makalah fisika inti dan atom

TUGAS

FISIKA INTI dan ATOM

“MAKALAH MEKANISME REAKSI INTI”

OLEH

MARIANA HARYATI

2014. 01. 02. 008

                                    

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MIPA

INSTITUT KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN MUHAMMADIYAH

MAUMERE

2017

 

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Mekanisme Reaksi Inti” dengan baik guna memenuhi kelengkapan bukti belajar.

Makalah ini dapat disusun dengan baik berkat bantuan dari pihak-pihak yang telah memberikan bimbingan dan dukungan sebagai bahan masukkan untuk saya. Untuk itu pada kesempatan ini, saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung sehingga makalah ini dapat terselesaikan.

Saya menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan kekeliruan dalam penulisan makalah ini. Untuk itu saya mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca.

Akhirnya penulis mengucapkan terima kasih atas segala dukungan dan bantuan sehingga makalah ini dapat tersusun dengan baik.

Maumere, 26 November 2017 Mariana Haryati

DAFTAR ISI

  Halaman Judul.................................................................................................. i

  Kata Pengantar............................................................................................. .... ii

  Daftar Isi....................................................................................................... .... iii

  Bab I Pendahuluan....................................................................................... .... 1

A.    Latar Belakang...................................................................................... 1

B.     Rumusan Masalah................................................................................. 1

C.     Tujuan.................................................................................................... 1

  Bab II Pembahasan...................................................................................... .... 2

A.    Pengertian Reaksi Inti........................................................................... 2

B.     Jenis-Jenis Reaksi Inti........................................................................... 4

C.     Perbedaan Antara Reaksi Inti dan Reaksi Kimia.................................. 7

  Bab III Penutup................................................................................................. 8

A.    Kesimpulan............................................................................................ 8

B.     Saran...................................................................................................... 8

  Daftar Pustaka.................................................................................................. 9

 

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Setiap atom memiliki inti atom yang dikelilingi oleh elektron-elektron yang bergerak dalam orbitnya masing-masing, di dalam setiap inti atom tersebut (¹₁H),  terdapat dua jenis partikel yaitu proton dan neutron. Beberapa atom memiliki inti atom yang tidak stabil, yang sewaktu-waktu dapat mengemisikan partikel dan atau gelombang radiasi elektromagnetik yang terjadi secara spontan. Fenomena seperti ini di dalam kimia inti dikenal sebagai radioaktifitas.

Zat yang mengandung inti yang tidak stabil disebut zat radioaktif. Semua unsur yang memiliki nomor atom diatas 83 merupakan zat radioaktif. Contohnya, isotop Po-210, Ra-226, dan U-235. Inti yang tidak stabil akan mengemisikan partikel-partikel tertentu melalui proses yang di sebut sebagai REAKSI INTI atau REAKSI NUKLIR. Reaksi inti berbeda dengan reaksi kimia pada umumnya, reaksi inti menyangkut perubahan pada susunan inti atomnya sedangkan reaksi kimia hanya melibatkan perubahan elektron pada kulit atom untuk pembentukan atau pemutusan ikatan kimia.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa yang dimaksud dengan reaksi inti?

2.      Apa saja jenis-jenis reaksi inti?

3.      Bagaimana reaksi mekanisme inti?

C.    Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang telah dikemukakan di atas, maka tujuan penulisan yang ingin dicapai adalah sebagai berikut :

1.      Untuk mengetahui apa itu reaksi inti

2.      Untuk mengetahui jenis-jenis reaksi inti

3.      Untuk mengetahui reaksi mekanisme inti.

BAB II

PEMBAHASAN

A.     Pengertian Reaksi Inti

Reaksi inti merupakan peristiwa perubahan suatu inti atom sehingga berubah menjadi inti atom lain dengan disertai munculnya energi yang sangat besar. Agar terjadi reaksi inti diperlukan partikel lain untuk menggoyahkan kesetimbangan inti atom sehingga kesetimbangan inti terganggu. Akibatnya inti akan terpecah menjadi dua inti yang baru. Partikel yang digunakan untuk mengganggu kesetimbangan inti yaitu partikel proton atau neutron. Dimana partikel proton atau neutron yang berenergi ditembakkan pada inti target sehingga setelah reaksi terjadi akan terbentuk inti atom yang baru disertai terbentuknya partikel yang baru.

