Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS 11.1 Menganalisis karakteristik inti atom dan radioaktivitas Standar Kompetensi : 11. Standar Kompetensi : 11. Menunjukkan.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS 11.1 Menganalisis karakteristik inti atom dan radioaktivitas Standar Kompetensi : 11. Standar Kompetensi : 11. Menunjukkan."— Transcript presentasi:

1

2 FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS

3 11.1 Menganalisis karakteristik inti atom dan radioaktivitas Standar Kompetensi : 11. Standar Kompetensi : 11. Menunjukkan penerapan konsep fisika inti dan radioaktivitas dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi Kompetensi dasar

4 Kompetensi Dasar 11.2 Mendeskripsikan pemanfaatan radioaktif dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi.

5 XAZ X = nama unsur atom Z = nomor atom = jumlah proton ( p ) = jumlah elektron (e ) A = nomor massa = jumlah proton (p) + netron (n) nukleon Nomor massa, Jumlah proton + netron Nomor atom Jumlah proton Proton bermuatan positip Netron tidak bermuatan Elektron bermuatan negatif Pada atom netral jumlah proton = jumlah elektron Pada atom Helium Jumlah : proton = 2 netron = 4 -2 = 2 elektron = 2

6 INTI STABIL Z = N ( inti ringan )

7 Elektron(-) Inti Proton(+) Netron ( 1, x 10 –27 kg ; 1, sma ) ( 1, x 10 –27 kg ; 1, sma ) ( 9,1 x 10 –31 kg ) 1 sma = 1,6604 x 10 –27 kg = 931 Mev Energi yang mengikat proton dan netron (nukleon) dalam inti atom. Energi ini berasal dari massa yang hilang saat terbentuknya inti atom 1, sma1, sma 2, sma 2, sma Selisih massa sesudah dan sebelum terbentuk inti adalah  m = 2, , =0, sma. Massa yang hilang ini menjadi energi ikat sebesar : E =  m.c2 = 0, x 931 Mev = 2,223 Mev ENERGI NUKLIR Massa defect Nuklida/nukleon 2, sma 2, sma

8 1.AKTIVITAS INTI ATOMAKTIVITAS INTI ATOM 2. ATOM TIDAK STABIL ( Z>83 & N >209) 3. AKTIVITAS BERUPA PELURUHAN (DISINTEGRASI) U Th + He Zat yang mampu memancarkan energi tanpa menerima energi sebelumnya

9

10

11

12 Pencacah Geiger Muller (GM) : 1928 Untuk mendeteksi radiasi sinar ,  dan . Jika terdapat radiasi alat ini akan memberi tanda tertentu antara lain bunyi. Emulsi film : Jika kertas film dilapisi emulsi perak bromida dilalui oleh unsur-unsur radio aktif akan meninggalkan jejak lintasannya. Hasil pencucian film nampak jenis lintasannya dan dapat dikenali jenis partikelnya. Kamar kabut Wilson : 1907 Alat ini digunakan untuk mendeteksi sinar alpa. Sintilator : Alat ini menggunakan bahan-bahan yang dapat berpendar atau memercikkan cahaya bila terkenda radiasi.

13 Waktu yang diperlukan untuk meluruh (berdisintegrasi) hingga inti atom radioaktif tinggal setengah dari inti semula TT T T No N = ½ No N = ¼ No N = 1/8 No N = 1/16 No t = n.T No = unsur mula-mula N = unsur sisa/tertinggal T = waktu paruh t = selang waktu n = t/T

14 T = 0,693  N = (  ).No tTtT R = . N R = aktivitas inti (part/s)  = tetapan peluruhan (s -1 ) N = jumlah partikel T = waktu paruh (s)

15

16

17 1.Hukum kekekalan Nomor atom 2.Hukum kekekalan nomor massa 3.Hukum kekekalan momentum 4.Hukum kekekalan Energi REAKSI FISI DIPEROLEH DENGAN CARA MENEMBAKI INTI BERAT DENGAN PARTIKEL-PARTIKEL ELEMENTER ANTARA LAIN NETRON, INTI HELIUM (  ), DEUTRON, DAN SINAR HUKUM REAKSI INTI

