KELOMPOK 1 :
TASYA NATALIA AKAY 20101104007 MARCO A. LAOH 20101104020
JOSUA TATURA 20101104015 YOEL TUMBELAKA 20101104016
REAKSI NUKLIR
MATA KULIAH
FISIKA NUKLIR
POKOK BAHASAN
JENIS REAKSI DAN HUKUM
KEKEKALAN
ENERGETIKA REKASI NUKLIR
ISOSPIN
PENAMPANG REAKSI
TEKNIK
EKSPERIMENTAL
HAMBURAN LISTRIK
(COULOMB)
01 02 03
04 05 06
HAMBURAN NUKLIR
07
JENIS REAKSI DAN HUKUM KEKEKALAN
Sebuah reaksi nuklir tipikal ditulis :
Cara alternatif dan ringkas untuk menunjukkan reaksi yang sama adalah
HUKUM KEKEKALAN
HUKUM KEKEKALAN PADA REAKSI NUKLIR 1. HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM
2. HUKUM KEKEKALAN ENERGI
3. HUKUM KEKEKALAN JUMLAH MUATAN 4. HUKUM KEKEKALAN JUMLAH NUKLEON HUKUM KEKEKALAN PADA REAKSI NUKLIR 1. HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM
2. HUKUM KEKEKALAN ENERGI
3. HUKUM KEKEKALAN JUMLAH MUATAN 4. HUKUM KEKEKALAN JUMLAH NUKLEON
Hukum Kekekalan Jumlah Muatan dan Nukleon.
Hukum kekekalan jumlah muatan : Jumlah nomor atom pereaksi sama dengan jumlah nomor atom hasil reaksi.
Hukum kekekalan jumlah nukleon : Jumlah nomor massa atom pereaksi sama dengan jumlah nomor massa atom hasil reaksi
Hukum Kekekalan Jumlah Muatan dan Nukleon.
Hukum kekekalan jumlah muatan : Jumlah nomor atom pereaksi sama dengan jumlah nomor atom hasil reaksi.
Hukum kekekalan jumlah nukleon : Jumlah nomor massa atom pereaksi sama dengan jumlah nomor massa atom hasil reaksi
ENERGETIKA REAKSI NUKLIR
Kekekalan energi relativistik total dalam reaksi dasar diberikan
Didefinisikan nilai Q reaksi, dalam analogi dengan nilai Q peluruhan radioaktif, sebagai massa awal
energi dikurangi energi massa akhir:
yang sama dengan energi kinetik berlebih dari produk akhir:
Kekekalan energi relativistik total dalam reaksi dasar diberikan
Didefinisikan nilai Q reaksi, dalam analogi dengan nilai Q peluruhan radioaktif, sebagai massa awal
energi dikurangi energi massa akhir:
yang sama dengan energi kinetik berlebih dari produk akhir:
contoh contoh
Q<0 disebut reaksi endotermik karena ada energi yang diserap/dibutuhkan ketika reaksi Q>0 disebut reaksi eksotermik karena ada energi yang dibebaskan ketika reaksi.
Q<0 disebut reaksi endotermik karena ada energi yang diserap/dibutuhkan ketika reaksi Q>0 disebut reaksi eksotermik karena ada energi yang dibebaskan ketika reaksi.
ISOSPIN
Interaksi nukleon dengan lingkungannya (misalnya nukleon lain) dalam banyak kasus tidak bergantung pada apakah
nukleon memiliki spin atau relatif terhadap sumbu z yang dipilih secara acak.
antara neutron dan proton, dan ini berarti mengelompokkan mereka (neutron dan proton) sebagai anggota keluarga yang sama, yaitu nukleon.
Neutron dan proton diperlakukan sebagai dua keadaan berbeda dari satu partikel nukleon. Nukleon diberi vektor putaran fiktif, yang disebut isospin.
"isospin-up” ditetapkan pada proton, dan “isospin-down” untuk neutron.
