BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Salah satu gejala yang sangat penting dalam fisika nuklir adalah terkait

dengan radioaktivitas. Meskipun nuklida-nuklida diikat oleh gaya nuklir yang

cukup kuat, banyak nuklida yang tidak mantap secara spontan meluruh menjadi

nuklida lain melalui pemancaran zarah alfa, beta dan gamma. Sebuah nuklida

radioaktif dapat mengalami sederetan rangkaian peluruhan menuju konfigurasi

inti yang stabil. Terdapat 3 aspek radioaktivitas yang luar biasa jika dipandang

dari segi fisika klasik, yaitu :

1. Bila inti atom mengalami peluruhan alfa dan beta, bilangan atom Z berubah

dan inti menjadi unsur yang berbeda. Hal ini berarti bahwa unsur tidak tetap,

meskipun mekanisme transformasinya tidak dikenal oleh ahli kimia.

2. Energi yang dikeluarkan selama peluruhan radioaktif timbul dari inti individual

tanpa eksitasi eksternal, tidak seperti radiasi atomik. Hal ini dapat dipahami

satelah Einstein mengemukakan kesetaraan massa-energi.

3. Peluruhan radioaktif adalah proses statistik yang memenuhi teori

kemungkinan. Tidak ada hubungan sebab akibat yang terkait dalam peluruhan

inti, yang terdapat hanyalah kemungkinan per satuan waktu.

Fisika klasik tidak dapat menjelaskan perilaku seperti itu, namun demikan

fisika kuantum dapat menjelaskannya dengan baik.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Makalah ini difokuskan pada pembahasan mengenai radioaktivitas dimana

bagian yang akan dibahas penulis yaitu:

1. Apa yang dimaksud dengan peluruhan radioaktif, umur paro, peluruhan alfa,

peluruhan beta, dan peluruhan gamma?

1

2. Bagaimana tinjauan proses peluruhan radioaktif, umur paro, peluruhan alfa,

peluruhan beta, dan peluruhan gamma beserta bentuk formulasinya?

3. Apa saja bentuk deret radioaktif yang sekarang dikenal?

4. Apa saja dan jelaskan bagaimana aplikasi reaksi inti!

1.3 TUJUAN PENULISAN

1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan peluruhan radioaktif, umur paro,

peluruhan alfa, peluruhan beta, dan peluruhan gamma?

2. Memahami bagaimana tinjauan proses peluruhan radioaktif, umur paro,

peluruhan alfa, peluruhan beta, dan peluruhan gamma beserta bentuk

formulasinya?

3. Mengenal apa saja bentuk deret radioaktif yang sekarang dikenal?

4. Mengenal dan dapat menjelaskan bagaimana aplikasi reaksi inti

I.4 METODE PENULISAN

Penulisan makalah ini penulis menggunakan metode collaborative

learning, yaitu metode kerjasama dalam bentuk grup yang tersentralkan. Selain

itu, penulis juga menggunakan metode literatur/ kepustakaan. Penulis

menggunakan study kepustakaan dari berbagai sumber berupa buku, media cetak,

maupun media elektronik yang memuat informasi berkaitan dengan pebahasan

mengenai potensial termodinamika.

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 PENEMUAN RADIOAKTIVITASPeristiwa radioaktivitas ditemukan dengan tidak sengaja oleh Henri

Becquerel saat mengamati gejala fluoresensi dan fosforesensi, yang

menghantarkannya pada pemahaman yang lebih mendalam tentang sifat-sifat inti

sebuah atom.

Setelah menyinari beberapa potong sulfat uranium-kalium dengan cahaya

tampak, Becquerel membungkus potongan-potongan itu dengan kertas hitam dan

memisahkan bungkusan itu dari sebuah pelat fotografi dengan sepotong perak.

Setelah beberapa jam penyinaran, pelat fotografi tersebut dicuci dan

memperlihatkan penghitaman yang disebabkan oleh sesuatu yang telah pasti

dipancarkan dari persenyawaan dan telah sanggup menembus kertas hitam dan

perak itu. Peristiwa tadi menunjukan aktivitas radiasi dari persenyawaan tersebut.

Peristiwanya disebut radioaktivitas, yang berarti unsur ini dapat mengeluarkan

radiasi secara spontan, Radiasi dari peristiwa ini dikenal dengan sinar radioaktif.

Setelah itu dua orang ilmuwan Perancis yang juga suami istri yaitu Marie

Curie dan Pierre Curie melakukan pengkajian sistematik dan menemukan bukti

bahwa ada unsur lain juga mengeluarkan sinar radioaktif, yaitu radium. Selain itu

juga menemukan sifat bahwa sinar radioaktif mengionkan partikel udara yang

dilewatinya. Hasil temuannya ini menjadi dasar untuk mendeteksi ada tidaknya

unsur radioaktif di sekitar kita. Selain menemukan unsur radium, ditemukan juga

oleh suami istri ini unsur polonium. Saat ini sudah banyak unsur-unsur radioaktif

yang ditemukan.

3

2.2 PELURUHAN RADIOAKTIFPeluruhan radioaktif adalah kumpulan beragam proses di mana sebuah inti

atom yang tidak stabil untuk menjadi atom stabil maka ia memancarkan partikel

subatomik (partikel radiasi). Peluruhan terjadi pada sebuah nukleus induk dan

menghasilkan sebuah nukleus anak. Ini adalah sebuah proses acak sehingga sulit

untuk memprediksi peluruhan sebuah atom. Laju peluruhan inti radioaktif ini

disebut aktivitas (activity) inti, yang hanya ditentukan oleh jumlah peluruhan per

detik, tidak tergantung pada sinar yang dipancarkan.

dtdNR −= ,

tanda negatif menunjukkan bahwa semakin lama N semakin kecil.

Satuan internasional (SI) untuk pengukuran peluruhan radioaktif adalah

b e cquerel (Bq). Jika sebuah material radioaktif menghasilkan 1 buah kejadian

peluruhan tiap 1 detik, maka dikatakan material tersebut mempunyai aktivitas 1

Bq. Karena biasanya sebuah sampel material radioaktif mengandung banyak

atom,1 becquerel akan tampak sebagai tingkat aktivitas yang rendah; satuan yang

biasa digunakan adalah dalam orde gigabecquerels.

Pada tahun 1899, Ernest Rutherford melakukan percobaan mengenai sifat

sinar-sinar yang dipancarkan oleh unsur radioaktif dengan membungkus unsur

dalam suatu timbal. Bagaiamana sifat sinar-sinar yang dipancarkan oleh unsur

radioaktif tersebut? Untuk itulah di sini akan ditinjau sifat sinar-sinar yang

dipancarkan oleh unsur radioaktif.

4

Partikel alfa dari bahan radioaktif dihentikan oleh selembar kertas .

Partikel beta menembus kertas tetapi dihentikan oleh sebuah aluminium. Keping

timbal yang tebal ternyata tidak dapat menghentikan sinar gamma.