18 Setiap fisi menghasilkan paling sedikit 1 neutron dan menghasilkan fisi baru dan seterusnya, maka reaksi seperti ini disebut reaksi berantai Memenuhi Syarat : -Menggunakan 235 UMenggunakan 235 U -Neutron yang digunakan harus memiliki energi yang cukupNeutron yang digunakan harus memiliki energi yang cukup Tidak Memenuhi Syarat

19

20

21

22 REAKSI FUSI DISEBUT REAKSI TERMONUKLIR, KARENA FUSI DAPAT TERJADI PADA TEMPERATUR TINGGI SEKITAR 10 8 O C. REAKSI FUSI DIJUMPAI DI MATAHARI. BOM HIDROGEN MENGGUNAKAN REAKSI TERMONUKLIR

23

24 Moderator H 2 O, D 2 O Perisai radiasi Batang kendali Kadmium,boron, hafnium REAKTOR PENELITIAN REAKTOR PENGHA- SIL RADIOISOTOP REAKTOR DAYA (PLTN)

25

26

27 U Th + He Be 9 4 C 12 6 Persamaan Reaksi : +  + + X (energi) 9, ,00278 = 12, , x x = 0, sma Energi yang dibebaskan (x) = 0, x 931 = 4,7 Mev. Be 9 4 H 2 4 C 12 6 n 1 0

28 2 1 H H  3 2 He + 1 o n + 3,27 MeV 2 1 H H  3 1 He H + 4,03 MeV 2 1 H H  4 2 He + 1 o n + 17,59 MeV 1 1 H H  2 1 He  + Energi 1 1 H H  3 2 He  + Energi 3 2 He+ 3 2 He  4 2 He+ 1 1 H+ 1 1 H+ Energi

29

30 Bom atom merupakan bentuk penggunaan energi yang tidak menguntungkan bagi kehidupan bentuk reaksi fisi yang terjadi adalah fisi berantai yang tidak terkontrol. Bahan yang digunakan 235 U yang diperoleh dari pemisahan uranium alam atau 239 Pu yang dihasilkan oleh Reaktor Thermal Bom HIDROGEN dibuat dengan rekasi fusi ( reaksi termonuklir ) temperatur tinggi diperoleh dengan cara bom fisi plutonium di dalamnya yang berfungsi sebagai detonator ( peletus )

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44 Setelah inti pecah, pecahan inti tidak menghasilkan netron

45

46 Terjadi pada inti berat N/Z > 1

47

48 INTI TIDAK STABIL N > Z   

49 Setelah inti pecah, pecahan inti menghasilkan netron

50

51 Medan listrik Medan magnet

52

53

54

55 Pu ; Po ; Y ; Rb Sinar RA yg dipancarkan

56 Pb ; Rb ; Y ; Po; Xe ; Pb; U; Ra

57 Massa He Massa nukleon Energi ikat Energi per nukleon

58

59

60

61

62 dari jumlah massa pembentuk inti dengan massa inti atom terdapat selisih yang disebut defet massa Dm = (m p + m n ) - m Te125 = 126, , = 0, sma selisih massa ini setara dengan energi ikat inti E = Dm.c 2 = 0, = 134,8 Mev.

63

64 10 gram bahan radioaktif 88 Ra Ra 226 memiliki waktu paruh 1620 tahun. Berapa sisa bahan yang ada setelah 1000 tahun ? Penyelesaian : Diketahui : N0 N0 N0 N0 = 4 gram T = 1620 tahun t = 1000 tahun Ditanyakan :sisa bahan (N)

65 Suatu unsur bahan radioaktif meluruh separuhnya dalam waktu 4 menit, berapakah konstanta peluruhan unsur tersebut. Penyelesaian : Diketahui : T = 4 menit = 240 detik Ditanyakan : konstanta peluruhan (  ) Jawab : 0,693 0,693    s -1 

