NUCLEAR PROPERTIES

mnuclc2 = Matomicc2 – [Zm0c2 + Be(Z)] Massa Inti Massa inti ataupun atom biasanya dituliskan dalam atomic mass unit (amu atau u) atau bisa juga dalam ekivalen energi Unit massa didefinisikan sebagai massa satu atom 12C yaitu 12,0000 … u Untuk memudahkan biasanya massa atom digunakan daripada massa inti atom namun saat diperlukan massa inti dapat dihitung dari mnuclc2 = Matomicc2 – [Zm0c2 + Be(Z)]

Dimana m0 adalah rest mass dari elektron dan Be(Z) adalah energi ikat total semua elektron dalam atom Be(Z) dapat diperkirakan berdasarkan model atom Thomas-Fermi Be(Z) = 15,73Z7/3 eV Karena nilai Be(Z) umumnya sangat kecil dibanding massa inti dan elektron maka faktor dapat diabaikan dalam perhitungan

Contoh Perhitungan Misalkan reaksi peluruhan - dari 14C: 14C  14N+ + - + e + energi Dengan mengabaikan massa antineutrino elektron maka diperoleh: Dimana m0 rest massa elektron dan m(X) adalah massa inti jika diganti dengan massa atom maka menjadi: Energi = [M(14C) – M(14N)]c2 M(X) adalah massa atom X

Terminologi Selisih antara massa inti aktual dengan massa total nukleon dinamakan energi ikat total Btot(A, Z) Energi ini mewakili kerja yang dibutuhkan untuk memecahkan inti menjadi nukleon yang terpisah, atau bisa juga energi yang dilepaskan jika semua nukleon membentuk inti/nukleus Btot(A, Z) = [ZM(1H) + (A-Z)M(n) – M(A, Z)c2 Dimana M(A, Z) massa atom AZ, M(n) dan M(1H) massa neutron dan atom hidrogen Energi ikat rata-rata per nukleon diberikan oleh Bave(A, Z) = Btot(A, Z)/A

Lanjutan Pada beberapa tabulasi sifat inti, kuantitas yang tercatat adalah massa defect atau massa excess Massa excess  = M(A, Z) – A Biasanya dituliskan dalam unit energi ekivalen massa Kerja yang dibutuhkan untuk memisahkan satu neutron atau proton atau partikel  dinamakan energi pemisahan S, untuk neutron Sn = [M(A-1, Z) + M(n) – M(A, Z)]c2

Energi Ikat per Nukleon Energi ikat per nukleon adalah ukuran stabilitas relatif suatu inti Semakin kuat ikatan suatu inti maka semakin besar energi ikat per nukleon (gambar 2.1) Stabilitas terbesar ada pada inti dengan massa medium dengan inti terstabil ada pada 62Ni Inti berat bisa meningkatkan stabilitasnya dengan memecah inti, sedangkan inti ringan dapat bergabung/fusi hingga memiliki massa inti pada kisaran Fe-Ni

Energi ikat rata-rata per nukleon vs nomor massa A untuk inti stabil Gambar disamping menunjukkan bahwa gaya inti (strong force) bekerja pada range yang sempit (7,4 s.d. 8,8 MeV) dan jenuh Penurunan Bave pada A tinggi diakibatkan meningkatnya pengaruh gaya Coulomb

Kelimpahan Sistematik Pada gambar 2.3 terlihat pebandingan posisi nuklida stabil yang dikenal dengan A ganjil dan A genap Dengan meningkatnya Z, garis kestabilan bergerak naik dari N = Z menjadi N/Z ~ 1,5 akibat adanya pengaruh gaya Coulomb Fenomena ini menyimpulkan secara umum bahwa tidak ada inti dengan kombinasi ganjil-ganjil

Ukuran dan Bentuk Inti Jari-jari inti berada pada range 1 – 10 fm Ini jika inti diasumsikan berbentuk bola dengan densitas seragam namun memiliki batas ujung seperti pada bola billiar Kita dapat memparametrisasi distribusi densitas ini dengan menuliskan jari-jari inti dalam bentuk R = r0A1/3