Untuk dapat mengerti mengapa inti atom tak stabil meluruh dengan

sendirinya, perhatikan gambar kurva kestabilan berikut dimana inti-inti stabil

terletak pada kurva kestabilan ini.

Gambar 2. Peluruhan alfa dan beta

Hingga kini telah dikenal kira-kira 1500 nuklida, namun hanya kira-kira

400 nuklida yang stabil. Inti ringan (sampai dengan jumlah proton Z = 20) sangat

stabil jika jumlah proton (Z) dan jumlah neutron (N) dalam intinya adalah sama

(N = Z atau N/Z = 1). Misalnya nuklida helium He42 yang mengandung 2

neutron dan 2proton adalah sangat stabil. Inti ringan tak stabil yang terletak diatas

kurva kestabilan memiliki kelebihan neutron (N > Z atau N/Z = 1). Jika satu dari

kelebihan neutronnya berubah menjadi proton, ini akan mengurangi jumlah

neutron dan meningkatkan jumlah proton. Untuk mempertahankan kekalan

muatan (muatan total sebelum dan sesudah peluruhan adalah sama), perubahan

5

Jum

lah

n

eu

tro

n (N

)

Jumlah proton (Z)

Z bertambah 1

N berkurang 1

Peluruhan beta negatif

N bertambah 1

Z berkurang 1

Peluruhan beta positif atau penangkapan elektron

Kurva kestabilan

Peluruhan alfa

N berkurang 2

Z bertambah 2

Gambar 1. Daya Serap sinar-sinar yang dipancarkan oleh unsur radioaktif.

muatan seperti ini berarti bahwa sebuah elektron negatif harus dipancarkan.

Dengan demikian,

Pemancaran elektron epn 01

11

10 −+→

Elektron meninggalkan inti dan dikenal sebagai “partikel beta”. Inti akhir

mungkin ditinggalkan dengan tambahan energi berkaitan dengan pergeseran

energi ikatan, dan energi tambahan ini dilepaskan dalam bentuk sinar gamma.

Kadang-kadang diperlukan lebih dari satu peluruhan beta untuk sebuah inti tak

stabil tertentu menjadi inti stabil.

Bagaimana dengan inti ringan dibawah kurva kestabilan ? Inti tak stabil

memiliki kelebihan proton dari jumlah neutron stabilnya (N < Z atau N/Z < 1).

Proses dari persamaan diatas terjadi

Pemancaran positron enn 01

10

10 ++→

Disini sebuah proton diubah menjadi sebuah neutron dengan memancarkan

sebuah positron (elektron bermuatan positif). Perisiwa disini juga disebut sebagai

peluruhan beta, karena ia mirip dengan pemancaran elektron negatif.

Suatu proses yang berlawanan dengan pemancaran positron adalah

penangkapan satu dari elektron dalam kulit atom terdalam oleh sebuah inti dengan

rasio neutron/proton (N/Z) yang terlalu kecil. Elektron diserap sebuah oleh sebuah

proton inti, yang kemudian menjadi sebuah neutron. Proses penangkapan elektron

oleh proton untuk menjadi neutron ini dapat dinyatakan sebagai

Penangkapan elektron nep 10

01

11 →+ −

Penangkapan elektron tidak mengarah ke pemancaran sebuah partikel.

Tetapi ini dapat dideteksi dengan produksi foton sinar-X ketika satu dari elektron-

elektron atom pada kulit lebih luar melompat ke posisi lowong pada ulit terdalam

yang ditinggalkan oleh elektron yang ditangkap oleh proton inti.

Bagaimana dengan inti berat (Z > 83) titik R Pada gambar ? Seperti telah

dikatakan sebelumnya bahwa semua inti berat dengan Z > 83 tidak stabil karena

intinya kelebihan proton maupun neutron. Untuk mencapai inti stabil, inti ini

6

memancarkan partikel alfa He42 , sehingga jumlah proton dan jumlah neutron

dalam intinya masing-masing berkurang 2.

Dengan demikian, peluruhan beta negatif meningkatkan jumlah proton

dengan satu dan mengurangi jumlah neutron dengan satu; peluruhan beta positif

dan penangkapan elektron mengurangi jumlah proton dengan satu dan

meningkatkan jumlah neutron dengan dua. Proses-proses ini dapat disarikan pada

tabel berikut

Tabel 1. Jenis Peluruhan Radioaktif

Peluruhan Transformasi Contoh

Peluruhan alfa

Peluruhan beta

Pemancaran positron

Penangkapan elektron

Peluruhan gamma

Inti tak stabil (misal inti uranium) secara spontan akan memancarkan sinar

radioaktif untuk menjadi inti stabil. Inti yang memancarkan sinar radioaktif

disebut inti induk, sedangkan inti baru yang terjadi disebut inti anak. Ada tiga

jenis sinar radioaktif yang dapat dipancarkan oleh inti tak stabil yaitu : sinar alfa

(α), sinar beta (β), dan sinar gamma (γ ).

Ketika inti tak stabil memancarkan sinar α, inti anak yang terbentuk

memiliki nomor massa lebih kecil 4 dan nomor atom lebih kecil 2 daripada inti

induknya. Sebagai contoh,

α42

23490

23892 +→ ThU

Perhatikan bahwa banyak nukleon adalah kekal (238 234 + 4). Demikian juga,

banyak proton adalah kekal (92 90 +2).

7

Ketika suatu inti meluruh dengan memancarkan sinar β, inti nanak

memiliki nomor massa sama dengan inti induknya, tetapi nomor atomnya

bertambah satu. Sebagai contoh,

neutrinoveNC ++→ −141

147

146

Ketika suatu inti meluruh dengan memancarkan sinar , baik nomor massaϒ

maupun nomor atom adalah tetap. Sebagai contoh,

γ→→ ** 8738

8738 SrSr

(tanda * pada Sr* menyatakan keadaan eksistensi).Gambar 3. Lima macam peluruhan radioaktif.

8

2.3 UMUR-PARO

Waktu paruh adalah interval waktu yang dibutuhkan oleh suatu zat

radioaktif agar aktivitasnya berkurang setengahnya.

Untuk sebuah sampel radioisotop tertentu, jumlah kejadian peluruhan (–

dN) yang akan terjadi pada selang (interval) waktu dt adalah sebanding dengan

jumlah atom yang ada sekarang. Jika N adalah jumlah atom, maka peluang

(probabilitas) peluruhan (– dN/N) sebanding dengan dt:

................................ ( 1)

Masing-masing inti radioaktif meluruh dengan laju yang berbeda, masing-

masing mempunyai konstanta peluruhan sendiri (λ). Tanda negatif pada

persamaan menunjukkan bahwa jumlah N berkurang seiring dengan peluruhan.

Penyelesaian dari persamaan diferensial orde 1 ini adalah fungsi berikut:

Masing-masing ruas dapat diintegrasi :

................................... (2)

9

Fungsi di atas menggambarkan hukum peluruhan radioaktif

e ks ponensial , yang merupakan penyelesaian pendekatan atas dasar dua alasan.