66

67

68 Pada peristiwa penggabungan inti proton dengan netron menghasilkan deteron dan pelepasan sejumlah energi. Tuliskan persamaan reaksi intinya dan hitung besarnya energi yang dihasilkan.Massa proton = 1, sma, netron = 1,00897 sma, deteron = 2, sma. Jawab : persamaan reaksi 1 H n > 1 H 2 + X (energi) 1, ,00897 = 2, X 2, = 2, X X = 0, sma Energi yang dihasilkan = 0,002375x931 = 2,21 Mev

69 Sebuah reaktor menggunakan bahan uranium 92 U 235 dalam 1 hari menghabiskan 1,5 gram. Berapa daya yang dihasilkan oleh reaktor ini, bila tiap fisi (inti pecah) menghasilkan energi sebesar 200 Mev. Penjelasan : Diketahui : m = 1,5 gram;N o = bilangan avogadro = 6, gram/mol m.N 0 1,5.6, N = = BA 235 N = 3, partikel E p = Energi 1 partikel =200 Mev = ev = , = 3, j t = 1 hari = = sekon Ditanyakan : daya (P)

70 Radioisotop adalah isotop Radioaktif atau radioaktif buatan, yang dihasilkan dari penembakan inti stabil dengan partikel alpa atau proton, deuteron, dan neutron. Kebanyakan bahan ini memancarkan sina , hanya beberapa yang memancarkan sinar . Contoh isotop dari Uranium dan Plutonium 1.Bidang Kedokteran -Terapi sinar g untuk pengganti terapi rontgen - sterilisasi alat-alat kedokteran 2. Bidang Hidrologi - mengukur kecepatan debit air - menentukan jumlah kandungan air dalam tanah - Mendeteksi ( TRACER ) kebocoranTRACER saluran pipa dalam tanah - Mengukur endapan lumpur di pelabuhan penyebab pendangkalan 3. Bidang Biologi - Mendeteksi tumor otaktumor otak - mempelajari sirkulasi darahsirkulasi darah 4. Bidang Industri - meneliti kekuatan material - penelitian fenomena di fusi dalam logam 5. Bidang Arkeologi - Menentukan umur benda kuno dengan metode 14 C. 6. Bidang Pertanian - Mengubah struktur dan sifat kromoson untuk menciptakan generasi yang lebih baik. - Pengawetan hasil pertanian dengan cara penyinaran dapat menunda terjadinya pertunasan

71

72

73

74

75 Few reactions meet these criteria. The most interesting are the following: (1)D+T→ 4 He (3.5 MeV)+ n (14.1 MeV) (2)D+D→T(1.01 MeV)+ p (3.02 MeV) 50% (3)→ 3 He(0.82 MeV)+ n(2.45 MeV) 50% (4)D+ 3 He→ 4 He(3.6 MeV)+p (14.7 MeV) (5)T+T→ 4 He+2 n MeV (6) 3 He+ 3 He→ 4 He+2 p MeV (7) 3 He+T→ 4 He+p +n MeV51% (8)→ 4 He(4.8 MeV)+D(9.5 MeV) 43% (9)→ 4 He(0.5 MeV)+n(1.9 MeV) +p(11.9 MeV)6% (10)D+ 6 Li→2 4 He MeV (11)p+ 6 Li→ 4 He(1.7 MeV)+ 3 He (2.3 MeV) (12) 3 He+ 6 Li→2 4 He+p MeV (13)p+ 11 B→3 4 He+ 8.7 MeV

76 Alih Teknologi Produksi Radioisotop dari Hasil Belah Uranium-235. Interaksi antara partikel neutron dengan inti uranium-235 yang berlangsung di dalam fasilitas iradiasi reaktor akan menghasilkan beberapa reaksi berantai, yang selanjutnya akan menghasilkan sekitar 360 jenis radioisotop, mulai dari inti dengan nomor masa 66 sampai dengan nomor masa 170. Tiga dari beberapa rantai yang dihasilkan dari reaksi pembelahan tersebut yaitu rantai stronsium (Sr-99), Indium (In- 131) dan Timah (Sn-133) akan meluruh masing-masing menjadi radioisotop Molibdenum (Mo-99), Yodium (I-131) dan gas Xenon (Xe- 133). Selanjutnya radioisotop tersebut dipisahkan dari radioisotop lainnya dan bahan dasar U-235 yang tidak membelah selama radiasi, dengan beberapa metode pemisahan.