Interaksi nukleon dengan lingkungannya (misalnya nukleon lain) dalam banyak kasus tidak bergantung pada apakah
nukleon memiliki spin atau relatif terhadap sumbu z yang dipilih secara acak.
antara neutron dan proton, dan ini berarti mengelompokkan mereka (neutron dan proton) sebagai anggota keluarga yang sama, yaitu nukleon.
Neutron dan proton diperlakukan sebagai dua keadaan berbeda dari satu partikel nukleon. Nukleon diberi vektor putaran fiktif, yang disebut isospin.
"isospin-up” ditetapkan pada proton, dan “isospin-down” untuk neutron.
Arah putaran ISOSPIN
Contoh Untuk nukleon dengan bilangan kuantum isospin , sebuah proton memiliki dan neutron memiliki .
Contoh Untuk nukleon dengan bilangan kuantum isospin , sebuah proton memiliki dan neutron memiliki .
Proyeksi ini diukur sehubungan dengan sumbu arbitrer yang disebut "3-sumbu" dalam sistem koordinat yang sumbunya diberi label 1, 2, dan 3.
Proyeksi ini diukur sehubungan dengan sumbu arbitrer yang disebut "3-sumbu" dalam sistem koordinat yang sumbunya diberi label 1, 2, dan 3.
Isospin mematuhi aturan biasa untuk vektor momentum sudut; jadi vektor isospin t dengan panjang dan dengan proyeksi 3-sumbu .
Isospin mematuhi aturan biasa untuk vektor momentum sudut; jadi vektor isospin t dengan panjang dan dengan proyeksi 3-sumbu .
Untuk inti apa pun, vektor isospin total adalah
Contoh penetapan isospin pada inti sistem A = 14 (isobar):
14C ()
14N ()
14N ().
Untuk setiap nilai , jumlah bilangan kuantum isospin T dapat mengambil nilai apapun setidaknya sebesar .
Untuk setiap nilai , jumlah bilangan kuantum isospin T dapat mengambil nilai apapun setidaknya sebesar .
PENAMPANG REAKSI
Secara kasar, penampang adalah ukuran probabilitas relatif terjadinya reaksi.
Secara kasar, penampang adalah ukuran probabilitas relatif terjadinya reaksi.
Gambar 11.6 Geometri reaksi yang menunjukkan sinar datang, target, dan sinar keluar menuju sudut padat pada .
Arah pancaran () Sudut padat
Arus partikel datang Ia
(per satuan waktu) Inti target balok N (per satuan luas).
Partikel yang keluar muncul dengan laju Rb, maka penampang reaksinya adalah memiliki dimensi luas per nukleus
Partikel yang keluar muncul dengan laju Rb, maka penampang reaksinya adalah memiliki dimensi luas per nukleus
Jika kita membiarkan fungsi distribusi sudut ini direpresentasikan secara sewenang-wenang dengan , lalu . Maka
Kuantitas du/dQ disebut penampang diferensial, dan pengukurannya memberi kita informasi penting tentang distribusi sudut produk reaksi.
Penampang reaksi dapat ditemukan dengan mengintegralkan pada semua sudut; dengan
Dalam banyak aplikasi fisika nuklir, kita tidak hanya memperhatikan kemungkinan menemukan partikel tertentu yang dipancarkan pada sudut tertentu.
Jika kita membiarkan fungsi distribusi sudut ini direpresentasikan secara sewenang-wenang dengan , lalu . Maka
Kuantitas du/dQ disebut penampang diferensial, dan pengukurannya memberi kita informasi penting tentang distribusi sudut produk reaksi.
Penampang reaksi dapat ditemukan dengan mengintegralkan pada semua sudut; dengan
Dalam banyak aplikasi fisika nuklir, kita tidak hanya memperhatikan kemungkinan menemukan partikel tertentu yang dipancarkan pada sudut tertentu.