Pertama, fungsi e ks ponensial merupakan fungsi berlanjut, tetapi kuantitas fisik N

hanya dapat bernilai bilangan bulat positif. Alasan kedua, karena persamaan ini

penggambaran dari sebuah proses acak, hanya benar secara statistik. Akan tetapi

juga, dalam banyak kasus, nilai N sangat besar sehingga fungsi ini merupakan

pendekatan yang baik.

Selain konstanta peluruhan, peluruhan radioaktif sebuah material

biasanya juga dicirikan oleh rerata waktu hidup. Masing-masing atom "hidup"

untuk batas waktu tertentu sebelum ia meluruh, dan rerata waktu hidup adalah

rerata aritmatika dari keseluruhan waktu hidup atom-atom material tersebut.

Rerata waktu hidup disimbolkan dengan τ, dan mempunyai hubungan dengan

konstanta peluruhan sebagai berikut:

.................................... ( 3)

10

AKT

IVIT

AS

R

0 105 15 20 25 26 30 35WAKTU t, h

Gambar 4. Aktivitas radio-isotop menurun secara eksponensial terhadap waktu

Kelakuan yang tergambar pada Gambar 3 menunjukkan bahwa kita

dapat menyatakan informasi empiris mengenai perubahan aktivitas terhadap

waktu dalam bentuk

R = Roe- λ t .................................... ( 4)

Parameter yang lebih biasa digunakan adalah waktu paruh. Waktu

paruh adalah waktu yang diperlukan sebuah inti radioatif untuk meluruh menjadi

separuh bagian dari sebelumnya. Hubungan waktu paruh dengan konstanta

peluruhan adalah sebagai berikut, yaitu apabila t = t1/2, aktivitas R telah menurun

menjadi ½Ro. Jadi

R = Roe- λ t

1/2Ro = Roe- λ t

e- λ t = 2

dengan mengambil logaritma alamiah kedua belah persamaan itu,

λT1/2 = ln 2

..................................... (5)

Hubungan waktu paruh dengan konstanta peluruhan menunjukkan

bahwa material dengan tingkat radioaktif yang tinggi akan cepat habis, sedang

materi dengan dengan tingkat radiasi rendah akan lama habisnya. Waktu paruh

inti radioaktif sangat bervariasi, dari mulai 1024 tahun untuk inti hampir stabil,

sampai 10-6 detik untuk yang sangat tidak stabil.

11

2.4 HUKUM-HUKUM KEKEKALAN DALAM PELURUHAN

RADIOAKTIF

Kajian tentang berbagai peluruhan radioaktif dan reaksi inti

memperlihatkan bahwa alam tidak memilih secara sembarang hasil peluruhan atau

reaksi yang terjadi, melainkan terdapat beberapa hukum tertentu yang membatasi

hasil yang mungkin terjadi. Hukum-hukum ini disebut hukum kekekalan yang

memberikan wawasan penting terhadap perilaku dasar alam. Berikut beberapa

hukum kekekalan yang diterapkan pada proses peluruhan.

1. Kekekalan energi

Hukum kekekalan energi mungkin yang paling penting dari semua

hukum kekekalan. Hukum ini memberitahukan mengenai peluruhan mana yang

mana paling mungkin terjadi dan pula memungkinkan untuk menghitung

energi diam atau kinetik dari hasil peluruhan.

Sebagai contoh: Sebuah inti X hanya dapat meluruh menjadi sebuah

inti 'X yang lebih ringan. Selain itu, ia memancarkan pula satu atau lebih

partikel yang secara bersama disebut x , jika massa diam X lebih besar

daripada massa diam total x+X' . Kelebihan energi massa ini disebut nilai

Q peluruhan:

( ) ( ) ( ) QcXmcXmcXm NNN ++= 222 '

( ) ( ) ( )[ ] 2' cXmXmXmQ NNN −−=

Nm adalah massa diam inti (nucleus). Jelas, peluruhan ini hanya dapat

terjadi jika Q bernilai positif. Kelebihan energi Q ini muncul sebagai energi

kinetik partikel-partikel hasil peluruhan (dengan anggapan X mula-mula

diam):

xX KKQ += ' …*

2. Kekekalan momentum linear

12

Jika inti yang meluruh pada awalnya diam, maka momentum total

semua partikel hasil peluruhannya haruslah nol,

0' =+ xX PP …**

Biasanya, massa partikel atau partikel-partikel x yang dipancarkan

lebih kecil daripada massa inti sisa 'X , sehingga momentum pental 'XP

menghasilkan energi kinetik 'XK yang kecil.

Jika hanya satu partikel x yang dipancarkan, persamaan * dan ** dapat

dipecahkan secara serempak bagi 'XK dan xK . Jika x menyatakan dua atau

lebih partikel, maka memiliki jumlah besaran tak diketahui yang lebih banyak

daripada jumlah persamaannya, sehingga tidak mempunyai pemecahan

tunggal. Dalam kasus ini, energi kinetik hasil peluruhan dapat mengambil nilai

sebarang dari suatu nilai minimum hingga suatu nilai maksimum.

3. Kekekalan momentum sudut

Ada dua jenis momentum sudut yaitu momentum sudut spin s dan

momentum sudut gerak atau orbital I . dalam kerangka diam dari inti X ,

momentum sudut total sebelum peluruhan adalah Xs . Setelah peluruhan,

mempunyai sejumlah spin dari inti 'X dan partikel-partikel x ,dan juga

sejumlah momentum sudut prI ×= dari x

dan 'X , yang bergerak

relative terhadap titik dalam ruang yang semula ditempati oleh inti X .

Dengan demikian, hukum ini mensyaratkan bahwa:

xXxXX IIsss +++= ''

13

Spin intrinsik s adalah sifat partikel atau inti. Electron memiliki

21=s , dan inti-inti atom juga memiliki spin, yang berasal dari proton dan

netron penyusunya. Spin intrinsic sebuah inti memiliki nilai yang dapat berupa

kelipatan bulat atau setengah pecahan dari , bergantung pada apakah A

genap atau ganjil. Momentum sudut I selalu terkuantisasikan dalam kelipatan

bulat dari .

4. Kekekalan muatan elektrik

Hukum ini merupakan bagian mendasar dalam seluruh proses

peluruhan dan reaksi. Hukum ini mensyaratkan bahwa muatan elektrik total

sebelum dan setelah peluruhan haruslah tidak berubah atau sama besar.

5. Kekekalan nomor massa

Dalam beberapa proses peluruhan, dapat diciptakan beberapa partikel

(foton atau electron) yang tidak hadir sebelum peluruhan. (ini tentu saja dapat

terjadi bila energy inti awal lebih besar daripada energy partikel yang

diciptakan untuk menciptakan electron, misalnya nilainya adalah 0,511 MeV).