77 1. Penerapan Teknik Sterilisasi Radiasi. Pemanfaatan sumber radiasi sinar gamma Cobalt-60 untuk teknik sterilisasi karena sangat efektif untuk membasmi mikroba pada suhu kamar. Keuntungan -daya sterilisasi tinggi selama bahan pengemas baik dan tidak rusak, - tidak menaikkan suhu selama proses sehingga sangat baik untuk bahan yang tidak tahan panas, bahan disterilkan dalam bentuk kemasan siap pakai, - tidak meninggalkan residu dan tidak menyebabkan polusi. Alat kesehatan yang umum disterilkan dengan radiasi yaitu - pembalut penyerap, kapas dan kasa, pembalut parafin, pembalut obat, pembalut persalinan, - wadah plastik, alumunium, alat karet, alumunium, alat suntik, masker muka, cawan petri, benang bedah, pita obat (band aid), alat tetes obat mata dan perlengkapan transfusi. Bahan baku dan sediaan yang umum disterilisasikan dengan radiasi : - bubuk antibiotika, bubuk dan rajangan simplisia, tanaman obat, salep mata, talkum, bolbus alba dan amilum Pemanfaatan radioisotop pada bidang teknologi

78 2. Aplikasi Radiasi untuk Pengawetan Bahan Makanan. Masalah utama yang dihadapi oleh produk bahan pangan di Indonesia adalah tingginya kerusakan pasca panen, termasuk akibat cemaran mikroorganisme dan serangga perusak pangan. Dalam upaya menanggulangi masalah tersebut diperlukan pengawetan bahan makanan dengan sinar gamma Cobalt-60 dengan menggunakan proses iradiasi Banyak keuntungan yang bisa diperoleh dengan menggunakan proses pengawetan iradiasi gamma. misalnya -membunuh serangga atau hama gudang menggantikan proses fumigasi untuk karantina sayur dan buah, -menunda pertunasan umbi-umbian, menunda kematangan berbagai jenis buah, -mempercepat keempukan sayuran kering dan kedelai, membasmi salmonella, membasmi vibrio parahaemolyticus, cacing pita dan cacing gelang. - Beberapa jenis makanan iradiasi beredar dan dikonsumsi oleh masyarakat, yaitu rempah-rempah dengan dosis maksimal 10 kGy, umbi-umbian dengan dosis maksimal 0,15 kGy dan bebijian dengan dosis maksimal 1 kGy.

79 3. Pengolahan dan Teknologi Lateks Alam Iradiasi Permintaan akan sarung tangan karet dari Amerika Serikat dan Eropa sejak awal tahun 1988 terus meningkat dengan tajam. Jumlah yang dibutuhkan mencapai 10 milyar pasang. Dengan besarnya permintaan tersebut memperlihatkan pemasaran barang karet lateks alam makin meningkat. Dengan demikian diharapkan industri barang karet dari lateks alam akan meningkat juga sehingga nilai tambah devisa negara dapat ditingkatkan. Pengolahan dan teknologi lateks alam iradiasi merupakan salah satu cara yang dapat mengatasi kebutuhan pasar dengan mutu yang baik. Pengolahan lateks alam iradiasi yaitu lateks alam dapat meningkatkan kapasitas produksi dengan mutu baik 4. Pelapisan Permukaan Papan Kayu dengan Iradiasi Teknik pelapisan permukaan papan kayu dengan menggunakan radiasi sudah diterapkan di berbagai negara industri seperti Amerika Serikat, Eropa Barat dan Jepang. Teknik ini telah diterapkan secara komersial oleh beberapa industri mebel di negara maju tersebut. Dengan cara ini mutu kayu dapat ditingkatkan antara lain permukaan kayu menjadi lebih keras, tahan panas, tahan goresan, tahan zat kimia tertentu dan penampilannya lebih menarik.

