PELURUHAN GAMMA

PELURUHAN GAMMAKelompok 5Ni Luh Desi Ratna A.Nita AnggrainiRaja Faturrahman A.Oktapialana Abrianti Ningsih

By:

Daftar IsiPendahuluanEnergi peluruhan gammaTetapan peluruhan gamma Absorbsi sinar gammaInteraksi sinar gamma dan materiKonversi Internal

PendahuluanSetelah peluruhan alfa dan beta, inti biasanya dalam keadaan tereksitasi. Seperti halnya atom, inti akan mencapai keadaan dasar (stabil) dengan memancarkan foton (gelombang elektromagnetik) yang dikenal dengan sinar gamma (). Dalam proses pemancaran, baik nomor atom atau nomor massa inti tidak berubah.

Energi gelombang ini ditentukan oleh panjang gelombang () atau oleh frekuensinya (f) sesuai persamaan :

Dengan h adalah tetapan plank yang besarnya

Energi tiap foton adalah beda energi antara keadaan awal dan keadaan akhir inti, dikurangi dengan sejumlah koreksi kecil untuk energi pental inti. Energi ini berada pada kisaran 100 KeV hingga beberapa MeV.

Inti dapat pula dieksitasi dari keadaan dasar ke keadaan eksitasi dengan menyerap foton dengan energi yang tepat.

Wakto paro khas bagi tingkat eksitasi inti adalah 10-9 hinga 10-12 s. Ada juga beberapa jam atau beberapa hari (isomer). Keadaan tereksitasi dinamakan isomerik.

Diagram Tingkat EnergiENERGI PELURUHAN GAMMABerdasarkan kekekalan energi

Pada saat terjadi transisi energi inti digunakan sbg tenaga sinar gamma dan tenaga recoil inti pemancar, shg:

Berdasarkan hukum kekekalam momentum

Bila mi dan pi adlah momentum linier inti atom pemancar , maka energi kinetik recoil inti dapat ditentukan:

Dg menerpkan hukum kekekalan momentum dpt dibuktikan bhwa dg

Shg besar energi recoil inti

Dan menjadi

Tetapan Peluruhan GammaPeluruhan gamma dari inti tereksitasi memerlukan selang waktu tertentu.Keadaan eksitasi inti memiliki umur paruh terhadap pancaran gamma pada rentang detik sampai lebih dari 100 tahun.Umur paruh ini dapat diperkirakan secara kasar dengan pendekatan semiklasik. Dapat ditunjukkan dari persamaan Maxwell berikut:

Sebuah titik muatan e yang mengalami percepatan akan memancarkan radiasi elektromagnetik dengan laju:

Dengan a dalam komponen x, y dan z yaitu:

Pemilihan amplitudo gerak selaras tersebut dipilih sedemikian rupa sehingga:

Dengan R menyatakan jari-jari atom atau jari-jari inti. Selanjutnya:

Sehingga,

Dengan,

Lakukan transisi dari klasik ke kuantum:

t adalah umur rerata peluruhan gamma.

Dengan melakukan substitusi nilai dan diperoleh tetapan peluruhan:

ABSORBSI SINAR GAMMASinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang membawa energi dalam bentuk paket-paket yang disebut foton.

Jika sinar gamma masuk ke dalam suatu bahan selain menembus bahas tersebut, sinar gamma juga mengionisasi bahan tersebut walaupun hanya dalam jumlah kecil .

Ionisasi primer yang terjadi hanya menghasilkan beberapa pasangan ion , dan ionisasi primer ini memicu ionisasi skunder untuk menghasilkan pasangan ion yang lebih banyak.

Apabila sinar gamma menembus suatu bahan energinya tidak berubah, tetapi intensitasnya yang berkurang memalui persamaan

I = intensitas akhirIo = intensitas mula-mulad = tebal bahan (meter) = koefisien serap linier bahan (1/meter)

sangat bergantung pada nomor atom bahan

Sedangkan nilai tebal paro (HVT) adalah seberapa tebalnya bahan yang diperlukan untuk intensitas radiasi gamma menjadi separoh, sehingga persamaanya menjadi:

Dilihat dari daya tembusnya, radiasi gamma memiliki daya tembus paling kuat dibandingkan dengan radiasi partikel yang dipancarkan inti radioaktif lainnya.

Sebaliknya, daya ionisasinya paling lemah. Karena sinar gamma termasuk gelombang elektromagnetik, maka kecepatannya sama dengan kecepatan cahaya. Interaksi Sinar Gamma dengan Materi

Efek fotolistrik

Efek foto listrik adalah peristiwa diserapnya energi foton seluruhnya oleh elektron yang terikat kuat oleh suatu atom sehingga elektron tersebut terlepas dari ikatan atom.

Efek fotolistrik ini umumnya banyak terjadi pada materi dengan Z yang besar, seperti tembaga (Z=29).

Hamburan Compton

Hamburan Compton terjadi apabila foton dengan energi hf berinteraksi dengan elektron bebas atau elektron yang tidak terikat dengan kuat oleh inti, yaitu elektron terluar dari atom.

Perubahan panjang gelombang foton hamburan dari menjadi dirumuskan

Produksi PasanganProduksi pasangan terjadi karena interaksi antara foton dengan medan listrik dalam inti atom berat. Jika interaksi itu terjadi, maka foton akan lenyap dan sebagai gantinya akan timbul sepasang elektron-positron.

Energi kinetik total pasagan elektron-positron sesuai dengan persamaan:

KONVERSI INTERNALSbg alternatif lain dari peluruhan gamma.Konversi internal merupakan transfer langsung energi eksitasi ke sebuah elektron untuk kembali ke keadaan dasar.Energi transisi dalam konversi internal muncul sbg tenaga kinetik Ke Ke = Ei - Ef - EB

Proses konversi internal memiliki energi ikat elektron dalam suatu kulit tertentu (K, L, M).

Misalkan kulit L dg bilangan kuntum utama n=2 memiliki orbit-orbit atomik elektron-elektron yang berasal dari kulit ini baerturut-turut disebut elektron konversi dan LIII .

Contoh soalKita analisis peluruhan beta dari nuklida induk Menjadi nuklida anak yang diikuti dg pemancaran sinar gamma tunggal dg energi 279,190 keV. Untuk menghitung energi elektron konversi diperlukan data tentang energi ikat elektron dlm atom Tl. Besar energi-energi ikat elektron untuk atom Tl adalah EB(K)=85,529 keV, EB(LI)=15,374 keV, EB (LII)= 14,698 keV. EB(LIII)= 12,657 keV, dan EB(MI)= 3,704 keV. Perkirakan energi yg dipancarkan oleh elektron-elektron konversi !!!!!!S