringan menggunakan unsur transuranium.

Contoh : 235U + 14 N 297Es + Sn

247_{Es +}4_He2 252_Md101 _{+ n (Syukri S,2008).} 7.8 Apa yang dimaksud unsur transuranium?

(4)

Unsur transuranium adalah unsur yang lebih besar dari uranium. Unsur ini tidak terdapat di alam sehingga disebut unsur sintetis. Unsur ini dapat dibuat dengan menembak inti berat dengan unsur yang agak ringan (Syukri S,2008).

Konservasi Reaksi Inti

7.9 Apa yang dimaksud konservasi (kekekalan) massa, muatan dan energi ? Jawab :

a. konversi (kekekalan) massa adalah reaksi yang jumlah proton dan neutron serta muatan sebelum dan sesudah reaksi sama

b. konversi (kekekalan) energi menyatakan bahwa total energi sebelum dan sesudah reaksi harus sama

X + a Y + b + Q(energi) (Syukri S,2008).

7.10 Apa yang dimaksud kekekalan proton dan neutron, beri contoh! Jawab :

Jika reaksi berenergi rendah, berarti tidak ada perubahan massa dan energi yang berarti, maka jumlah proton dan neutron serta muatan sebelum dan sesudah reaksi

sama.

Contoh : 24Mg12 + 2d1 23 Na11 + 4α2 Jumlah p = 12 + 1 jumlah p = 11 + 2

Jumlah n = 13 + 1 jumlah p = 12 + 2 (Syukri S,2008).

7.1125Mg +2d 23 No +α + Q a. Hitunglah Q!

b. Kenapa dalam suatu reaksi di atas ada reaksi sebesar Q, jelaskan jawaban anda! Jawab :

a). m (Mg-25) = 25 amu + {-13191/931,5} amu = 24,986 amu m (H-2) = 2 amu + {13,136/931,5} amu = 2,014101 amu m (He-4) = 4 amu + {2,425/931,5} amu = 4,002603 amu m (Na-23) = 23 amu + {-9,530/931,5} amu = 22,989769 amu

(5)

∆m = (24,986 amu +2,014101 amu) – (4,002603 amu + 22,989769 amu) = (27,0001- 26,992372) = 0,007728 amu

Q = 0,007728 amu x 931,5 MeV = 7,198632 MeV

b). Dalam suatu reaksi di atas ada reaksi sebesar Q karena dalam reaksi terbentuk atau hilang sama sebesar Q. Energi yang diberikan (Q) berubah menjadi massa sebesar∆m (Syukri S,2008).

7.12 Kenapa energi reaksi sebesar Q (seperti contoh 7.11) tidak merupakan energi yang dihasilkan reaksi ?

Jawab :

Karena energi reaksi sebesar Q sulit diukur, maka dapat dihitung dari ∆m, karena Q= ∆m x 131,5 MeV.

Nilai ∆m suatu reaksi dapat dihitung dengan mencari massa teoritis setiap spesies yang terlibat dalam reaksi (Syukri S,2008).

7.13 Apa yang dimaksud barier, jelaskan! Jawab :

Barier adalah jika projektilα bermuatan positif, maka ada daya tolak-menolak inti terhadap α untuk mendekat dan memasuki inti. Daya tolak inti disebut energi yang nilainya sama dengan gaya Coulomb (Syukri S,2008).

7.14 Kenapa dalam peluruhan β tidak memenuhi kekekalan proton dan neutron ?

Jawab :

Jika reaksi memancarkan β- (peluruhan β-) atau β+ (E-C) dengan energi E ≥ 0,3 GeV akan terbentuk neutrino, berarti terjadi pembelahan n, sehingga tidak berlaku hukum kekelan proton dan neutron (Syukri S,2008).

7.15 Apa yang dimaksud ambang batas energi, jelaskan! Jawab :

(6)

Ambang batas energi adalah energi minimal yang diperlukan agar terjadinya r eaksi endogenik.

Ea =

(

m

a

+ m

x

m



).Q

(Syukri S,2008).

7.16 Bagaimana cara menghitung ambang batas ? Jawab :

Ea =

(

m

a

+ m

x

m

).Q

(Syukri S,2008).

7.17 Kenapa barier proton sebagai projektif lebih besar dari neutron, jelaskan! Jawab :

Karena energi yang diperlukan projektil α untuk memasuki inti harus lebih besar dari Vc karena S akan bergerak sehingga mempunyai energi kinetik (Syukri S,2008). 7.18 Apa yang dimaksud neutron termal ?

Jawab :

Neutron termal adalah neutron yang mempunyai distribusi energi kinetik yang mendekati distribusi gas ideal (Syukri S,2008).

