Inti atom dan radioaktivitas

☢️ Inti Atom · Fisika SMA

📑 Daftar Isi

• 📌 Pengantar & Apersepsi
• 🔹 Lambang Inti Atom
• 🔹 Defek Massa & Energi Ikat
• 🔹 Kestabilan Inti
• 🔹 Radioaktivitas
• 🔹 Sinar Radioaktif
• 🔹 Peluruhan Inti
• 🔹 Aktivitas Peluruhan
• 🔹 Detektor Radiasi
• 🔹 Reaksi Fisi
• 🔹 Reaksi Fusi
• 📝 Contoh Soal Literasi
• 🧪 Latihan Soal Interaktif

📌 Pengantar Inti Atom dalam Kehidupan

Inti atom adalah pusat atom yang sangat padat dan bermuatan positif. Pemahaman tentang inti atom sangat penting karena berkaitan dengan:

• Energi Nuklir - sumber energi pembangkit listrik
• Kedokteran - radioisotop untuk diagnosis dan terapi kanker
• Kronologi - penanggalan karbon untuk arkeologi

🤔 Pertanyaan Apersepsi: "Mengapa inti atom yang terdiri dari proton bermuatan positif tidak hancur karena gaya tolak listrik? Dan dari mana energi matahari berasal?"

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Lambang Inti Atom

$$^{A}_{Z}X$$

• $Z$ = nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron (atom netral)
• $A$ = nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron
• $N$ = jumlah neutron = $A - Z$

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Defek Massa dan Energi Ikat Inti

Massa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah massa proton dan neutron penyusunnya. Selisih massa ini disebut defek massa.

$$\Delta m = [Z \cdot m_p + (A-Z) \cdot m_n] - m_{inti}$$

Energi ikat inti (energi yang diperlukan untuk memisahkan inti menjadi nukleon-nukleon penyusun):

$$E = \Delta m \cdot c^2$$

dengan $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s}$.

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Kestabilan Inti

Inti atom stabil jika gaya ikat inti kuat mengatasi gaya tolak Coulomb antar proton. Faktor yang mempengaruhi stabilitas:

• Rasio neutron-proton ($N/Z$): Untuk atom ringan $N/Z \approx 1$, untuk atom berat $N/Z \approx 1,5$
• Energi ikat per nukleon: Makin besar energi ikat per nukleon, makin stabil inti
• Inti dengan nomor atom $Z > 83$ umumnya tidak stabil (radioaktif)

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Radioaktivitas

Radioaktivitas adalah peristiwa peluruhan inti atom tidak stabil secara spontan memancarkan radiasi.

1. Inti dengan $Z < 20$

Umumnya stabil, tetapi beberapa isotop ringan dapat meluruh melalui emisi positron atau penangkapan elektron.

$$^{11}_{6}C \rightarrow ^{11}_{5}B + e^+ + \nu_e$$

2. Inti dengan $20 < Z < 83$

Banyak yang stabil, tetapi beberapa meluruh melalui emisi alfa atau emisi beta.

$$^{238}_{92}U \rightarrow ^{234}_{90}Th + ^4_2He$$

3. Inti dengan $Z > 83$

Semua inti dengan $Z > 83$ bersifat radioaktif, umumnya meluruh melalui emisi alfa dan emisi beta berantai.

$$^{239}_{94}Pu \rightarrow ^{235}_{92}U + ^4_2He$$

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Sinar Radioaktif (Alfa, Beta, Gamma)

☀️ Sinar Alfa ($\alpha$)

Inti helium $^4_2He$

Daya tembus rendah, ionisasi tinggi

$$^{226}_{88}Ra \rightarrow ^{222}_{86}Rn + ^4_2He$$

⚡ Sinar Beta ($\beta^-$)

Elektron $e^-$

Daya tembus sedang, ionisasi sedang

$$^{14}_{6}C \rightarrow ^{14}_{7}N + e^- + \bar{\nu}_e$$

🌈 Sinar Gamma ($\gamma$)