Tetapi, alam tidak memperkenankan untuk menciptakan atau memusnahkan

proton dan neutron, meskipun dalam beberapa proses peluruhan dapat

mengubah neutron menjadi proton atau proton menjadi neutron. Dengan

demikian berlakulah jumlah nonmor massa A tidak berubah dalam proses

peluruhan atau reaksi. Dalam beberapa proses peluruhan, A tetap tidak berubah

karena baik Z maupun N kedua-duanya berubah sedemikian rupa sehingga

mempertahankan jumlah keduanya tetap.

2.5 PELURUHAN ALFA

14

Pada peluruhan alfa adalah suatu inti radioaktif berubah menjadi inti

baru dengan melepaskan partikel alfa atau inti helium. Dengan demikian nomor

massa inti asli berkurang dengan 4 dan nomor atomnya berkurang dengan 2.

Misalnya X adalah inti asli dan Y adalah inti baru, maka proses ini dapat

digambarkan dalam bentuk bagan peluruhan

Contoh,

Dari bagan peluruhan maupun dari contoh, nampak bahwa inti terurai menjadi inti

lain dan partikel alfa . Maka jelaslah pada peluruhan ini ada energi yang

dilepaskan, yaitu sama dengan energi ikat antara inti baru dengan partikel alfa

Di dalam suatu sistem yang induknya berada dalam keadaan diam, kita

dapat dari kekekalan energi bahwa

+ ................................( 7 )

Di mana dan masing – masing adalah energi kinetik anak dan partikel ,

sedangkan , , dan masing – masing adalah massa diam induk , anak,

dan partikel alfa. Oleh karena energi kinetik tidak pernah bernilai negatif

peluruhan alfa tidak dapat berlangsung, kecuali

+ ................................(6)

Selain energi, momentum pun mengalami kekekalan. Ketika hanya dua

partikel yang dihasilkan dari peluruhan alfa, kedua kondisi kekekalan energi dan

momentum tersebut menetapkan secara unik energi – energi kinetik ( dan

15

momentum – momentum ) partikel dan nukleus anak. Jika nukleus induk

dengan nomor massa A meluruh pada keadaan diam, energi kinetik partikel -

nya dinyatakan sebagai

....................................( 8 )

Dengan energi disintegrasi Q adalah total energi yang dilepaskan di dalam reaksi:

Q = ...................................( 9 )

Besaran Q adalah suatu konstanta untuk setiap peluruhan alfa dan memiliki nilai

yang sama untuk seluruh pengamat. Dalam kerangka nukleus induk yang diam,

Q = ...................................( 10 )

2.6 TEORI PELURUHAN ALFA

Dalam pembahasan efek terobosan,seberkas partikel yang berenergi

kinetik K jatuh pada rintangan potensial persegi yang tingginya V lebih besar dari

K. Harga aproksimal peluang transmisi yaitu rasio antara banyaknya partikel yang

melewati rintangan dan banyaknya partikel yang datang.

Peluang Transmisi,dirumuskan :

Dengan

L = Tebal rintangan

16

Untuk kasus partikel alfa Nuklir,langkah pertama ialah

Dan diintegralkan,

Keterangan : = Jari-jari inti

R = Jarak dari pusat ( V = K )

Energi kinetik K lebih besar dari energi potensial V untuk R, sehingga jika

partikel itu dapat melampaui R partikel alfa secara permanen melepaskan diri dari

inti.

Bentuk potensial perintang sebenarnya. Energi potensial listrik sebuah

partikel alfa pada jarak x dari pusat inti yang bermuatan Ze adalah

keterangan : Ze = Muatan nuklir minus buatan alfa partikel alfa 2e

Z = Nomor atomik inti anak

Peluang transmisi untuk perintang sebenarnya, didapatkan

Karena V = K ketika x = R

17

Sehingga menjadi :

jadi

Sehingga

Dari persamaan

Sehingga

18

Dengan memasukkan berbagai konstanta dalam persamaan didapatkan

Keterangan : K = menyatakan energi kinetik partikel-alfa (MeV)

= jari-jari nuklir (1fm = m)

Z = nomor atomik intinya dikurangi partikel alfa

Konstanta peluruhan λ adalah

Dengan mengambil logaritma alamiah dari kedua ruas dan mensubtitusikan

peluang transmisi T, didapatkan

Logaritma biasa

Dalam mekanika kuantum dari pemancaran alfa,ada dua hal yang sangat

penting, yaitu :

Pertama, memungkinkan dimengertinya variasi yang sangat besar dari umur paro

terhadap energi disintegrasi. Peluruhan terlambat yang umur paronya 1,3 x

19

tahun, peluruhan tercepat dari yang umur paronya 3,0 x s.

Walaupun umur paronya kali disintegrasi lebih besar,energi (4,05

MeV) hanya sekitar setangah kali dari (8, 95 MeV) .

Kedua, penjelasan gejala melalui penerobosan,melalui rintangan potensial oleh

partikel yang energinya cukup untuk melompati rintangan.

2.7 PELURUHAN BETA

Peluruhan beta adalah peluruhan radioaktif yang memancarkan partikel

beta (elektron atau positron). Pada kasus pemancaran sebuah elektron, peluruhan

ini disebut sebagai peluruhan beta minus (β−), sementara pada pemancaran

positron disebut sebagai peluruhan beta plus (β+).

Pada tingkatan partikel dasar, peluruhan beta terjadi karena konversi

sebuah quark bawah menjadi sebuah quark atas oleh pemancaran sebuah boson

W.

Pada peluruhan β−, interaksi lemah mengubah sebuah netron menjadi

sebuah proton ketika sebuah elektron dan sebuah anti-neutrino dipancarkan:

.

Elektron yang dipancarkan bukanlah elektron orbital. Juga bukan

elektron yang semula berada di dalam inti atom, karena asas ketidakpastian

melarang elektron hadir di dalam inti atom. Elektron tersebut “diciptakan” oleh

inti atom dari energi yang ada. Jika beda energi diam antara kedua inti atom

sekurang-kurangnya E = mc², maka hal tersebut memang mungkin terjadi.

Dalam peluruhan β+, sebuah proton dikonversi menjadi sebuah netron,

sebuah positron dan sebuah neutrino:

20

Gambar 5. Spektrum energi elektron dari peluruhan beta Energi Elektron, MeV

Jumlah Relatif Elrktron

0 1.2

.

Jadi, tidak seperti peluruhan beta minus, peluruhan beta plus tidak dapat

terjadi dalam isolasi, sebab harus ada suplai energi dalam proses “penciptaan”

massa, karena massa netron (sebagai inti anak) ditambah massa positron dan

neutrino lebih besar daripada massa proton (sebagai inti induk).

Jika proton dan netron merupakan bagian dari inti atom , proses

peluruhan men- transmutasikan satu elemen kimia ke dalam bentuk lainnya.