80 5. Aplikasi Teknik Nuklir di Bidang Kedokteran Sumbangan teknik nuklir dalam bidang kedokteran meliputi diagnosis in-vitro maupun in-vivo, serta terapi atau pengobatan. Teknik RIA dan Immunoradio- metricassay (IRMA) merupakan uji diagnostik in-vitro yang sangat peka atau sensitif dan spesifik. Berbagai macam substansi kelumit dan dihitung kadarnya meliputi substansi yang berkaitan dengan fertility dan pregnancy monitoring (AFD-NTD), thyroid function, newborne screening, haematology, therapeutic drugs, drugs of abuse, tumor marker, adrenal function, other peptides hormones, diabetes related dan immunoradiometricassay. 6. Penelitian Gondok Endemik Terjadinya penyakit gondok disebabkan oleh kekurangan yodium yang ikut dimakan atau akibat lingkungan. Akan tetapi defisiensi yodium dapat pula terjadi akibat tubuh kurang baik dalam melakukan metabolisme yodium. Tubuh tidak dapat mengubah yodium menjadi senyawa thyroxin karena tidak terjadi senyawa T2. Akibat dari gangguan yodium tersebut maka secara klinis penderita gondok akan menunjukkan gejala seperti pembesaran kelenjar tiroid, gangguan ingatan, mental retarded, gangguan pertumbuhan dan lain-lain. Penderita penyakit gondok sering dijumpai di daerah pegunungan atau sekitar gunung berapi. Hal itu diduga antara lain disebabkan pengaruh aliran lahar. Penelitian ini akan mencari prevalensi gondok endemik di daerah Gunung Merapi di Yogyakarta. Penelitian dilakukan dengan memilih desa yang memiliki penduduk terbanyak menderita penyakit gondok.

81 7. Aplikasi Teknik Nuklir untuk Pola Perakaran Akar merupakan salah satu bagian tanaman yang penting. Pertumbuhan tanaman sangat ditentukan oleh perkembangan dan pola perakarannya. Sedangkan perkembangan akar dapat dipengaruhi oleh faktor tanah seperti tekstur, suhu, aerasi, ketersediaan hara dan air. Pengetahuan tentang sistem perakaran tanaman sangat erat hubungannya dengan pemupukan. Penempatan serta penentuan jumlah pupuk yang tepat dapat ditentukan apabila diketahui daerah sebaran perakaran tanaman. Teknik nuklir dengan menggunakan senyawa bertanda radioaktif seperti P-32 dan Rb-86 dapat dipakai untuk menentukan pola perakaran tanaman. 8. Aplikasi Teknik Nuklir untuk Penentuan N-Azola Produksi beras kurun waktu Pelita IV sangat meningkat dibandingkan dengan dekade sebelumnya. Kenaikan tersebut antara lain disebabkan oleh pemakaian pupuk yang bertambah banyak. Umumnya pupuk nitrogen yang dipakai berupa Urea atau Amoniumsulfat (ZA) dan lain-lain. Peningkatan penggunaan pupuk buatan akan mengakibatkan kenaikan biaya produksi. Selain itu pemakaian pupuk buatan secara terus menerus pada lahan berpotensi dapat merusak lingkungan. Untuk mengatasi hal tersebut berbagai usaha penggantinya perlu dicari misalnya dengan peningkatan penggunaan pupuk organik dan pengurangan penggunaan pupuk buatan tanpa penurunan tingkat produksi yang telah dicapai.

82 9. Varietas Baru Hasil Iradiasi Varietas baru hasil pemuliaan dengan radiasi yang dilepas dalam kurun waktu Pelita IV berupa varietas padi sawah Atomita-2 (1983) dan varietas kedelai Muria (1987). Varietas padi sawah Atomita-2 selain memiliki produksi yang tinggi juga mempunyai sifat toleransi terhadap salinitas. Sedangkan varietas kedelai Muria mempunyai daya hasil yang lebih baik daripada varietas induknya. 10. Galur Mutan Harapan Hasil kegiatan pemuliaan tanaman dengan radiasi selama Pelita IV selain varietas kedelai Muria, juga telah menghasilkan sejumlah galur mutan kacang hijau, padi lahan kering (padi gogo) dan kedelai. Galur ini akan dikembangkan terus dengan harapan di antaranya dapat dilepas sebagai varietas baru di kemudian hari