TEKNIK EKSPERIMENTAL
Untuk melakukan spektroskopi presisi terhadap partikel b yang keluar dan sisa inti Y, berkas tersebut harus memenuhi beberapa kriteria:
1. Ini harus sangat terkolimasi dan terfokus
2. Energi tersebut harus memiliki energi yang terdefinisi dengan tajam
3. Ini harus memiliki intensitas yang tinggi
4. Jika kita ingin melakukan pengukuran waktu (misalnya untuk mengukur masa pakai keadaan tereksitasi dari Y), 5. Dalam keadaan ideal
6. Intensitas berkas datang harus hampir konstan dan mudah diukur
7. Sinar dapat terpolarisasi (yaitu, putaran partikel-partikel yang datang
8. Sinar harus diangkut ke target melalui sistem vakum tinggi untuk mencegah degradasi sinar dan produksi produk yang tidak diinginkan akibat tabrakan dengan molekul udara.
Untuk melakukan spektroskopi presisi terhadap partikel b yang keluar dan sisa inti Y, berkas tersebut harus memenuhi beberapa kriteria:
1. Ini harus sangat terkolimasi dan terfokus
2. Energi tersebut harus memiliki energi yang terdefinisi dengan tajam
3. Ini harus memiliki intensitas yang tinggi
4. Jika kita ingin melakukan pengukuran waktu (misalnya untuk mengukur masa pakai keadaan tereksitasi dari Y), 5. Dalam keadaan ideal
6. Intensitas berkas datang harus hampir konstan dan mudah diukur
7. Sinar dapat terpolarisasi (yaitu, putaran partikel-partikel yang datang
8. Sinar harus diangkut ke target melalui sistem vakum tinggi untuk mencegah degradasi sinar dan produksi produk yang tidak diinginkan akibat tabrakan dengan molekul udara.
JENIS SPEKTROSKOPI JENIS SPEKTROSKOPI
HAMBURAN LISTRIK (COULOMB)
Hamburan Coulomb elastis disebut hamburan Rutherford.
Pada titik ini, partikel telah mengubah energi kinetik awalnya dengan energi potensial Coulomb:
Pada titik-titik peralihan dalam lintasan, energi sebagian kinetik dan sebagian potensial; kekekalan energi memberikan
Kemudian jumlah inti per satuan luas adalah nx, dan fraksi df dari partikel
datang yang melewati cincin annular seluas 2πb db adalah
Bagian f dengan parameter dampak kurang dari b adalah Hamburan Coulomb elastis disebut hamburan Rutherford.
Pada titik ini, partikel telah mengubah energi kinetik awalnya dengan energi potensial Coulomb:
Pada titik-titik peralihan dalam lintasan, energi sebagian kinetik dan sebagian potensial; kekekalan energi memberikan
Kemudian jumlah inti per satuan luas adalah nx, dan fraksi df dari partikel
datang yang melewati cincin annular seluas 2πb db adalah
Bagian f dengan parameter dampak kurang dari b adalah Gambar 11.7 Lintasan partikel yang mengalami hamburan Rutherford, menunjukkan pendekatan terdekat ke inti
nukleus.
Grafik Hubungan Energi Kinetik Relatif Partikel Alfa dengan Bilangan Penyebaran
Partikel yang memasuki cincin antara b dan b + db didistribusikan terdistribusi secara seragam di sepanjang
cincin dengan lebar sudut dθ. Detektor berada pada jarak r dari hamburan kawat.
HAMBURAN NUKLIR
Eksperimen menunjukkan, seperti pada Gambar , bahwa lintasan partikel yang tersebar, berapa pun sudut defleksinya, adalah hiperbola dan ketika partikel yang membombardir diarahkan lebih dekat ke pusat hamburan, sudut defleksi meningkat.
Eksperimen menunjukkan, seperti pada Gambar , bahwa lintasan partikel yang tersebar, berapa pun sudut defleksinya, adalah hiperbola dan ketika partikel yang membombardir diarahkan lebih dekat ke pusat hamburan, sudut defleksi meningkat.
Pola difraksi cahaya yang datang pada lensa lingkaran; piringan
bundar memberikan pola yang serupa. piringan bundar memberikan pola yang serupa, memiliki intensitas
nol. Kurva ini digambar untuk panjang gelombang yang sama dengan sepuluh kali diameter lensa
atau piringan.
