Peluruhan Alfa
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kajian kita
tentang berbagai peluruhan radioaktif dan reaksi inti memperlihatkan bahwa alam
tidak memilih secara sebarang hasil peluruhan atau reaksi yang terjadi,
melainkan terdapat beberapa hukum tertentu yang membatasi hasil yang mungkin
terjadi.
Radioaktivitas
merupakan pemancaran spontan partikel – partikel radioaktif oleh inti – inti
atom yang tidak stabil. Radioaktivitas ditemukan pertama kali oleh Henri
Becquerel. Radioaktivitas ini digolongkan menjadi unsur – unsur radioaktif dan
partikel – partikel radioaktif. Unsur radioaktif adalah unsur – unsur yang
memancarkan partikel – partikel radioaktif secara spontan.
Peluruhan
Inti tak –stabil, inti – intinya memiliki keadaan eksitasi, keadaan – keadaan
eksitasi ini dapat meluruh dengan memancarkan foton – foton berenergi tinggi
ketika berpindah ke keadaan dasar,secara langsung atau melewati keadaan –
keadaan energi yang lebih rendah. Disamping itu, inti pada keadaan eksitasi
maupun keadaan dasar dapat secara spontan memancarkan partikel – partikel lain
untuk mencapai konfigurasi energi yang lebih rendah.
Ketika
peluruhan inti pertama kali diseldiki, hasil – hasil peluruhanya diberi nama
sinar -ℽ, partikel α, partikel –β- dan
partikel –β+. Kemudian barulah disadari bahwa hasil – hasil peluruhan ini
bukanlah wujud – wujud baru,tetapi bahwa sinar-ℽ adalah foton berenergi tinggi,
partikel α adalah inti helium,partikel β+ adalah electron dan partikel β-
adalah positron.
Dalam
berbagai reaksi, hukum – hukum kekekalan yang lazim seperti massa
energy,muatan,momentum linier dan sudut selalu berlaku. Tetapi, dalam peluruhan
ini, diperoleh bahwa berlaku pula hokum kekekalan nucleon, yaitu bahwa jumlah
nucleon sebelum dan setelah peluruhan haruslah sama.
Dalam
peluruhan alfa,sebuah partikel α dipancarkan dari sebuah inti. Oleh karena
sebuah partikel adalah sebuah inti helium, maka inti induknya kehilangan dua
proton dan netron.Oleh karena itu, nomor atom Z-nya berkurang sebanyak dua
satuan sedangkan nomor massa A-nya berkurang sebanyak empat satuan, sehingga
inti anak, D, dan induk P, merupakan unsur –unsur kimia yang
berbeda.
Dengan
adanya makalah ini, kami akan membahas lebih jelas mengenai terjadi pelurhan
alfa, peristiwa peluruhan alfa dan reaksi spontan tidak spontan pada pelurhan
alfa.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan Masalah yang muncul dalam makalah ini adalah
sebagai berikut :
1. Definisi Partikel Alfa dan Peluruhan Alfa
2. Bagaimana Peluruhan Alfa secara spontan dan energi kinetik partikel Alfa
3. Peristiwa atau contph dari Peluruhan Alfa
1.3 Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai
berikut :
1. Untuk mengetahui definisi Partikel Alfa
2. Untuk mengetahui definisi Peluruhan Alfa
3. Untuk mengetahui Peluruhan Alfa secara spontan dan energy kinetik
partikel Alfa
4. Dan mengetahui peristiwa terjadinya Peluruhan Alfa
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Definisi Partikel Alfa dan Peluruhan
Alpha
Pada
tahun 1896, Becquerel telah menemukan gejala radioaktivitas pada bahan
radioaktif alam. Curie dan Rutherfod menemukan bahan pemancar radiasi alfa. Struktur
nuklir pada ini mempresentasikan keadaan inti atau disebut juga sebagai
partikel alfa..[1]
Partikel
alfa adalah inti atom helium yang
bernomor atom 2 dan bernomor massa 4. Jenis inti yang memancarkan radiasi α
disebut inti pemancar α. Selain dipancarkan oleh inti radioaktif alam, misalnya
radium, uranium, dan torium, partikel αdapat juga dipancarkan oleh radionuklida
buatan, proses pemancaran partikel α oleh inti atomdisertai perubahanya inti
menjadi inti atom lain,ini disebut peluruhan alfa.[2]
Dalam
peluruhan alfa, sebuah inti tidak stabil meluruh menjadi dus inti ringan dan
sebuah partikel alfa (sebuah inti
), menurut reaksi hukum kekalan nucleon dan muatan maka : [3]
X dan X’ menyatakan
jenis inti yang berbeda. Contoh dari peluruhan alfa antara lain : [4]