Inti target dapat merupakan inti atom yang stabil, sehingga setelah terjadi reaksi menyebabkan inti atom menjadi inti yang tidak stabil yang kemudian disebut isotop radioaktif. Jadi reaksi inti dapat juga bertujuan untuk mendapatkan isotop radioaktif yang berasal dari inti stabil. Reaksi inti sangat berbeda dengan reaksi kimia, karena pada dasarnya reaksi inti ini terjadi karena tumbukan (penembakan) inti sasaran (target) dengan suatu proyektil (peluru). Secara skematik reaksi inti dapat digambarkan :

reaksi inti

Contoh reaksi inti antara lain adalah  + e             +  yaitu inti atom Nitrogen di tembak dengan partikel (e) menjadi inti atom Oksigen dengan disertai timbulnya proton (, inti atom oksigen yang terbentuk bersifat radioaktif.

Ø  Hukum Fisika dalam Reaksi Inti

Dalam reaksi inti juga berlaku hukum-hukum fisika seperti yang terjadi pada peristiwa-peristiwa fisika yang lainnya antara lain :

                                 ·            Hukum kekekalan momentum

                                 ·            Hukum kekekalan energi

                                 ·            Hukum kekekalan jumlah muatan (nomor atom)

                                 ·            Hukum kekekalan jumlah nukleon ( nomor massa)

Sehingga momentum, energi, nomor atom, dan nomor massa inti   sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah sama. Energi reaksi inti yang timbul diperoleh dari penyusutan massa inti, yaitu perbedaan jumlah massa inti atom sebelum reaksi dengan jumlah massa inti atom sesudah reaksi. Menurut Alberth Einsten dalam kesetaraan antara massa dan energi dinyatakan bahwa energi total yang dimiliki oleh suatu massa sebesar m adalah E = . Apabila semua massa inti atom dinyatakan dalam sma (satuan massa atom), maka energi total yang dimiliki massa sebesar 1 sma dengan energi sebesar 931 MeV (1 sma = 1,66 , c = 3  dan 1 eV = 1,6 ). Misalnya suatu reaksi inti dinyatakan menurut persamaan :

A + a  B + b + Q

Besarnya energi yang timbul dapat dicari dengan persamaan :

Q = {( (}

Dengan :

( : jumlah massa inti atom sebelum reaksi

( : jumlah massa inti atom sesudah reaksi

Q : energi yang timbul selama reaksi terjadi

Dalam reaksi inti, energi seringkali dilepaskan atau diserap. Suatu reaksi melepas energi berarti energi kinetik partikel-partikel setelah reaksi lebih besar dari energi kinetik partikel-partikel sebelum reaksi. Penambahan energi ini datang dari pengubahan energi diam menjadi energi kinetik. Jumlah energi yang dilepas diukur oleh nilai Q reaksi inti, yang didefinisikan sebagi selisih antara energi kinetik akhir dan awal.

B.      Jenis-Jenis Reaksi Inti

b.1 Reaksi Fisi

Reaksi fisi (nuclear fission) adalah proses dimana suatu inti berat (nomor massa >200) membelah diri membentuk inti-inti yang lebih kecil dengan massa menengah dan satu atau lebih neutron. Karena inti berat tidak stabil dibandingkan produknya , proses ini melepaskan banyak energi.

       Reaksi fisi berantai Uranium 235

Pada gambar menjelaskan bahwa sebuah neutron yang bergerak lambat memicu fisi atau pembelahan sebuah inti uranium-235 dan beberapa neutron dipancarkan. Dalam uranium yang telah diperkaya agar mengandung uranium-235 dengan perbandingan yang tinggi, neutron-neutron ini segera menghantam inti-inti uranium-235 lainnya dan mengulangi proses tersebut. Terjadilah proses fisi secara terus menerus, dengan melepaskan energi dalam jumlah yang besar. Energi total setiap kali fisi untuk satu neutron menembak satu kali adalah sekitar 200 MeV. Dari reaksi fisi telah ditemukan lebih dari 200 isotop dari 35 cara sebagai hasil pembelahan uranium-235.

Ditinjau dari sudut kestabilan inti, hasil pembelahan mengandung banyak proton. Dari reaksi pembelahan inti dapat dilihat bahwa setiap pembelahan inti oleh satu neutron menghasilkan dua sampai empat neutron. Reaktor nuklir adalah suatu tempat dimana reaksi pembelahan (fision) nuklida terjadi secara terkendali berlangsung. Reaktor nuklir ini dapat dimanfaatkan energi nuklir sehingga disebut reaktor termal.