Sebagai contoh:

(beta minus),

(beta plus)

Energi elek tron yang teramati selama peluruhan beta dari nu k lide

tertentu didapatkan bervariasi secara malar (continue) dari 0 hingga harga

maksimum Kmax yang merupakan karakteristik nuklidenya. Gambar di bawah

menunjukkan spe k trum energ i ele k tron yang dipancarkan dalam peluruhan beta

dari ; di sini Kmax =1.17 MeV. Dalam setiap kasus energi maksimumnya

adalah

21

yang dibawa oleh elek tron peluruhan sama dengan energ i setara dari beda massa

antara inti-induk dan inti-anak. Hanya saja, sangat jarang ele k tron didapatkan

terpancar dengan energ i .

2. 8 PELURUHAN GAMMA

Seperti atom yang tereksitasi begitu pula dengan inti yang tereksitasi

akan memancarkan foton. Sebuah inti dalam keadaan ikat yang energinya lebih

tinggi daripada keadaan dasar, begitu pula dengan atom bisa dalam keadaan

seperti itu. Inti tereksitasi diberi tanda bintang setelah lambang yang biasa dipakai.

Inti yang tereksitasi kembali ke keadaan dasar dengan memancarkan foton yang

energinya bersesuaian dengan perbedaan energi antara berbagai keadaan awal dan

keadaan akhir dalam transisi yang bersangkutan. Foton yang dipancarkan oleh inti

daerah energinya berbeda-beda hingga mencapai beberapa MeV dan secara

tradisional, maka itu disebut sinar ga m ma.

Sinar γ adalah radiasi gelombang elektromagnetik dengan energi yang

sangat tinggi yang tidak memiliki massa maupun muatan sehingga sering

disimbolkan dengan γ00 . Sebuah inti induk yang meluruh dengan memancarkan

sinar γ akan menghasilkan inti anak tanpa mengalami perubahan nomor atom

maupun nomor massa. Pemancaran sinar γ biasanya dapat terjadi bersama-sama

dengan pemancaran partikel α dan atau partikel β. Untuk lebih jelasnya perhatikan

reaksi berikut :

22

γ00+→ YX A

ZAZ

Ketika sebuah inti memancarkan sinar- α atau β, inti juga memancarkan

sinar- γ. Sinar γ adalah gelombang elektromagnetik yang terpencar dari inti atom

dengan membawa sejumlah energi. Sinar- γ tidak menyebabkan perubahan massa

dan muatan inti atom. Contoh peluruhan γ adalah

α+→ NiNi 6128

6128 *

Ni* adalah inti atom Ni yang berada pada tingkat eksitasi.

Sebagai alternatif lain dari peluruhan ga m ma, dalam beberapa kasus inti

tereksitasi dapat kembali ke keadaan dasar dengan memberikan energi eksitasinya

ke salah satu elektron orbital di sekelilingnya. Dapat dibayangkan proses yang

dikenal sebagai konversi internal, sebagai jenis efek fotolistrik di mana sebuah

f o ton nuklir diserap oleh elektron atomik: lebih cocok dengan eksperimen jika

kita menganggap konversi internal menyatakan transfer langsung energi eksitasi

dari sebuah inti ke sebuah elektron. Elektro yang terpancar memiliki energi

kinetik sama dengan energi eksitasi nuklir yang hilang dikurangi energi ikat

elektron dalam sebuah atom.

Kebanyakan inti tereksitasi memiliki umur paro yang pendek terhadap

peluruhan ga m ma, tetati beberapa tetap tereksitasi selama beberapa jam. Inti

tereksitasi yang berumur panjang disebut isomer dan inti yang sama dalam

keadaan dasar.

Menyusul peluruhan alfa atau beta, inti akhir dapat berada pada suatu

keadaan eksitasi. Seperti halnya atom, inti akhir itu akan mencapai keadaan dasar

setelah memancarkan satu atau lebih foton, yang dikenal sebagai sinar gamma

inti. Energi tiap foton adalah beda ene r gi anta keadaan awal dan akhir inti,

dikurangi pula dengan sejumlah koreksi k kecil dibagi energi pental inti. Energi–

energi ini khasnya berada dalam rentang 100 keV hingga berada meV. Inti dapat

pula dieksitasikan dari keadaan dasar ke suatu keadaan eksitasi dengan menyerap

23

foton dengan energi yang tepat, dalam proses serupa dengan menyerap resonans

oleh keadaan atom.

Usia-paruh khas bagi tingkat eksitas inti adalah 10-9 hingga 10-12 s;

nilai pasti usia-paruh ini (dan aturan seleksi yang memperkenankan dan melarang

terjadinya suatu transisi) bergantung pada tinjauan terinci lanjut yang berada di

luar tingkatan buku ini. Adakalanya perhitungan terinci ini menghasilkan nilai

usia-paruh yang sangat lama-beberapa jam atau bahkan hari. Keadaan inti yang

bersifat separti ini di kenal sebagai keadaan isomerik atau isomer.

Kajian pemancaran sinar gamma inti merupakan alat penting bagi para

fisikawan inti. Energi sinar gamma dapat diukur dengan ketelitian tinggi, yang

memberikan suatu cara ampuh bagi kita untuk menyimpulkan energi berbaagai

keadaan eksitas inti.

Dalam menghitung energi partikel alfa dan beta yang dipancarkan

dalam peluruhan radioaktif, kita telah menganggap bahwa tidak ada sinar gamma

yang dipancarkan. Jika ada sinar gamma yang dipancarkan, maka energi yang

tersedia (nilai Q) harus dibagi bersama antara partikel dan sinar gamma.

2.9 DERET RADIOAKTIF

Ada empat deret radioaktif yang masing-masing berakhir pada nuklide-

anak mantap.

Penyebab terdapatnya hanya empat deret semacam itu dapat diturunkan

dari fakta bahwa peluruhan alfa mereduksi nomor massa sebuah inti dengan 4.

Jadi nuklide yang nomor massanya memenuhi :

24

Dengan n bilangan bulat, dapat meluruh menjadi yang lainnya dalam urutan yang

menurun dari nomor massa. Anggota deret 4n+1 memiliki nomor massa yang

memenuhi :

Dan anggota deret 4n+2 dan 4n+3 memiliki nomor massa yang memenuhi

berturut-turut :

Tabel 2. Deret Radioaktif

DeretInti induk

(tahun)Waktu paro

deretRumusAkhir

Inti stabil

UraniumAktiniumThorium

Neptunium

4,47

7,04

1,41

2,14

4n + 24n + 3

4n4n + 1

Anggota masing-masing deret ini juga dapat meluruh menjadi yang lain

dalam orde yang menurun dari nomor massa. Umur paro neptunium begitu

pendek dibandingkan dengan perkiraan umur dari semesta ini sehingga anggota-

anggota deret ini tidak didapatkan dalam alam pada saat ini.

Deretan peluruhan alfa dan beta yang berlangsung dari inti-induk menjadi

inti yang mantap sebagai hasil akhir untuk setiap deret. Jadi suatu anggota

dari deret thorium mempunyai peluang 66,3% untuk meluruh beta menjadi

25

dan 33,7% untuk meluruh alfa menjadi . Sehingga kedua cabang itu

menuju ke .

