Reaksi IntiAdalah Suatu proses interaksi yang berlangsung

dalam waktu ≤10-12detik, antara inti atom sasaran (inti target) dengan inti lain yang biasanya lebih

ringan atau foton berenergi kinetik tinggi (proyektil), sehingga menghasilkan transformasi

pada inti target tersebut.

REAKSI INTI

Reaksi Inti adalah proses perubahan yang terjadi dalam inti atom akibat tumbukan dengan partikel lain atau berlangsung dengan sendirinya.

PADA REAKSI INTI BERLAKU:

Hukum kekekalan momentum Hukum kekekalan energi Hukum kekekalan nomor atom Hukum kekekalan nomor massa

Reaktor atom Matahari

Macam reaksi inti Reaksi alamiah: reaksi termonuklir di

matahari dan reaksi pembentukan C-14 di atmosfeer.

Reaksi inti buatan (paling umum): reaksi inti hasil rekayasa manusia yang dilangsungkan dalam reaktor nuklir atau dengan menggunakan alat pempercepat partikel yang menghasilkan proyektil berenergi kinetik sampai 500 GeV.

Reaksi Inti Buatan Reaksi inti buatan ini dibuat melalui reaksi

penembakan inti, yang merupakan proses dimana suatu nuklida diubah menjadi nuklida lain dengan menggunakan penembak sebuah partikel atau foton .

Kebanyakan reaksi inti yang dikenal merupakan reaksi antara nuklida dengan partikel ringan (netron, proton, deteron, triton, ion helium, elektron, meson). Sebagai hasil diperoleh suatu nuklida lain dan satu atau dua partikel ringan.

Reaksi inti yang lain adalah penembakan inti dengan partikel berat (partikel yang mempunyai massa > dari inti helium).

Notasi Reaksi inti Reaksi inti dinyatakan dengan persamaan

reaksi, yang menyatakan karakteristik inti sasaran X, partikel penembak, a, partikel yang dilepaskan b dan inti hasil Y

Contoh raksi penembakan inti nitrogen dengan partikel alpha, sbb:

14N7 + 4He2 17O8 + 1H1

Atau ditulis dengan notasi:

14N (α,p) 17O

Pada notasi inti, Nuklida sasaran ditulis paling awal, nuklida hasil ditulis paling akhir dan diantara keduanya di dalam tanda kurung berturut-turut ditulis proyektil dan ejektil dalam tanda kurung yang dipisahkan oleh tanda koma. Contoh notasi reaksi nuklir yang lain:

23Na (n,γ) 24Na133Cs(α,4n)133La63Cu (p,2p 6n α) 52Fe

Jenis-jenis reaksi inti Berdasarkan jenis projektil dan ejektil, jenis reaksi

inti dinamakan sebagai berikut: Reaksi foto nuklir, jika a= foton, b = partikel Reaksi penangkapan partikel-pemancaran radiasi,

a=partikel, b= γ Reaksi penguapan (evaporasi), a=satu partikel, b=

partikel lebih dari satu. Reaksi spallasi, a=satu partikel, b= lebih dari satu

partikel dan banyak Reaksi pelucutan (stripping), a=ion berat, b=partikel

atau atom, dan massa atom Y> massa atom X

Energi reaksi NuklirReaksi nuklir sama halnya dengan reaksi

kimia biasa selalau disertai dengan pengeluaran atau penyerapan energi. Energi ini dilambangkan dengan simbol q disebelah kanan persamaan reaksi. Contoh:

14N7 + 4He2 17O8 + 1H1 + q

Harga q disebut energi dari reaksi nuklir

Harga q negatif, maka reaksi merupakan reaksi endoergik, dan energi harus diberikan.

Harga q positif, maka reaksi merupakan reaksi eksoergik, dan energi akan dibebaskan.

Menentukan harga q reaksi nuklir Pengukuran energi penembak dan energi

partikel-partikel atau foton yang dibebaskan.Contoh:7Li3 + 1H1+ Q1 2

4He2 + Q2

Proton penembak memiliki energi 0,4 MeV. Reaksi membebaskan 2 partikel alfa yang berenergi masing-masing 8,8 MeV

Jadi Q reaksi = Q2-Q1= (2x8,8)-0,4=17,2MeV

Menghitung perbedaan massa reaktan dan hasil, energi dihitung dengan menggunakan persamaan Einstein. Atau jika massa partikel yang terlibat dalam reaksi diketahui dengan spektograf massa, maka harga Q dapat dihitung:

Contoh untuk reaksi diatasmassa H = 1,00782 smamassa Li = 7,01600 smamassa He = 4,00280 sma

Massa reaktan = 7,001600 + 1,00782 = 8,02382 smaMassa hasil = 2 x 4,00280 = 8,00520 smaSelisih = 0,01862 smaEnergi (Q reaksi) = 0,01862 sma x 931MeV/sma= 17,3 MeV

Menentukan harga q reaksi nuklir

Reaksi Fisi Reaksi fisi disebut juga reaksi pembelahan

inti berat menjadi inti yang lebih ringan. Nama-nama ahli yang dihubungkan dengan

penemuan reaksi fisi adalah Niels Bohr, Fritz Kalckar, Suami istri Curie, E. Fermi, Idda Nodack, Otto Robert Frisch, Otto Hann, Lise Meither, Fritz Strassman dll.