2.2 Peluruhan Alfa
secara Spontan ,Energi Kinetik Partikel Alfa, dan Peristiwa Terobos Halang oleh
Partikel Alfa
Inti inti radioaktif tertentu secara spontan dapat
memancarkan partikel α. Secara eksperimen dapat diketahui bahwa partikel alfa
adalah inti atom helium yang memiliki nomor massa 4 dan nomor atom 2.[5]
Jenis peluruhan seperti ini membebaskan energi karena
inti hasil peluruhan terikat lebih erat dari pada inti semula. Energi yang
terbebaskan, yang muncul sebagai energi kinetik partikel alfa dan inti “anak”
X’, dapat dihitung dari massa semua inti yang terlibat pada persamaan di bawah
ini :[6]
Q =
[m(X) – m(X’) – m(α)]
dimana :
m(X) = massa inti induk
m(X’) = massa inti
turunan
m(α) = massa inti
helium
Q = energi desintegrasi
Untuk peluruhan
spontan, harus dipenuhi bahwa Q>0, maka :[7]
[m(X) – m(X’) – m(α) ]
> 0 atau m(X) > m(X’) + m(α)
Yang merupakan syarat
agar terjadi peluruhan alfa. Energi ysng dilepaskan disaat peluruhan disebut
sebagai energi desintegrasi yang disimbolkan dengan Q. Energi yang dilepaskan
ini berbentuk energi kinetik.[8]
Seperti yang kita lakukan pada perhitungan energy ikat,
dapat diperlihatkan bahwa massa electron saling menghapuskan. Jadi, kita dapat
menggunakan saja massa atom. Karena energi yang terbebaskan muncul sebagai
energi kinetik maka : [9]
Q = Kx’ + Kα
dengan anggapan kita
telah memilih suatu kerangka acuan dalam mana inti X diam, maka sesuai
dengan hukum kekekalan momentum, seperti pada persamaan dibawah ini :[10]
pα = px’
m(α)v(α) = m(x’) v(x’)
dari persamaan diatas
yaitu persamaan energy desintegrasi dan hukum kekelan momentum kita
eliminasikan, karena biasanya kita tidak mengamati inti anak dalam laboratorium
(sebuah partikel alfa dari dapat bergerak dalam suatu bahan relative lebih jauh
daripada suatu inti berat). Karena energy khas peluruhan partikel alfa adalah
beberapa MeV, maka energy kinetic alfa dan inti anak kecil dibandingkan
terhadap energy diam masing – masingnya. Karena m(α)
A dan m(x’)
maka : [11]
AKα = A-4 Kx’
Kα =
Kx’
Kx’ = Q maka : Kα =
Q
Peluruhan alfa merupakan salah satu contoh dari efek
terobos haling, yang dibahas dibuku krane Bab 5. Marilah kita bayangkan dua
neutron dan dua proton yang kebetulan berada didalam sebuah inti atom untuk
membentuk sebuah partikel alfa. Partikel alfa terikat dalam inti atom oleh gaya
inti. Begitu ia bergerak melewati jari – jari inti R, ia merasakan tolakan
coulomb dari inti anak. Energi potensial dalam situasi itu dapat dinyatakan
dalam gambar 9.11 dibuku fisika modern karangan krane. Tinggi potensial haling
dalam inti berat adalah 30 hingga 40 MeV, sedangkan partikel alfa 4 hingga 8
MeV. [12]
Probabilitas persatuan waktu
bagi partikel alfa untuk muncul
di laboratorium adalah probabilitas menerobos potensial halang dikalikan dengan
banyaknya partikel alfa menumbuk penghalang per detik dalam usahanya untuk
keluar, Jika partikel alfa bergerak dengan laju v di dalam sebuah inti
berjari – jari R, maka selang waktu yang diperlukannya untuk menumbuk
penghalang bolak – balik di dalam inti adalah 2R/v. Dalam inti berat R
6 fm, partikel α menumbuk “dinding” inti sebanyak
kali per detik.[13]
Dalam Bab 5 buku fisika modern karangan krane menjelaskan
bahwa probabilitas P untuk menerobos potensial penghalang setinggi V0
berbanding lurus dengan e yaitu P
, dengan L adalah jarak terobos, dan k =
. [14]
Walaupun penghalang “datar” dengan ketinggian V0 tidak merupakan
hampiran baik bagi penghalang, kita dapat mempelajari efek tinggi dan tebal
penghalang dengan meninjau transmisi melalui penghalang datar. Kita
memperkirakan bahwa probabilitas transmisi akan bergantung table penghalang dan
perbedaan antara tinggi penghalang dan energy partikel. Tinggi maksimum
penghalang
adalah energy Coulomb partikel
alfa pada permukaan inti atom,seperti pada persamaan dibawah ini : [15]
R adalah jari –jari inti
dan factor “2” pada pembilang datangnya dari muatan elektrik partikel alfa.