Anggota antara dari masing-masing deret peluruhan mempunyai umur-

paro yang jauh lebih pendek daripada nuklide-induk. Marilah kita tinjau

radionuklide A yang meluruh menjadi radionuklide B. Dalam keadaan awal

terdapat No atom A, nol atom B. Setelah waktu t terdapat NA atom A dan NB atom

L. Konstan peluruhan masing-masing dan .

Laju pembentukan B pada setiap saat sama dengan laju peluruhan A. Sehingga

................................. (11)

Laju peluruhan B adalah

.................................. (12)

Perubahan netto populasi B ialah penjumlahan Persamaan (11) dan (12) :

Dari persamaan (12.5)

Sehingga Laju Peluruhan B :

26

Jika nuklide induk A panjang umur dibandingkan dengan nuklide anak B, maka

<< dan

Setelah waktu t besar relatif terhadap umur paro B tetapi kecil relatif terhadap

umur paro A, << 1 dan NA≈N0, sehingga

Analisis seperti di atas diperluas untuk semua anggota dalam deretan radioaktif

yang nuklide-induknya panjang umur dibandingkan dengan nuklide anak,

sehingga kesetimbangan radioaktif:

Masing-masing bilangan atom NA, NB, NC... berkurang secara eksponensial

dengan konstan peluruhan dari nuklide induk tetap berlaku setiap saat.

2.10 REAKSI INTI

Pembentukan Radioisotop dalam Reaksi Inti

Seringkali kita menggunakan reaksi inti untuk menghasilkan berbagai

isotop radioaktif. Dalam prosedur ini, sebuah isotop X stabil (tidak radioaktif)

diradiasi dengan partikel x untuk isotop membentuk radio aktif Y ; partikel

keluar y tidak menarik perhatian di sini, karena karena itu tidak diamati.

27

Kita ingin menghitung aktivitas isotop Y yang dihasilkan dari penyinaran

hingga suatu jumlah partikel x tertentu untuk suatu selang waktu tertentu t.

misalkan R menyatakan laju tetap yang menghasilkan Y . besaran ini

mengaitkan penampang dengan intensitas berkas x , sebagaiman diberikan oleh

persamaan I/Io = σ N/A (anda harus meyakinkan diri bahwa laju r yang

membentuk Y identik dengan laju I yang memancarkan y ). dalam selang waktu

dt , jumlah inti Y yang akan di hasilkan adalah Rdt . Karena isotop Y besifat

radioaktif, jumlah inti Y yang meluruh dalam selang waktu dt adalah Ndtλ ,

dimana λ adalah tetapan luruh )/693,0(2

1t=λ dan N jumlah inti Y yang ada.

Perubahan neto dan dalam jumlah

inti Y adalah

NdtRdtdN λ−=

NRdt

dN λ−=

Pemecahan bagi persamaan ini adalah

)1()( teR

tN λ

λ−−=

)1()( teRNta λλ −−==

(10.5)

Perhatikan bahwa, pada 0,0 == at (tidak ada inti jenis Y pada saat awal). Untuk waktu penyinaran yang

lama tt2

1<< , pernyataan ini menghampiri nilai tetap R . jika t kecil

dibandingkan tehadap usia paruh t2

1 , maka aktivitas naik secara linier terhadap

waktu.

28

Gambar 6. Reaksi-reaksidengan partikel datang berbeda (yang membentuk inti gabung yang sama) memiliki penampang yang serupa. Ini menunjukkan bahwa peluruhan sebuah inti gabung tidak bergantung pada cara pembetukannya. Reaksi-reaksi yang dituliskan sebagai X(x,y)Y dimaksudkan x+X→y+Y

[ ]....)1(1)( +−−= tRta λ(10.6)

tRta λ=)( (t<< t2

1 )

Gambar 7. memperlihatkan hubungan antara )(ta dan t . sebagaimana

dapat anda lihat, tidak banyak aktivitas yang diperoleh untuk lama penyinaran

melebehi sekitar dua usia-paruh.

Dalam reaktor, intensiatas neutron dinyatakan dengan laju neutron

persatuan luas, atau fluks neutron φ(neutron/ 2cm /s). penampang neutron adalah

σ (sentimeter persegi per inti per neutron datang). Laju R juga bergantung pada

jumlah inti sasaran. Andaikan massa sasaran adalah m, maka jumlah inti sasaran

adalah ANMm )/( , Dimana M adalah berat molekul, yamg dapat sama dengan

nomor massa A jika sasaran adalah atom murni, dan AN adalalah bilangan

Avogadro 231002,6( x atom per mol). Jadi,

untuk reaksi imbas-neutron, dengan

menggunakan Persamaan (10.1), diperoleh

ANM

mR φσ=

Kinematika Reaksi Energi-Rendah

Untuk bahasan ini, kita anggap bahwa kecepatan partikel-partikel inti

cukup rendah sehingga kita dapat menggunakan kinematika tidak relativistic. Kita

tinjau sebuah partikel x bergerak dengan momentum xp ,dan energy kineti xK

. Inti sasaran dalam keadaan diam, dan hasil reaksi masing-masing memiliki

momentum py dan γp , dan energi kinetic ky dan γk . Partikel y danY berturut-

turut dipancarkan pada sudut danyθ γθ terhadap arah berkas datang. Ganbar

10.7 melukiskan reaksi ini. Kita menganggap bahwa inti hasil reaksi Y tidak

29

Gambar 7. Pembentukan aktivitas dalam suatu reaksi inti

diamati dalam laboratorium (jika ia berupa inti berat, geraknya relatif lambat,

sehingga umumnya berhenti dalam bahan sasaran).

Seperti yang kita lakukan pada kasus peluruhan radioaktif, kita gunakan

kekekalan energy untuk menghitung nilai Q dari reaksi ini (dengan anggapan X

mula-mula diam);

Energy awal=energy akhir

Mxc2+Kx+mxc2=myc2+Ky+ γm c2+ γK

Massa m dalam persamaan di atas menyatakan massa inti sebenarnya dari

semua partikel yang bereaksi. Tetapi, sebagaimana telah kita bahas, jumlah proton

dan neutron sebelum dan sesudah reaksi harus sama, yakni:

Zx+ZX=Zy+ZY

Karena itu, kita dapat menambahkan jumlah massa elektro yang sama pada

kedua ruas Persamaan (10.8) dan seperti biasanya , mengabaikan energy ikat

electron. Denga demikian, massa inti menjadi massa atom tanpa memerlukan lagi

koreksi tambahan. Dengan menuliskan kembali Persamaan (10.8) kita peroleh:

xyyxx KKKcmcmcmcm −+=−−+ γγ

2222

…*

Beda massa antara partikel awal dan

akhir didefinisikan sebagai nilai Qreaksi,

2)( cmmmmQ yXx γ−−+= …**

Jadi, dengan menggabungkan

Persamaan (10.10)dan (10.11), kita lihat

bahwa nilai Q sama pula dengan beda

energy kinetic antara partikel akhir dan

awal:

xy KKKQ −+= γ

30

Gambar 8. Momentum partikel-partikel sebelum reaksi (x,X) dan sesudah reaksi (y,Y)

Reaksi yang menghasilkan Q > 0, mengubah energy inti menjadi energy

kinetic dari y dan Y, dan disebut reaksi eksotermik (exotermic) atau eksoergik

(exoergic). Reaksi yang menghasilkan Q > 0, memerlukan masukan energy,

dalam bentuk energy kinetic x , untuk diubah menjadi energy ikat inti. Ini

dikenal sebagai reaksi endotermik (endothermic) atau endoergic (endoergic).