7.19 Hitunglah energi ambang reaksi! Jawab :

(7)

7.20 Hitunglah energi barier soal 7.19 ! Jawab :

(8)

Penampang

7.21 Apa yang dimaksud kerapatan a. inti

b.projektif Jawab :

a. kerapatan inti adalah jumlah inti per cm3

b. kerapatan projektil adalah jumlah projektil yang melewati bidang permukaan target sebesar 1 cm dalam satu detik (Syukri S,2008).

7.22 Apa yang dimaksud a. kecepatan projektif b. flux

Jawab :

a). Kecepatan projektif adalah jarak yang ditempuh projektil dalam satu detik

b). Flux adalah jumlah peluru yang melewati area 1 cm2 dalam tiap detik (peluru cm-2 s-1) (Syukri S,2008).

7.23 Apa yang dimaksud cross section, jelaskan! Jawab :

Cross section adalah jumlah tumbukan peluru dengan inti atom target seluas 1 cm2 per detik dalam fluk peluru sebesar 120 dan kecepatan 12/cm2(Syukri S,2008).

(9)

7.24 Apa satuan cross section, kenapa demikian ? Jawab :

σ = tumbukan per cm2setebal d mvN0d

= cm-2s-1cm (cm-2s-1) cm-2cm = cm2(Syukri S,2008).

7.25 Hitunglah dalam barn (b) a. 1,33 Fm = ....b

b. 1,5 A = ....B

7.26 Apa yang dimaksud cross section reaksi dan cross section geometri! Jawab :

a. cross section reaksi dengan percobaan

 Suatu peluru dengan suatu inti mempunyai banyak kemungkinan jenis reaksi yang terjadi

 Bergantung pada energi peluru

b. cross section geometri dengan perhitungan

 Inti ditangkap sebagai bulatan dengan jari-jari (R) maka t arget area suatu inti tidak akan lebih dari penampang inti (Syukri S,2008).

7.27 Hitunglah cross section geometri dari a. Na – 23 c. Pb – 208 b. Nb – 92 d. Ce – 140

(10)

7.28 Kenapa suatu inti dengan suatu projektif mempunyai beberapa kemungkinan hasil reaksi?

Jawab :

Karena reaksi-reaksi tergantung pada energi kinetik partikel sehingga penampang reaksi juga bergantung pada energi peluru.

“jika inti besar penampang besar kebolehjadian reaksi besar” (Syukri S,2008).

(11)

7.29 Jelaskan yang dimaksud dengan cross section a. tumbukan b. hamburan c. absorpsi d. reaksi individual Jawab :

a. Fission cross section merupakan penampang lintang/ probabilitas terjadinya reaksi fisi apabila suatu material / inti / isotop ditumbuk oleh neutron.

b. Scattering cross section merupakan probabilitas suatu partikel (neutron) apabila menumbuk inti/isotop akan mengalami hamburan(dipantulkan kembali). Scattering cross section juga terbagi lagi menjadi dua jenis, yakni proses hamburan dari luar ke dalam inti atom, serta sebaliknya.

c. Absorption cross section yakni tampang lintang yang berperan dalam penyerapan partikel oleh suatu inti atom. Dalam hal ini, biasanya partikel yang dimaksud adalah

neutron. Apabila terjadi proses suatu inti atom radioaktif”menyerap” neutron, maka inti atom tersebut akan mengalami reaksi “pembakaran” (bump).

d. cross section reaksi individual merupakan karakteristik dari masing-masing isotop. https://nuclearthinker.wordpress.com/2014/04/05/menghitung-macroscopic-cross-section-dari-data-microscopic-cross-section/

7.30 Sebutkan kegunaan cross section. Jelaskan! Jawab :

Kegunaan cross section :

- inti sebanyak N ditembak dengan partikel flek, penampang dan waktu 1 detik, maka jumlah inti yang bereaksi perdetik dapat dihitung

- pengaruh energi projektil (Syukri S,2008).

Pengaruh Energi Projektif

7.31 Apa yang dimaksud projektif berenergi rendah, sedang, tinggi, sangat tinggi dan ultra tinggi ?

Jawab :

(12)

- tinggi : 0,5 – 10 MeV

-sangat tinggi : 10 – 50 MeV

- untra tinggi: > 50 MeV (Syukri S,2008).

7.32 Sebutkan tiga jenis projektif ! Jawab :

Jenis projektif : - foton

-Partikel : n, p, d, t, α

-ion berat: C4+, N6+, C6+ (Syukri S,2008).

7.33 Apa yang disebut (n,n)el dan (p,p) inel ? Jawab :

(n,n)el adalah projektil n, ejektil n elastis

(p,p) inel adalah projektil p, ejektil p tidak elastis (Syukri S,2008).

