4. FISIKA INTI - RADIO AKTIFITAS *Radio aktifitas adalah suatu gejala yang menunjukan adanya aktivitas inti atom,yang disebabkan karena inti atom tak stabil. Gejala yang dapat diamati ini dinamakan:sinar radio aktif. Dalam tahun 1896 seorang fisikawan Perancis Henry Becquerel(1852-1908) untuk pertama kalinya menemukan radiasi dari senyawa-senyawa uranium.Radiasi ini tak tampak oleh mata,radiasi ini dikenal karena sifatnya yaitu: a.Menghitamkan film b.Dapat mengadakan ionisasi c.Dapat memendarkan bahan-bahan tertentu d.Merusak jaringan tubuh e.Daya tembusnya besar INTERAKSI SINAR RADIO AKTIF DENGAN MATERI SINAR a (ALFA) *sinar tidak lain adalah inti atom helium (2He4), bermuatan 2 e dan bermassa 4 sma *sinar a dapat menghitamkam film. Jejak partikel dalam bahan radioaktif berupa sinar lurus. *radiasi sinar a mempunyai daya tembus terlemah dibandingkan dengan sinar b dan sinar g *radiasi sinar ini mempunyai jangkauan beberapa cm di udara dan di sekitar   10-2mm dan logam tipis. *radiasi sinar ini mempunyai daya ionisasi paling kuat *sinar a dibelokkan oleh medan magnetik *berdasarkan percobaan dalam medan magnet dan medan lintrik dapat ditentukan kecepatan dan muatan sinara, yakni kecepatannya berharga antara 0,054 c dengan c = kecepatan cahaya dalam vakum. SINAR b (BETA) *sinar b tidak lain ialah partikel elektron. *radiasi sinarb mempunyai daya tembus lebih besar dari pada a tetapi lebih kecil dari pada g *sinar. b dibelokkan oleh medan listrik dan medan magnet. *kecepatan partikel b berharga antara 0,32 c dan 0,7 c. *jejak partikel b dalam bahan berbelok-belok. *jejak yang berbelok-belok disebabkan hamburan yang dialami oleh elektron didalam atom.  SINAR g(GAMMA) *mempunyai daya tembus paling besar. *tidak dibelokkan didalam medan magnetik *sinar g memerlukan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih pendek *foton g tidak banyak berinteraksi dengan atom suatu bahan dalam interaksinya dengan bahan mengalami peristiwa fotolistrik dan produksi pasangan Dalam interaksi dengan bahan,seluruh energi foton diserap dalam bahan. Energi yang diserap oleh atom ini dibawa oleh sebuah elektron,untuk membentuk pasangan elektron.Peristiwa ini yang disebut sebagai produksi pasangan.Foton sinar g juga dapat berinteraksi dengan elektron orbital melalui hamburan compton. Urutan daya tembus dari yang lemah ke kuat adalah:sinar a, sinar b, sinar g. Sinar a dapat dihentikan oleh selembar kertas,sinar b dapat dihentikan oleh papan kayu setebal 2,5 cm,dan sinarg dapat dihentikan oleh beton.Sinar g merupakan sinar yang sangat ampuh,dan dapat digunakan untuk membunuh kuman,dan bakteri untuk sterilisasi alat kedokteran. Karena sinar ini sangat kuat dan dapat menembus kertas,dan plastik, sterilisasi dapat dilakukan setelah alat kedokteran itu dibungkus. Intensitas sinar-sinar setelah menembus suatu bahan akan berkurang. - S T R U K T U R  I N T I Inti atom terdiri dari: proton dan neutron. Jumlah proton dan neutron dalam inti (disebut nukleon) dinyatakan sebagai nomor atom (A). Jumlah proton dalam inti dinyatakan sebagai nomor atom (Z) dan jumlah neutron dalam inti adalah A-Z. Nuklida adalah suatu campuran nukleon tertentu yang membentuk jenis inti atom tertentu. * ISOTOP adalah unsur yang memiliki nomor atom (Z) sama, tetapi memiliki nomor massa (A) berbeda. Berarti nuklida itu memiliki sifat kimai yang sama, sedangkan sifat fisika berbeda. * ISOBAR : nuklida -nuklida yang memiliki nomor massa (A) sama, akan tetapi nomor atom (Z) berbeda. *ISOTON : nuklida yang memiliki jumlah neutron sama. - STABILITAS INTI Nuklida bersifat stabil jika : jumlah proton (Z) kurang dari 20 dan harga N (jumlah neutron) / Z (jumlah proton) sama dengan satu atau jumlah sama dengan jumlah neutron atau jumlah proton (Z) lebih dari 20 dan harga N / Z berkisar 1 - 1,6. Nuklida-nuklida dengan N/Z diluar pita kestabilan merupakan nuklida tidak stabil disebut sebagai nuklida radio aktif. - TENAGA IKAT INTI (ENERGI BINDING) Telah diketahui bahwa inti terdiri dari proton dan neutron. Proton didalam inti tolak menolak, adanya kesatuan didalam inti disebabkan oleh adanya gaya yang mempertahankan proton itu dalam inti, gaya ini disebut gaya inti (nucleus force). Penilaian yang cermat menunjukkan bahwa massa inti yang lebih kecil lebih stabil dari jumlah massa proton dan netron yang menyusunnya. Massa detron (1H2) lebih kecil dari massa proton dan netron yang menjadi komponen-komponen detron. unsur iti,ini berarti makin stabil keadaan unsur itu. Karena tenaga ikat tiap nukleon paling besar pada atom yang nomor atomnya50 dapat ditarik kesimpulan  :       a. Ketika inti-inti ringan bergabung menjadi inti-inti yang lebih berat akan disertai dengan pembebasan energi. b. Bila inti-inti berat terbelah menjadi inti-inti yang sedang akan dibebaskan energi. - PELURUHAN (DISINTEGRASI). Inti atum unsur radio aktif dalam keadaan tidak stabil. Sinar a,b keluar dari inti atom secara spontan, akibatnya inti atom mengalami perubahan yang timbul karena radiasi partikel secara spontan. - HUKUM PERGESERAN        a.Keluarnya sinar a dari inti atom berakibat berkurangnya nomor atom sebanyak dua dan berkurangnya nomor massa sebanyak empat. b.Radiasi sinarb berakibat naiknya nomor atom dengan satu.    c.Radiasi sinarg hanya merupakan proses penyertaan tanpa merubah nomor atom dan nomor massa. - PARTIKEL ELEMENTER Meson adalah partikel yang massanya diantara massa proton dan elektron dapat bermuatan positif, negatif dan netral. Meson ada dua macam yaitu meson m dan meson Neutrino adalah partikel yang tidak bermuatan dan massanya kurang dari massa elektron, pasangannya adalah antineutrino. Hyperon, massanya diantara proton dan deutron. - REAKSI INTI Zat radioaktif alam mempunyai inti yang berubah dengan sendirinya setelah memancarkan sinar radioaktif., tetapi inti atom yang tidak bersifat radioaktif dapat diubah sehingga menjadi zat radioaktif (radioaktif buatan).yaitu dengan jalan menembaki inti itu dengan partikel-partikel (ingat peristiwa transmutasi)yang mempunyai kecepatan tinggi. Penembakan inti dengan kecepatan tinggi ini disebut reaksi inti. - REAKSI BERANTAI Reaksi yang berulang hanya berakhir akibat zat yang bereaksi itu habis atau berubah menjadi zat yang lain. contoh : Reaksi berantai ENRICO PERMI  (1937) - REAKSI FISI DAN FUSI a. FISI       :adalah reaksi pembelahan dari sebuah atom menjadi dua bagian atom lain yang disertai dengan pelepasan tenaga. b.FUSI      adalah reaksi penggabungan 2 buah unsur ringan disertai pengeluaran tenaga. - ALAT-ALAT DETEKSI a. Pencacah Geiger (penghitung Geiger Muller) b. Kamar kabut Wilson (Geiger Chamber) c. Imulsi Film d. Detektor Sintilasi - TABUNG DETEKTOR GEIGER MULLER (GM) Detektor GM bekerja pada tegangan yang sangat tinggi, yaitu 1000volt - 1400volt. Detektor ini menghasilkan sebuah pulsa listrik dari setiap partikel tunggal yang datang padanya., dan tidak tergantung pada energi radiasi.Biasanya detektor ini digunakan untuk mendeteksi sinar gamma (yang madah menembus dinding tabung) namun sinar betapapun dapat dideteksi, yaitu melalui jendela ujung yang biasanya terbuat dari mika yang sangattipis agar dinar beta dapat menembusnya. Sinar gamma yang menembus dinding (katoda) menyebabkan atom gas terionisasi, sehingga ada elektron yang keluar dari ikatan atomnya, kemudian menumbuk anoda sehingga terjadi pulsa listrik yang kemudian diperkuet dan dicatat pada alat pencatat (scaler). Dengan demikian untuk sinar beta, akan menjadi ionisasi. Ion negatif menuju anoda sebagai pulsa listrik dan seterusnya. - TABUNG SINTILASI Setiap partikel radiasi didalam sintilator menghasilkan satu puksa cahaya. Radiasi yang datang pada sintilator akan menimbulkan foton, akibat dari eksitasi atom gas. Foton ini kemudian diteruskan ke bagian-bagian photomultiplier yang dalamnya terdapat dynode-dynode yang berurutan yang diberi tegangan satu lebih tinggi. Foton tersebut menumbuk dynoda sehingga menghasilkan foto elektron. Foto elektron tersebut kemudian menumbuk dynoda berikutnya dan akhirnya terjadi elektron sekunder, sehingga didapatkan elektron berlipat ganda. Elektron ini dipergunakan untuk pengukuran energi radiasi (sopektrometeri energi) ukuran pulsa-pulsa listrik yang terjadi sebanding dengan energi radiasi dan jumlah pulsa sebanding dengan jumlah partikel radiasi. - KAMAR KABUT WILSON Uap (alkohol) jenuh diembunkan pada ion-ion udara yang ditimbulkan oleh radiasi. Akibatnya, terlihat garis putih dari tetesan-tetesan zat cair yang sangat kecil, yang merupakan jejal lintasan dalam kamar tersebut, asal diterangi dengan tepat. Perlu dicatat, bahwa yang kita lihat hanyalah jejak lintasan, bukan radiasi yang menimbulkan ionisasi. terdapat tiga jenis kamar kabut yaitu : -Expansion cloud chamber (kamar kabut pemuaian) -Diffusion cloud chamber (kamar kabut diffusi) -Bubble chamber (kamar gelembung) pada bubble chamber radiasi yang mengionkan akan mennggalkan jejak berupa gelembung-gelembung didalam hidrogen cair. Pada sistem ini perkiraan massa dan kelanjutannya dapat diperoleh, berdasarkan hukum kekekalan energi dan momentum. - EMULSI FILM Garis-garis sinar dari ketiga jenis radiasi, dapat juga dipelajari pada film fotografi. Emulsi film foto, dapat mengurangi jangkauan partikel alpha sekitar 0,002mm dan bahkan garis lintasan partikel beta, hanya sekitar 1 mm. Karena itu, harus menggunakan mikroskop untuk mengamatinya. Emulsi nuklir yang khusus, digunakan untuk maksud ini. Emulsi tersebut lebih tebal dari biasanya dan mempunyai kepekaan butir-butir perak bromida yang lebih tinggi. Metoda ini mempunyai keuntungan karena secara otomatis diperoleh rekaman yang permanen dari gejala yang dipelajari. Latihan Soal 1. Apa yang di maksud dengan Reaksi Fisi dan Fusi ! 2. Sebutkan Struktur Inti Atom ! 3. Apa yang dimaksud dengan Radio Aktifitas ! 4. Sebutkan alat-alat Deteksi ! 5. Sebutkan Hukum Pergeseran ! 6. Sebutkan Sifat dari senyawa Uranium !