Pada reaksi endoergic, kita sekurang-kurangnya harus memasok sejumlah

energy kinetic tertentu untuk memberikan tambahan massa diam partekel-partikel

hasil reaksi. Dengan demikian, terdapat nilai minimum atau ambang bagi energy

kinetic x. bila energy kinetic ini lebih kecil dari pada energy ambang, maka reaksi

tidak dapat berlangsung. Energy kinetic ambang ini tidak hanya harus memasok

energy kinetic hasil reaksi. Pada energy minimum pun, partikel hasil reaksi tidak

boleh dalam keadan diam, karena keadaan tersebut melanggar kekekalan

momentum linier – momentum xp sebelum tumbukan tidak akan sama dengan

momentum partikel-partikel akhir setelah tumbukan.

Persoalan ini lebih mudah dianalisis dalam kerangka acuan pusat massa.

Dalam kerangka lab, sebelum reaksi, pusat massa bergerak dengan laju

)/( Xxxx mmvmv += . Jika kita bergerak dengan laju tersebut, kita akan melihat x

bergerak dengan laju vvx − dan X dengan laju v− , seperti yang diperhatikan

pada Gambar 9. jika x bergerak dengan energy kinetic ambang, maka dalam

kerangka acuan ini, hasi reaksi y dan Y akan tampak diam.

31

Gambar 9. Reaksi pada energi ambang dalam kerangka acuan pusat massa

Hukum kekalan enegi relativistic total 20cmK + harus dipenuhi dalam

reaksi, dan bahasan kita dibatasi hanya pada kecepatan –kecepatan rendah v>> c.

jadi, kita dapat menggunakan pernyataan klasik energy kinetic. Kekekalan energy

dalam kerangka pusat massa memberikan:

222222 )(2

1)(

2

1cmcmcmcmvmvvm yXxxxx γ+=++−+− xv

menyatakan laju ambang dalam kerangka laboratorium. Dengan menyisipkan nilai

v dan melakukan sedikit aljabar, kita peroleh energy kinetic ambang (dalam

kerangka acuan laboratorium):

)1(X

xth m

mQK +−=

2.11 REAKTOR FISI (PEMBELAHAN)

Inti-inti berat cenderung untuk pecah menjdi dua inti yang hampir sama.

Ini disebabkan karena energi ikat pernukleon untuk inti berat lebih kecil dari

energi ikat pernukleon untuk inti ringan hasil belahannya. Sebagai contoh inti

dengan A= 230 mempunyai energi ikat pernukleon sekitar 7,6 MeV sedang inti

dengan A= 115 energi ikat pernukleonnya adalah 8,5 MeV.

Pembelahan ini melalui proses bahwa sebelum memisahkan diri, int i-inti

hasil belahan ini harus menembus tanggul potensial Coulomb, hal ini terjadi

dalam waktu yang cukup lama sebelum pembelahan tersebut betul-betul terjadi

rata-rata (sekitar 1016 tahun untuk 238U).

Pembelahan inti dapat diimbas dengan menembakkan neutron pada inti

tersebut. Sebagai contoh adalah reaksi tangkapan neutron lambt oleh inti 235U

untuk membentuk inti gabungan 236U yang tereksitasi dan segera meluruh melalui

pembelahan, biasanya menghasilkan inti-inti dengan nomor massa sekitar 95 dan

140. Karena inti-inti berat memiliki kelebihan neutron maka proses pembelahan

ini disertai juga pelepasan beberapa neutron yang disebut neutron spontan (promt

neutron). Kadang-kadang iinti hasil belah juga bisa menghasilkan neutron dalam

32

proses peluruhannya. Neutron dalam hal ini dinamakan neutron kasep (delayed

neutron).

Contoh reaksi pembelahan tersebut adalah sebagai berikut

235U + n(lambat) 236U* 137I + 97Y + 2n (spontan)

237I 137Xe 136Xe + n (kasep)

I 97Nb 97Mo

Suatu hal yang sangat penting dalam reaksi pembelahan terimbas

neutron adalah bahwa pembelalahan itu sendiri dan terjadilah reaksi berantai yang

dapat tumbuh semakin banyak. Inilah dasar kerja reaktor nuklir fisi.

Proses terpenting dalam reaktor adalah pembelahan inti yang diikuti

dengan pelepasan beberapa neutron dan sejumlah tenaga. Inti yang dapat mau

belah tersebut merupakan bahan bakar yang tersedia di alam ataupun di produksi

khusus untuk itu. 235U merupakan bahan bakar alam yang hanya 0,7 % dari

uranium yang ada. 235U merupakan inti yang dapat membelah melalui tangkapan

neutron lambat dengan menghasilkan inti hasil belah dan rata-rata 2,5 neutron tiap

belahan. Neutron yang dihasilkan dalam pembelahan ini merupakan neutron cepat

sehingga perlu diperlambat, untuk keperluan itu dipasang bahan pemerlambat

neutron dalam reaktor yang disebut moderator. Agar proses perlambatan efektif

dipilih bahan moderator yang mengandung inti bermassa seimbang dengan massa

neutron. Bahan-bahan moderator yang sering digunakan adalah air (H2O), air

berat (D2O), grafit (C), dan berilium (Be). Cacah neutron hasil pembelahan yang

tersedia untuk menjaga kelangsungan reaksi berantai, harus lebih besar atau sama

dengan cacah neutron yang meneyebabkan pembelahan sebelumnya. Cacah

neutron ini dapat dikendalikan dengan menyisipkan penyerap neutron seperti

Cadmium yang memiliki tampang serapan neutron lambat sangat besar. Bahan

penyerap neutron ini biasanya berbentuk batang , oleh sebab itu dinamakan batang

pengendali. Penyisipan batang pengendali ini menurunkan reaktivitas reaktor.

Tiga keadaan reaktor dapat dicapai dengan pengaturan batang pengendali ini yaitu

33

pertama, keadaan sub-kritis jika rata-rata suatu reaksi pembelahan menghasilkan

cacah reaksi berantai akhirnya akan berhenti; kedua, keadaan super-kritis jika

reaksi pembelahan berikutnya lebih banyak dari sebelumnya dan ketiga adalah

keadaan kritis jika cacah reaksi pembelahan berikutnya tepat sama dengan cacah

reaksi pembelahan sebelumnya.