Energi yang dihasilkan sangat besar, dalam tersebut dihasilkan neutron baru yang akan menumbuk inti atom sisa sehingga terjadi reaksi inti berantai yang dapat menghasilkan energi yang sangat besar, misal reaksi fisi pada bom nuklir.

n + U-235 -> Ba-144 + Kr-90 + 2n + 179.6 MeV

n + U-235 -> Ba-141 + Kr-92 + 3n + 173.3 MeV

n + U-235 -> Zr-94 + Te-139 + 3n + 172.9 MeV

n + U-235 -> Zr-94 + La-139 + 3n + 199.3 MeV

b.2 Reaksi Fusi

Reaksi fusi (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Energi yang dihasilkan dari reaksi fusi lebih besar daripada energi yang dihasikan reaksi fisi dari unsur berat dengan massa yang sama. Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom yang lebih berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka.

Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke inti atom. Reaksi-reaksi fusi biasanya terjadi pada suhu sekitar 100 juta derajat celsius. Pada suhu ini terdapat plasma dari inti dan elektron. Reaksi fusi yang terjadi pada suhu tinggi ini disebut reaksi termonuklir.

Gambar reaksi berantai Uranium

Gambar reaksi pembelahan Uranium

Pada reaksi fusi terjadi proses penggabungan dua atau beberapa inti ringan menjadi inti yang lebih berat. Pada reaksi penggabungan inti dilepaskan energi yang sangat besar. Contoh reaksi penggabungan inti :

4 _{1                                 2} + 2 ₁ + energi

₁ +  _{1                         2} +  ₀  + energi

₁ +  _{1                         2} +  ₀  + energi

₂ +  _{1                         2} +  ₁  + energi

3 _{2                         6}  + energi

₆ +  _{2                      8}  + energi

Reaksi penggabungan memiliki energi pengaktifan, yaitu terutama untuk mengatasi gaya tolak menolak antara kedua inti yang akan bergabung. Maka reaksi tersebut hanya mungkin terjadi pada suhu yang sangat tinggi, sekitar 100 juta derajat. Pada suhu ini tidak terdapat atom melainkan plasma dari inti dan elektron. Energi yang dihasilkan dari satu reaksi penggabungan cukup untuk terjadinya reaksi penggabungan berikutnya sehingga akan terjadi reaksi penggabungan inti secara berantai yang dapat menimbulkan ledakan termonuklir.

C.    Perbedaan antara Reaksi Inti dan Reaksi Kimia

Reaksi kimia	Reaksi inti
Atom diubah susunannya melalui pemutusan  dan pembentukan ikatan kimia	Unsur (atau isotop dari unsur yang sama). Dikonversi dari unsur yang satu ke lainnya.
Hanya elektron dalam orbital atom atau molekul yang terlibat dalam pemutusan dan pembentukan ikatan	Proton, neutron, elektron, dan partikel dasar lain terlibat dalam reaksi.
Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang relatif kecil	Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang sangat besar.
Laju reaksi dipengaruhi oleh suhu, tekanan  konsentrasi dan katalis	Laju reaksi biasanya tidak dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan katalis.
Isotop yang berbeda memberikan karakteristik yang sama	Isotop yang berbeda memberikan karakteristik yang beda

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Reaksi inti merupakan peristiwa perubahan suatu inti atom sehingga berubah menjadi inti atom lain dengan disertai munculnya energi yang sangat besar. Reaksi inti sangat berbeda dengan reaksi kimia, karena pada dasarnya reaksi inti ini terjadi karena tumbukan (penembakan) inti sasaran (target) dengan suatu proyektil (peluru). Energi reaksi inti yang timbul diperoleh dari penyusutan massa inti, yaitu perbedaan jumlah massa inti atom sebelum reaksi dengan jumlah massa inti atom sesudah reaksi. Suatu reaksi inti membutuhkan penggunaan kesetaraan massa dan energi yang dirumuskan oleh Albert Einstein  E = mc²

Reaksi inti berbeda dengan reaksi kimia pada umumnya, reaksi inti menyangkut perubahan pada susunan inti atomnya sedangkan reaksi kimia hanya melibatkan perubahan elektron pada kulit atom untuk pembentukan atau pemutusan ikatan kimia.

B.     Saran

Saran dari makalah ini adalah agar para pembaca dapat mencari atau membaca referensi lain tentang mekanisme reaksi inti, sehingga dapat menambah wawasan dan dapat lebih memahami tentang materi tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Beiser, A. 1981. Konsep Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.

Bundjali, Bunbun. (2002). Kimia Inti.  Bandung : Penerbit ITB

Krishna P Candra,.2011.Kimia inti.bandung: itb

Jannah, dkk. 2013. Makalah Reaksi Inti. Palembang