Reaksi fisi terjadi akibat penembakan inti target dengan partikel netron yang berenergi rendah (± 0,025eV) yang sering disebut netron termal.

Contoh reaksi fisi: penembakan U-235 dengan neutron termal menyebabkan inti tidak stabil dan membelah menjadi dua bagian yang kurang lebih sama serta sejumlah (υ) neutron). Reaksi yang terjadi adalah:235U92 + n → A1XZ1 + A2YZ2 + υn

Dimana A2=236-A1 dan Z2= 92-Z1

Harga rata-rata υ adalah 2,46. Reaksi ini sering ditulis

235U(n,f) hasil-hasil fisi

Reaksi Fisi

Reaksi fisi Menurut Lise Meitner dan Otto Frisch

isotop 235U menyerap neutron termal, membentuk 236U yang kemudian meluruh menjadi nuklida yang lebih ringan disertai dengan pelepasan beberapa neutron.

Reaksinya:235U + n → 236U* → 139Ba56 + 94Kr36 + 3n

Reaksi fisi Analisis hasil penembakan neutron termal

terhadap 235U telah ditemukan 30 pasang nuklida fragment hasil pembelahan.

Diantaranya: 236U92 → 94Kr36 + 140Ba56 + 2n 236U92 → 95Sr38 + 135Xe54 + 2n 236U92 → 96Zr40 + 137Te52 + 2n

Hasil fragment diatas merupakan fragmen primer yang masih kelebihan neutron dan akan meluruh dengan memancarkan partikel β sampai stabil .236U92 → 95Sr38 →95Y39 →95Zr40 →95Nb41 →95Mo42 (stabil)236U92 → 139Xe54 →139Cs55 →139Ba56 →139La57 (stabil)

Teori Fisi Diambil dari teori tetes cairan

Teori Fisi Pola fragmentasi 236U* dijelaskan oleh

Wahl dengan teori pembentukan teras inti.

82n+

50p

50n+

34p12n8p

Reaksi fisi Reaksi fisi terkendali: reaksi fisi yang jumlah

neutron hasil fisi terkendalikan sehingga tetap. Pada reaksi fisi terkendali ini jumlah neutron sebelum dan sesudah reaksi tetap 1. Contohnya dalam reaktor atom.

Reaksi fisi tak terkendali: Reaksi fisi yang jumlah neutron setelah pembelahan tidak terkendalikan , sehingga neutron hasil pembelahan ada kemungkinan menembak sasaran lain sehingga menghasilkan radionuklida baru. Ex. Bom atom

Reaksi Berantai Tak Terkendali

Reaksi berantai tak terkendali dapat menghasilkan energi yang sangat besar. Untuk satu pembelahan inti rata-rata energi yang dibebaskan 208 MeV. Reaksi berantai tak terkendali terjadi ketika neutron yang dihasilkan (rata-rata 2,5 neutron) dari setiap pembelahan inti menumbuk inti lain dan proses ini berlanggsung terus-menerus, energi yang terlepas akan terjadi sangat cepat sehingga terjadi ledakan (seperti dalam bom atomik).

Reaksi Berantai Terkendali

Reaksi berantai terkendali dilakukan dengan cara membatasi jumlah neutron yang membelah inti dalam lingkungan inti atau mengkondisikan tiap pembelahan inti menyumbang hanya satu neutron yang akan menyebabkan pembelahan satu inti lainnya.

PIRANTI EKSPERIMENPIRANTI EKSPERIMEN Reaktor Atom

Tempat berlangsungnya reaksi fisi, yaitu penembakan Tempat berlangsungnya reaksi fisi, yaitu penembakan Uranium (U) dengan netron (n), menghasilkan banyak n Uranium (U) dengan netron (n), menghasilkan banyak n yang dapat dikendalikan. yang dapat dikendalikan.

SiklotronSiklotron Tempat pemercepat partikel (proton atau netron). Energi Tempat pemercepat partikel (proton atau netron). Energi hingga 100 MeV.hingga 100 MeV.

BetatronBetatron Tempat pemercepat elektron. Energi hingga 300 MeV. Tempat pemercepat elektron. Energi hingga 300 MeV.

SinkrotronSinkrotronTempat pemercepat proton. Energi yang dicapai hingga Tempat pemercepat proton. Energi yang dicapai hingga 500 GeV.500 GeV.

AkseleratorAkseleratorTempat pemercepat proton atau elektron. Energi hingga 10 GeVTempat pemercepat proton atau elektron. Energi hingga 10 GeV

Reaksi Fusi Reaksi Fusi adalah reaksi penggabungan

inti-inti ringan menjadi inti yang lebih berat.

Contoh reaksi fusi adalah reaksi termonuklir yang terjadi di matahari.

