Dokumen tersebut membahas tentang reaksi inti dan peluruhan inti, termasuk definisi reaksi inti, kekekalan energi dan momentum pada reaksi inti, harga Q reaksi, energi ambang, dan contoh perhitungan peluruhan inti uranium-238 menjadi thorium-234 melalui peluruhan partikel alfa.

1. Pendahuluan Fisika Inti
La Tahang
 Reaksi Inti
12/6/2011 1

2. Reaksi Inti
(Nuclear Reactions)
Struktur inti dapat diubah dengan menembak
(bombarding) inti partikel energetik (energetic
particles)
 Perubahan ini disebut nuclear reactions
Sebagaimana pada peluruhan inti, nomor atom
dan nomor massa pada kedua ruas persamaan
harus setimbang
12/6/2011 2

3. Reaksi Inti
Manakah di antara reaksi di bawah ini yang mungkin ?
(a) dan (b). Reaksi Inti, karena (a) dan (b) keduanya memenuhi
kekekalan muatan dan kekekalan nomor massa
Reaksi (c) tidak memenuhi kekekalan nomor massa, nomor massa
sebelum reaksi, dan setelah reaksi 223.
12/6/2011 3

4. Kekekalan Energi Pada Reaksi Inti
Suatu reaksi Inti dapat dinyataka dengan skema berikut :
x X Y y
Diasumsikan x dan X terpisah cukup jauh dan tidak ada
interaksi gaya. Jadi sytem tidak mempunyai energi
potensial.
x = partikel datang, X = inti target, massa diam x dan X
masing-masing mx dan MX dan energi kinetiknya masing-
masing Kx dan KX.
Energi awal system tersebut adalah :
Ei Kx mx c 2 KX M X c2

5. Kekekalan Energi Reaksi Inti
Dengan cara identik, energi akhir reaksi, Ef system
adalah :
Ef KY MY c2 Ky my c 2
Karena tidak ada energy eksternal yang bekerja pada
sistem ini, maka energi akhir harus sama dengan energi
awal, yaitu :
Ef Ei
KY MY c2 Ky my c 2 Kx mx c 2 KX M X c2
Persamaan ini dapat dituliskan sebagai :
(K Y K y ) (K X Kx ) (M X mx )c 2 (M Y my )c 2

6. Harga Q Reaksi Inti
Persamaan di atas mengindikasikan bahwa kenaikan
energi kinetik sama dengan penurunan energi
massa-diam (rest-mass energy). Perubahan netto
energi kinetik ini dinamakan energi disintegrasi
(disintegrasi energy) atau Harga Q (Q-value) dari reaksi
inti.
Q ( KY K y ) (K X Kx )
energi kinetik akhir - energi kinetik awal
Q value juga sama dengan perubahan energi massa-
diam, yaitu :
Q (M X mx ) c 2 ( M Y m y )c 2
Energirest mass awal - Energirest mass akhir

7. Harga Q ( Q Values)
Energy must also be conserved in nuclear reactions
The energy required to balance a nuclear reaction is
called the Q value of the reaction
 An exothermic reaction
There is a mass “loss” in the reaction
There is a release of energy
Q is positive
 An endothermic reaction
There is a “gain” of mass in the reaction
Energy is needed, in the form of kinetic energy of the incoming
particles
Q is negative
12/6/2011 7

8. Contoh: Reaksi Inti
Tentukan hasil/produk dari raksi inti :
7 4
3 Li 2 He ? n
Tentukan harga Q reaksi inti tersebut !
12/6/2011 8

9. Penyelesaian :
7 4 X
3 Li 2 He Y ? n
Agar supaya reaksi setimbang, jumlah total
Diketahui : nukleon (A) pada kedua ruas sama. Jumlah
proton Z juga harus sama.
Reaksi inti
Jumlah nukleon (A): 7 4 X 1 X 10
Jumlah proton (Z): 3 2 Y 0 Y 5
Maka, diperoleh inti B (Boron), sehingga reaksi menjadi :
7 4 10 1
Tentukan : 3 Li 2 He 5 B 0 n
Q=?
Maka harga Q reaksi adalah :
Q m c2 m7 Li m4 He m10 B mn c2 2.79MeV
12/6/2011 9

10. Energi Ambang (Threshold Energy)
Agar supaya memenuhi kekekalan momentum dan energi, partikel
yang datang harus mempunyai energi kinetik minimal, yang disebut
energi ambang (threshold energy)
m
KEmin 1 Q
M
 m, massa partikel yang datang
 M ,massa partikel target
Apabila energi ambang lebih kecil dari energi ambang, maka reaksi
inti tidak dapat terjadi
12/6/2011 10

11. Peluruhan Uranium-238 menjadi Thorium-235 dapat
memenuhi reaksi sebagai berikut :
 Buktikan bahwa pada peluruhan partikel Alfa spontan
harus dipenuhi :
dimana mp = massa inti induk, md =
massa inti anak, dan = massa partikel alfa
 Hitunglah energi yang dibebaskan pada peluruhan alfa di atas
(Diket : m(U-238) = 238,050786 u, m(Th-234) =
234,043583 u, = 4,002603 u ,
1 u = 932,5 Mev/c2)