2 cross section reaksi inti

CROSS SECTION REAKSI INTI

Sulistyani, M.Si.

▸ Baca selengkapnya: pengukuran cross section

Tampang Lint ang (Cross Sect ion) Reaksi Nuklir

• Kem ungkinan terjadinya reaksi nuklir disebut penam pang lintang (σ) yang m em punyai dim ensi luas.

• Tam pang lintang dapat dibandingkan dengan tetapan laju reaksi.

• Ex: Reaksi kim ia A + B → D , m aka laju reaksinya dinyatakan dC_D/ dt = kC_AC_B

• Dengan cara sam a, untuk reaksi nuklir A(x,y)B dinyatakan: dN_B/ dt = σ Q_x N_A

• N_Adan N_B adalah jum lah atom A dan B per satuan volum , Q_x adalah fluks yaitu jum lah proyektil per satuan luas per waktu (cm-2_s-1_{), dan} σ _adalah

tam pang lintang.

• Bila berkas partikel jenis x dengan fluks Q m enabrak lapisan tipis atom A dengan ketebalan s, m aka pada saat partikel m em asuki lapisan dengan ketebalan ds, fluks partikel akan berkurang sebesar:

• -dQ_x = σ Q_x N_A ds jika diintegralkan akan diperoleh:

Penampang Lint ang

Bila ada reaksi nuklir lainnya m aka cross section reaksi adalah cross section total.

Satuan cross section reaksi nuklir adalah barn, 1 b = 10-24 _cm2_.

Cross section sebagian besar reaksi bergantung pada energi proyektil sehingga kebolehjadian terjadinya reaksi nuklir m erupakan fungsi energi proyektil, yang berupa energi kinetik proyektil yang dipindahkan ke inti m ajem uk sebagai energi eksitasi inti m ajem uk. Ketergantungan

Cross sections of several nuclear reactions of protons with 63_{Cu as a function of their}

Reaksi Nukl ir dengan Part ikel Bermuat an

• Proyektil partikel berm uatan (proton, deutron , partikel alfa) m am pu m enabrak inti jika energinya dapat m engatasi potensial penghalang inti sasaran.

• Tingginya potensial penghalang (Ec) tergantung pada nom or atom inti sasaran dan nom or atom proyektil.

Ec = (1/ 4∏ε_o) (Z₁eZ₂e/r) ε_o =8,8542 10-12_C2_s-1 _m-2

• Bila Ec dalam MeV dan r dalam cm , m aka

Ec = 1,44.10-13 _{(Z1Z2/ r) MeV dengan r adalah jarak dim ana gaya inti}

m ulai bekerja yaitu: r = r_o(A11/ 3 _{+ A2}1/ 3 _{) dim ana r}

o = 1,4.10-13 cm

• Cross section m aksim um untuk reaksi absorpsi partikel-partikel berm uatan um um nya m endekati ∏ r2 (r = jarak antara pusat inti partikel proyektil dan inti sasarn bila keduanya bertem u) sehingga dinyatakan sebagai jari-jari pertukaran reaksi inti.

Reaksi Nuklir dengan Neut ron

• Neutron tidak berm uatan sehingga neutron m udah m endekati inti tanpa ditolak oleh m uatan inti atom sasaran.

• Neutron m udah ditangkap oleh inti sasaran dengan m akin berkurangnya kecepatan neutron.

• Σ_c ~ 1/ v ~ 1/ E1/ 2

• Sebagian besar reaksi nuklir yang m elibatkan neutron term al adalah proses tangkapan neutron, dim ana energi eksitasi inti m ajem uk

dihilangkan dengan pem ancaran sinar gam m a (n,γ).

• Reaksi neutron yang m em ancarkan partikel berm uatan setelah

m enangkap neutron seperti (n,p) atau (n,α) m erupakan reaksi yang terjadi dengan m elalui energi am bang (threshold reaction).

Perhit ungan Hasil pada Reaksi Nuklir

• Untuk reaksi A(x,y)B, laju pem bentukan nuklida B adalah: dN_B/ dt =

σQ_xN_A



Bila nuklida hasil bersifat radioaktif, m aka peluruhan selam a

waktu iradiasi harus diperhitungkan. dN

_B

/ dt =

σ

Q

_x

N

_A

–

Λ

nb



Pada integrasi antara t=0 dan t=t, pada t=0 m aka N

_B

=0

sehingga

N

_B

= (

σ

Q

_x

N

_A

/

λ

) (1 - e

-λt

)



Oleh karena A=-dN

_B

/ dt=

λ

N

_B

m aka A

_B(t)

= (

σ

Q

_x

N

_A

) (1 - e

-λt

)



J ika N

_A

=(L

×

I

_A

×

m

_A

)/ Ar

_A

m aka

A

_B(t)

= (

σ

Q

_x

L

×

I

_A

×

m

_A

)/ Ar

_A

) (1 - e

-λt

)



Radioaktivitas nuklida yang diiradiasi selam a waktu t

kem udian dibiarkan m eluruh selam a waktu t’, m aka