Untuk memicu reaksi fusi diperlukan tekanan yang sangat besar dan suhu yang sangat tinggi (10.0000C). 108K

Contoh reaksi fusi adalah:2H1 + 3H1 → 4He2 + n + E >>>

Reaksi fusi vs Fisi

Reaksi Energi Total Energi Tiap sma

2H + 2H → 3H + 1n2H + 2H → 3H + 1H2H + 3H → 4He + 1n2H + 3H → 4H + 1H

3,3 MeV4,0 MeV

17,6 MeV18,3 MeV

0,81 MeV1,00 MeV3,52 MeV3,66 MeV

235U + n → fisi 200 MeV 0,87 MeV

Terjadinya RX FusiTerjadinya RX Fusi Panas yang tinggi meyebabkan Panas yang tinggi meyebabkan

elektron tercampak dari atom elektron tercampak dari atom (ionisasi).(ionisasi).

Tekanan yang tinggi mengalahkan Tekanan yang tinggi mengalahkan gaya tolak antar inti.gaya tolak antar inti.

Pada jarak << 1fm inti bergabung Pada jarak << 1fm inti bergabung (pengaruh gaya inti kuat).(pengaruh gaya inti kuat).

Aplikasi Reaksi Fusi1. Reaksi fusi nuklir pada bintang (matahari)

Persamaan reaksi ada 3 tahap yaitu:

MeVeHHH 42,0.1 10

21

11

11

MeVHHeHeHe 86,12.3 11

42

32

32

MeVHeHH 49,5.2 32

11

21

Reaksi pertama dan kedua terjadi dua kali, kedua positron saling menghilangkan dengan sebuah elektron dan menghasilkan radiasi

elektromagnet , reaksi di atas dapat ditulis:

MeVeHeH 7,262224 42

21

Reaksi termonuklir di matahari Menurut Hans Bethe, Energi matahari

berasal dari reaksi fisi atau penggabungan inti ringan menjadi inti yang lebih berat.

Rx(H1 + H1 → H2 +β + V + 0,42 MeV) x 2(H1 + H2 → He3 + γ + 5,5 Mev) x 2He3 + He3 → He4 + 2 H1 + 12,8 MeV

4H1 → He4 + 2β+ 2γ + 2V + 24,64 MeV

Reaksi Termonuklir di MatahariReaksi Termonuklir di Matahari

Rx lain yang mungkinyang mungkin HH11 + H + H11 → H → H22 + +ββ + V + V HH11 + H + H11 → He → He33 + +γγ HeHe33 + He + He44 → Be → Be77 + +γγ BeBe7 + 7 + ββ → Li → Li77 + + γγ + V + VLiLi77 + H + H11 → 2 He→ 2 He44

Reaksi termonuklir matahari Reaksi lain yang dapat menghasilkan helium :

Be7 + H1 → B8 + gammaB8 → Be8 + β+ + VBe8 → 2 4He

Rx lain yang dapat menghasilkan energi yang lebih besar:C12 + H1 → N13 + gammaN13 → C13 + β+ + VC13 + H1 → N14 + gammaN14 + H1 → O15 + gammaO15 → N15 + β+ + VN15 + H1 → C12 + He4

Reaksi fusi dingin?Reaksi fusi dingin? Pada tangga 23 Maret 1989, Ahli elektrokimia dari Pada tangga 23 Maret 1989, Ahli elektrokimia dari

AS, B. Stanley Pons dan Martin Fleischmann AS, B. Stanley Pons dan Martin Fleischmann (Inggris) melaporkan telah mengamati reaksi fusi (Inggris) melaporkan telah mengamati reaksi fusi dalam sel elektrolisis mereka. Mereka dalam sel elektrolisis mereka. Mereka mengelektrolisis Dmengelektrolisis D22O, dengan menggunakan O, dengan menggunakan elektroda paladium. Elektrolisis menghasilkan Delektroda paladium. Elektrolisis menghasilkan D22 dan Odan O22 serta kalor yang jauh melebihi suplai listrik serta kalor yang jauh melebihi suplai listrik yang diberikan. Mereka menduga telah terjadi rx yang diberikan. Mereka menduga telah terjadi rx fusi antara deuterium dalam elektroda paladium.fusi antara deuterium dalam elektroda paladium.

Pengaruh radiasi terhadap organisme Efek fisiologis= pengaruh radiasi yang sementara

dan organisme dapat memulihkannya. Efek genetis = Radiasi dapat merubah sifat

keturunan Efek somatis = radiasi dapat menyebabkan

timbulnya sel somatis yang abnormal. Efek stkokastik=efek tertunda Efek non stokastik = efek langsung radiasi

Efek lethal = kematian

Soal Sumber energi matahari adalah reaksi inti

4 proton menjadi helium + 2e+ diketahui:- massa proton = 1,6726 x 10-27 kg- massa e+ = 0,0009 x 10-27 kg- massa helium = 6,6466 x 10-27 kg

Jika dalam reaksi ini terbentuk 6,6 gram helium, hitunglah energi yang dihasilkannya.