Pada setiap reaksi pembelahan di muka juga dilepaskan sejumlah energi

berupa energi kinetik inti dan neutron hasil reaksi yang karena interaksinya

dengan bahan moderator dan lainnya diubah menjadi energi termal sehingga

reaktor menjadi panas. Oleh karena itu reaktor harus dilengkapi dengan sistem

pendingin untuk kaor daya, energi panas ini dimanfatkan untuk menguapkan air

yang selanjutnya akan menggerakkan turbin yang digandeng dengan dinamo

pembangkit listrik.

2.12 REAKTOR FUSI (PELEBURAN)

Penggabungan atau peleburan antara inti-inti ringan disertai dengan

pelepasan energi. Misalnya peleburan inti deuterium menghasilkan energi 4,0

MeV. Aagar reaksi peleburan ini dapat terjadi inti-inti ringan tersebut harus

menembus suatu tanggul potensial Coulomb. Inti-inti tersebut harus memiliki

energi kira-kira sebesar

E≈(Z1Z2e2)/(4πeo cn+r1+r2)

Untuk z1 = z2 = 1 dan r1 + r2 = berorde fm, besar energi tersebut adalah 0,7

MeV, sehingga masing-masing inti berenergi 0,35 MeV. Inti dapat memiliki

energi sebesar ini jika memiliki suhu diatas 2x109 K. Namun demikian reaksi

peleburan dapat juga terjadi pada suhu yang lebih rendah yaitu sekitar 107K

karena energi terminal inti terdistribusi menurut agihan Maxweel-Boltzmann

34

sehingga ada sebagian inti memiliki energi yang cukup untuk melakukan

peleburan, disamping itu inti juga dapat menembus dinding tanggul potensial.

Agar reaksi peleburan dapat dikendalikan, diperlukan suatu ruangan yang

bersuhu antara 107 – 108K. pada suhu ini atom-atom terionisasi dan membentuk

keadaan yang disebut plasma. Untuk mengungkung plasma pada suhu yang

sedemikian tinggi tidak dapat dilakukan dengan membuat wadah dari bahan

apapun. Yang biasa dilakukan adalah mengungkung plasma dengan medan

magnet.

Kesulitan yang masih belum terpecahkan adalah energi yang diperlukan

agar reaksi pembelahan dapat terjadi masih lebih besar dari energi yang dihasilkan

dalam reaksi tersebut, padahal bahan bakar, sangat mudah didapat dan tidak ada

masalh limbah radioaktif.

Reaksi pembelahan merupakan sumber energi di matahari dan bintang-

bintang. Energi dihasilkan melalui dua macam reaksi : Daur proton-proton

menghasilkan energi sekitar 25 MeV melalui langkah-langkah sebagai berikut.

eHHH +→+ 21

11

11

γ+→+ HHH 32

11

21

HHHH 11

42

32

32 2+→+

Yang kedua melalui daur Carbon yang dominan pada suhu tinggi :

γ+→+ NCH 137

126

11

eNN +→ 136

137

γ+→+ NCH 147

136

11

γ+→+ ONH 158

147

11

eNO 01

157

156 +→

35

HeCNH 42

126

157

11 +→+

Di dalam daur ini empat buah inti hidrogen melebur menjadi sebuah inti

helium dan inti C126 hanya bekerja sebagai katalisator.

DAFTAR PUSTAKA

Akhadi, Mukhlis. 2000. Dasar-dasar Proteksi Radiasi. Jakarta: Rineka Cipta

Beiser, Arthur. 1995. Konsep Fisika Modern (Terjemahan). Jakarta: Erlangga

Krane, Kenneth. 2011. Fisika Modern (Terjemahan). Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia

36

Kusminarto. 1994. Pokok-pokok Fisika Modern. Yogyakarta: FMIPA UGM

Marthen, Kanginan. 2007. Fisika Untuk SMA Kelas XII Semester 2. Jakarta: Erlangga

Savin, William. 2008. Fisika Modern Schaum’s Outline. Jakarta: Erlangga

Supiyanto. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Phibeta

Surya, Yohanes. 2001. Fisika Itu Mudah SMU 3C. Tangerang. PT Bina Sumber Daya MIPA

Wiyatmo, Yusman. 2006. Fisika Nuklir Dalam Telaah Semi-Klasik & Kuantum. Yogyakarta: Pustaka Pelajar

Zemansky, Mark W., dan Francis Weston Sears. 1994. Fisika untuk Universitas 3 (Terjemahan). Jakarta. Bina Cipta

37

Kusminarto. 1994. Pokok-pokok Fisika Modern. Yogyakarta: FMIPA UGM

Marthen, Kanginan. 2007. Fisika Untuk SMA Kelas XII Semester 2. Jakarta: Erlangga

Savin, William. 2008. Fisika Modern Schaum’s Outline. Jakarta: Erlangga

Supiyanto. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Phibeta

Surya, Yohanes. 2001. Fisika Itu Mudah SMU 3C. Tangerang. PT Bina Sumber Daya MIPA

Wiyatmo, Yusman. 2006. Fisika Nuklir Dalam Telaah Semi-Klasik & Kuantum. Yogyakarta: Pustaka Pelajar

Zemansky, Mark W., dan Francis Weston Sears. 1994. Fisika untuk Universitas 3 (Terjemahan). Jakarta. Bina Cipta

37

Kusminarto. 1994. Pokok-pokok Fisika Modern. Yogyakarta: FMIPA UGM

Marthen, Kanginan. 2007. Fisika Untuk SMA Kelas XII Semester 2. Jakarta: Erlangga

Savin, William. 2008. Fisika Modern Schaum’s Outline. Jakarta: Erlangga

Supiyanto. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Phibeta

Surya, Yohanes. 2001. Fisika Itu Mudah SMU 3C. Tangerang. PT Bina Sumber Daya MIPA

Wiyatmo, Yusman. 2006. Fisika Nuklir Dalam Telaah Semi-Klasik & Kuantum. Yogyakarta: Pustaka Pelajar

Zemansky, Mark W., dan Francis Weston Sears. 1994. Fisika untuk Universitas 3 (Terjemahan). Jakarta. Bina Cipta

37

Kusminarto. 1994. Pokok-pokok Fisika Modern. Yogyakarta: FMIPA UGM

Marthen, Kanginan. 2007. Fisika Untuk SMA Kelas XII Semester 2. Jakarta: Erlangga

Savin, William. 2008. Fisika Modern Schaum’s Outline. Jakarta: Erlangga

Supiyanto. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Phibeta

Surya, Yohanes. 2001. Fisika Itu Mudah SMU 3C. Tangerang. PT Bina Sumber Daya MIPA

Wiyatmo, Yusman. 2006. Fisika Nuklir Dalam Telaah Semi-Klasik & Kuantum. Yogyakarta: Pustaka Pelajar

Zemansky, Mark W., dan Francis Weston Sears. 1994. Fisika untuk Universitas 3 (Terjemahan). Jakarta. Bina Cipta

37