7.34 Apa yang dimaksud reaksi Oppenheimer Phillips ? Jawab :

Reaksi Oppenheimer Phillips adalah jika d berenergi tinggi yang menghasilkan (d, p) (Syukri S,2008).

7.35 Apa beda reaksi inti dengan α berenergi tinggi dan sangat tinggi, jelaskan! Jawab :

- Energi tinggi (0,5 – 10 MeV) (α, n) : 108 Ag ( α ,n)112 In

(α, p) (α, γ)

- Energi sangat tinggi (> 10 MeV) (α, 2n) : 109 Ag ( α,2n)111 In (α, n), (α, p), (α, np), (α, d) (γ, α) : 234 Pu ( α,5n)226 Cm

239_{Pu (}_α,_p2n)240_Am_{(Syukri S,2008).}

7.36 Apa beda reaksi inti dengan n berenergi tinggi dengan yang sangat tinggi,jelaskan ! Jawab :

(13)

- n berenergi tinggi (0,5 – 10 MeV) (n, n)

(n,α) : 35Cl (n,α)32 P 202TI(n,α)202 Au

(n, p) : 35Cl (n,p)32 S

- n energi sangat tinggi (10 – 50 MeV) (n, 2n) : 74 Br (n,2n)78 Br

(n, n α ) : 65Cu (n,n α )62 Co (Syukri S,2008).

7.37 Apa beda reaksi inti dengan p bernergi tinggi dan yang sangat tinggi? Jawab :

25 < A < 80 A > 80

Energi tinggi (p, n), (p, p) (p, n), (p, p),(p, r) (p,α), (p, r)

Energi sangat (p, 2n), (p, np) sama dengan di depan Tinggi (n, n), (p, α)

(p, p), (p, m) (Syukri S,2008).

7.38 Apa yang dimaksud ion berat, beri contoh! Jawab :

Ion berat adalah projektif yang bermuatan positif. Contoh : 12C4+ (Syukri S,2008).

7.39 Apa yang dimaksud dengan inti kekurangan electron, beri contoh ! Jawab :

Inti kekurangan elektron adalah inti hasil yang stabil apabila menangkap elektron Contoh :

65_Cu(12_{C, 3n)}74_Br 74_Br _Ec 74_Se _{(stabil) (Syukri S,2008).}

7.40 Apa yang dimaksud inti tranactinida? Jawab :

Inti tranactinida merupakan inti-inti bernomor atom besar (golongan aktinida) dapat dihasilkan dengan reaksi ion berat, sambil menghasilkan 6n sampai dengan 10n.

(14)

7.41 Apa yang dimaksud Buckshof Capture Product, beri contoh! Jawab :

Buckshof Capture Product merupakan projektil setelah bertumbukan dengan inti terpecah dalam (lebih) yang kemudian salah satu diserap dan yang lain dipancarkan. Contoh : 14 N6+ 3α + n + p (Syukri S,2008).

7.42 Apa yang dimaksud reaksi transfer, beri contoh! Jawab :

Reaksi transfer dari projektil ke inti

Contoh : AX(14 N,13 N)A+1X (Syukri S,2008).

7.43 Apa yang dimaksud reaksi foto nuklir? Jawab :

Reaksi foto nuklir adalah reaksi penangkapan foton oleh inti. Energi foton harus mencukupi.

Sumberγ dari :

- reaksi peluruhan γ yang dipercepat sampai 10 – 1000 MeV - reaksi inti yang punya energi tinggi

contoh :

7_{Li (p,} _γ)4_He

2 E γ = 17,6 MeV (Syukri S,2008).

7.44 Apa yang dimaksud Fragmentasi? Jawab :

Fragmentasi adalah pecahnya inti jadi dua inti yang tidak sama, satu berat dan satunya lagi ringan

- inti yang berat mengalami reaksi penguapan - inti yang ringan meluruh β- (Syukri S,2008).

7.45 Apa yang dimaksud reaksi langsung, jelaskan! Jawab :

Reaksi langsung adalah reaksi dengan projektil berenergi tinggi (> 50 MeV) tidak terbentuk senyawa inti, tapi langsung memecah inti jadi beberapa bagian.

(15)

- emisi langsung dari inti yang terjadi pada daerah tumbukan

- penguapan partikel dari inti yang tereksitasi (terbentuk lobang) (Syukri S,2008).

Referensi

Syukri S.2008. Radiokimia.Padang : UNP

https://nuclearthinker.wordpress.com/2014/04/05/menghitung-macroscopic-cross-section-dari-data-microscopic-cross-section/