Gelombang elektromagnetik

Daya tembus tinggi, ionisasi rendah

$$^{60}_{27}Co^* \rightarrow ^{60}_{27}Co + \gamma$$

✨ Sinar Beta Positif ($\beta^+$)

Positron $e^+$

Daya tembus sedang, ionisasi sedang

$$^{11}_{6}C \rightarrow ^{11}_{5}B + e^+ + \nu_e$$

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Peluruhan Inti

Jumlah inti setelah peluruhan:

$$N = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}}$$

Waktu Paruh ($T_{1/2}$): waktu yang diperlukan agar jumlah inti radioaktif menjadi setengah dari jumlah awal.

$$T_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda} = \frac{0,693}{\lambda}$$

dengan $\lambda$ = konstanta peluruhan.

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Aktivitas Peluruhan

Aktivitas adalah laju peluruhan inti radioaktif:

$$A = \lambda \cdot N = A_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}}$$

Satuan aktivitas: Becquerel (Bq) = 1 peluruhan/detik, atau Curie (Ci) = $3,7 \times 10^{10}$ Bq.

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Detektor Radiasi

• Pencacah Geiger-Müller: mendeteksi radiasi berdasarkan ionisasi gas
• Kamaris Kabut (Cloud Chamber): menunjukkan jejak partikel radioaktif
• Detektor Sintilasi: menggunakan kristal yang memancarkan cahaya saat terkena radiasi
• Film Dosimeter: digunakan untuk mengukur dosis radiasi yang diterima

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Reaksi Fisi

Fisi adalah reaksi pemecahan inti berat menjadi dua inti yang lebih ringan, disertai pelepasan energi yang sangat besar.

Contoh Reaksi Fisi

$$^{235}_{92}U + ^1_0n \rightarrow ^{141}_{56}Ba + ^{92}_{36}Kr + 3^1_0n + \text{energi}$$

Energi yang dihasilkan: sekitar $200 \text{ MeV}$ per reaksi fisi.

Prinsip ini digunakan dalam reaktor nuklir dan bom atom.

▲ Kembali ke Daftar Isi

🔹 Reaksi Fusi

Fusi adalah reaksi penggabungan dua inti ringan menjadi inti yang lebih berat, disertai pelepasan energi yang sangat besar.

Contoh Reaksi Fusi

$$^2_1H + ^3_1H \rightarrow ^4_2He + ^1_0n + \text{energi}$$

Energi yang dihasilkan: sekitar $17,6 \text{ MeV}$ per reaksi fusi.

Prinsip ini adalah sumber energi matahari dan bom hidrogen.

▲ Kembali ke Daftar Isi

📝 Contoh Soal Literasi Kehidupan

Soal Literasi: Dalam penanggalan karbon, isotop $^{14}_6C$ memiliki waktu paruh 5730 tahun. Jika suatu fosil mengandung 25% dari kadar $^{14}_6C$ awal, berapa umur fosil tersebut?

Petunjuk: $N = N_0 (1/2)^{t/T_{1/2}}$

▲ Kembali ke Daftar Isi

🧪 Latihan Soal Interaktif

Soal 1: Inti atom $^{238}_{92}U$ memiliki jumlah neutron sebanyak ...

$N = A - Z$

Soal 2: Partikel alfa adalah inti atom ...

Pilihan: a) Hidrogen   b) Helium   c) Lithium   d) Beryllium

Soal 3: Reaksi $^{235}_{92}U + ^1_0n \rightarrow ^{141}_{56}Ba + ^{92}_{36}Kr + 3^1_0n + \text{energi}$ adalah contoh reaksi ...

Pilihan: a) Fusi   b) Fisi   c) Peluruhan   d) Transmutasi

---

Inti Atom · Fisika SMA · Interaktif dengan MathJax

▲ Kembali ke Daftar Isi

Kuis Interaktif

Link
Fisika

HOME Teori atom Inti Atom dan Radioaktivitas Kesetabilan Peluruhan Radioaktif Reaksi Fisi Reaksi Fusi Raktor Nuklir Pemanfaatan Radioisotop