83 11. Molases Blok, Suplemen Pakan Ternak Ruminansia Petani dan peternak kecil selama ini melakukan pemeliharaan ternak secara tradisional. Dengan bertitik tolak pada kondisi pemeliharaan tersebut, program penelitian nutrisi ternak ruminansia dalam kaitannya dengan pemanfaatan berbagai macam limbah dan hasil samping kegiatan pertanian dan agro industri. Tujuan utama penelitian tersebut dimaksudkan untuk meningkatkan produktivitas ternak ruminansia melalui peningkatan kemampuan hewan dalam memanfaatkan pakan secara optimal. Suplemen yang dikembangkan menggunakan molases (tetes) hasil samping dari industri gula. Bentuk suplemen padat diberi nama molases blok 12. Perkembangan Radioimmunoassay (RIA). Penelitian mengenai apa yang disebut teknik RIA sudah dilakukan sebelum tahun Kegiatan dilakukan terhadap penelitian testosteron dan progesteron dalam serum manusia, pemantauan kadar digoksin pada penderita jantung dan mempelajari teknik data processing dan lain sebagainya. Upaya ini untuk meningkatkan kesehatan dan kesejahteraan masyarakat Indonesia

84 13. Teknik Perunut Radioisotop dalam Industri. Dalam proses industri teknik perunut radioisotop merupakan salah satu teknik nuklir yang digunakan dalam kegiatan industri. Dengan teknik ini hampir setiap karakteristik suatu proses industri termasuk kelainan yang terdapat pada sistem kerjanya dapat diketahui untuk kemudian dijadikan masukan informasi bagi pabrik dari industri bersangkutan. Kelebihan teknik radioisotop ini dapat diterapkan tanpa menggangu atau menghentikan proses produksi yang sedang berjalan, sehingga kerugian waktu atau kerugian ekonomi dapat dihindari. Teknik ini telah diaplikasikan antara lain pada industri semen, pupuk dan peleburan aluminium. 14. Sedimentologi Aplikasi teknik nuklir dalam sedimentologi telah berkembang melalui penelitian dengan menggunakan perunut dan sumber radioaktif serta pemakaian instrumen nuklir. Penelitian tersebut dilakukan terhadap pengukuran laju angkutan sedimen suspensi aliran sungai, pengukuran la ju angkutan sedimen bed aliran sungai, pendugaan laju erosi daerah aliran sungai, pendugaan laju sedimen reservoir bendungan, penentuan lokasi rembesan di dasar reservoir bendungan, penentuan lokasi buangan pada pengerukan sedimen di pelabuhan yang telah mengalami pendangkalan dan penentuan lokasi buangan pada rencana pengerukan sedimen untuk pembangunan pelabuhan. Aplikasi teknik nuklir pada mineral sedimen telah dirintis dengan tujuan khusus yakni eksplorasi mineral yang mengandung bijih metal.

85 15. Isotop Alam dalam Sistem Panas Bumi. Aplikasi isotop alam dalam sistem panas bumi di Indonesia dapat menopang kegiatan eksplorasi untuk memperoleh energi listrik dari panas bumi. Metode isotop alam salah satu cara untuk menyelidiki panas bumi yang telah menunjukkan keandalannya pada berbagai tempat di dunia. Aplikasi ini bertujuan untuk menyelidiki asal-usul dan dinamika fluida panas bumi serta menentukan suhu reservoir panas bumi atau isotop geotermal. Aplikasi isotop alam dalam sistem geotermal baru dilakukan pada akhir Pelita IV. Kerjasama penelitian antara BATAN dan Divisi Geotermal Pertamina telah dilakukan tahun 1987 terhadap inventarisasi isotop panas bumi di Jawa Barat, Jawa Tengah dan Jawa Timur

86

87

88


Download ppt "FISIKA INTI DAN RADIOAKTIVITAS 11.1 Menganalisis karakteristik inti atom dan radioaktivitas Standar Kompetensi : 11. Standar Kompetensi : 11. Menunjukkan."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google