Selisih antara tinggi penghalang dan energi kinetik partikel bervariasi dari
-
pada permukaan inti atom hingga 0
pada jari – jari R’. Karena pada jarak R’ partikel alfa “ meninggalkan “
penghalang,maka kita akan mengambil nilai rata – rata ½(
-
) sebagai nilai wakil dari (
- E), yaitu tinggi penghalang “datar” diatas energy kinetic partikel.
Bagi ketebalan efektif L, kita akan pula mengambil nilai rata – rata ½(R
– R’). Karena pada jarak R’ energi potensial V = (1/4
)[2(Z – 2)
/R’ ] sama dengan energy kinetic partikel alfa,
, ketika ia berada jauh sekali dari inti atom maka :[16]
R’ =
/ 4
* 2(Z -2) /
Dengan demikian,
taksiran kasar bagi probabilitas peluruhan alfa adalah :
𝞴 = (v / 2R
dari perhitungan kasar ini tampak bahwa rentang usia paruh yang begitu
lebar bagi peluruhan alfa diakibatkan oleh efek terobos halang partikel alfa
berenergi tinggi menerobosi penghalang yang lebih sempit dan rendah sedangkan partikel
alfa berenergi rendah sebaliknya.[17]
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Peluruhan Alfa merupakan suatu fisi nuklir yang terpecah pada dua inti
induk, yaitu inti ringan dan partikel alfa .Pada peluruhan alfa ini adanya energy
yang terbebaskan,energy yang dibebaskan disebut dengan energy desintegrasi (Q).
Contoh peristiwa yang terjadi pada peluruhan alfa ini adalah potensial
terobos halang , dimana pada suatu inti terdiri dari 2 neutron dan 2 proton
untuk membuat partikel alfa, pada saat potensial halang tersebut peluruhan alfa
akan menumbuk dinding sebanyak
per detiknya dengan memancahkan
persamaan schrodinger.
3.2 Saran
Kesempurnaan hanya milik sang kuasa, pada pembuatan paper ini saya
kekurangan literature sehingga isi dari paper ini kurang menarik bagi pembaca ,untuk
selanjutnya kepada pembaca agar memberi saran untuk kekurangan dari paper
ini.terimkasih.
DAFTAR PUSTAKA
Krane, Kenneth. 1992. Fisika
Modern.Jakarta : UI Press
Purwoko.2009.Physics For Senior High
School.Jakarta : Yudhistira
Sarwoono, Djoko.1994.Fisika Inti Pendahuluan. Malang :
IKIP Malang
Wiyanto,Yusman.2009. Fisika Nuklir.
Yogyakarta : Pustaka Belajar
[2] Purwoko,Physics For Senior High
School,(Jakarta : Yudhistira,2009), h.380
[3] Kenneth Krane,Fisika Modern,(Jakarta
: UI Press, 1992), h.366
[4] Djoko Sarwoono, Fisika Inti
Pendahuluan, (Malang : IKIP Malang, 1994), h.43
[5] Op.cit
[6] Loc.cit
[7] Djoko Sarwoono, Fisika Inti
Pendahuluan, (Malang : IKIP Malang, 1994), h.43
[8] Ibid
[9] Kenneth Krane,Fisika Modern,(Jakarta
: UI Press, 1992), h.366
[10] Ibid
[11] Kenneth Krane,Fisika Modern,(Jakarta
: UI Press, 1992), h.367
[12] Ibid
[13] Ibid
[14] Kenneth Krane,Fisika Modern,(Jakarta
: UI Press, 1992), h.368
[15] Ibid
[16] Op.cit
[17] Op.cit
Comments
Post a Comment