1 / 19

BASIC NUCLEAR PHYSICS

FISIKA NUKLIR. BASIC NUCLEAR PHYSICS. ATOM. SIFAT–SIFAT INTI. ATOM = INTI ATOM + ELEKTRON Bagian terkecil suatu materi yang masih memiliki sifat dasar materi tersebut. Lambang Inti Atom : A Z X N atau X-A dengan : X = jenis inti

alain
Download Presentation

BASIC NUCLEAR PHYSICS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FISIKA NUKLIR BASIC NUCLEAR PHYSICS

  2. ATOM

  3. SIFAT–SIFAT INTI. ATOM = INTI ATOM + ELEKTRON Bagian terkecil suatu materi yang masih memiliki sifat dasar materi tersebut.

  4. LambangInti Atom :A ZX Natau X-A dengan: X = jenisinti Z = nomor proton (Jumlah proton) A = nomormassa (Jumlahnukleon) N = (A-Z) = jumlah neutron Contohcaramenulis: 42He2, 147N7, 168O8atau4He, 14N, 16O atau He-4, N-14, O-16 isotop → sifatkimiasama (Zsama), sifatnuklirberbeda O-16, O-17, O-18 → isotop, Zsama (8) U-235, U-238 → isotop, Zsama (92) isoton → Nsama Isobar → A sama isomer → A, N, Zsama, tenagabeda, misal14N dan14N*

  5. Muatan • Proton mempunyai muatan positif, +e • Elektron mempunyai muatan negatif, -e • Neutron tidak bermuatan • Susah dideteksi • Muatan elementer (e )= 1.602 177 33 x 10-19 C

  6. Massa Inti(“1 + 1 ≠ 2”) • Masaintim≈ Zmp + Nmn • Satuanmassainti: • Karenamudahdiperolehdandimurnikansebagaistandar, secarainternasionaldisetujuidigunakanmassasatu atom isotop C-12 (6 proton, 6 neutron, 6 elektron) = 12 u (unified mass unit) • 1 mole atom C-12=12 gr=NA atom C-12 • 1 atom C-12=12/NAgr=12 u • Jadi 1 u = 1/NA=1.660 559 x 10-27 kg, Ingat: Bilangan Avogadro NA= 6,0221367 × 1023 mol-1

  7. Massa Inti • udisebutsatuanmassa atom (sma) • Massa proton mp = 1,0077276470 u • Massa neutron mn = 1,008 665 u • Massa elektronme = 0,00054857 u • Dari E = mc2 • me= 0,51099906 MeV/c2 =9,1093897× 10-31 kg. • mp = 938,27231 MeV/c2 =1,672631 × 10-27 kg. • 1 u = 931,494 MeV/c2atauMeV

  8. Ringkasanmassa

  9. Massa Inti massa neutron mn = 1,008 665 u, massa proton mp = 1,007 276 u → mn + mp= 2,015 941 u, 1 u = 931,5 MeV/c2 Inti-atom deuterium → deuteron, terdiridari 1 proton dan 1 neutron → md = 2,013 552 u<mn + mp mn + mp− md = 0,002 389 u = 2,225 MeV/c2 ≈ 0,2% mp → Energiikatinti deuteron Tenagaikatelektrondalam atom H 13,6 eV ≈ 0,003 % me Tenagaikatmolekulhidrogen (H2) 4 eV ≈ 0,0000004 % (mp + me)

  10. UKURAN INTI DAN ATOM: • Ukuranjerjariinti= 10-14- 10-15 m, femto meter (10-15 m)=1 Fermi • Ukuranjejari atom= 10-9- 10-10 m, nano meter(10-9 m),Angstrom(10-10 m) KERAPATAN INTI A/V~ tetap, A = jumlahnukleon, V = volume inti atom. Jikainti-atom berbentuk bola → V = (4π/3)R3 →R3 ~ A → R ~ A1/3 → rujiintiR = RoA1/3 → Ro= 1 - 4,5 fm (tergantungjeniseksperimen), biasadiambilRo= 1,2 × 10-15 m Ruji27Al R = 1,2 × 10-15 m × 271/3 = 3,6 × 10-15 m Ruji216Ra R = 1,2 × 10-15 m × 2161/3 = 7,2 × 10-15 m →dengan 8×jumlahnukleonruji216Ra 2×ruji27Al

  11. Rapatmassamateriinti ρm = m/V= (A × 1u)/(4π/3)R3 = (A × 1u)/(4π/3)Ro3A = (1u)/(4π/3)Ro3 ≈ (1,6×10-27 kg)/{4×(1,2×10-15)3} m3 = 2×1017 kg/m3 Jika volume inti V = 1 cm3, maka massa inti m = ρmV = 2 × 1017/ (1 × 106) kg = 2 × 1011 kg = 200 juta ton!!!

  12. EnergiIkatIntidanKonsepCacat Massa Mengapa Proton dan Neutron TerikatMembentukInti Atom ? Apa yang mengikat proton dan neutron ? Bagaimanadengangaya Coulomb antar proton? FAKTA : JUMLAH MASSA NUKLEON PADA KEADAAN BEBAS TIDAK SAMA DENGAN MASSA NUKLEON KETIKA MEMBENTUK INTI md < mn + mp

  13. Energi ikat (B=binding energy) Untuk inti-atom massa m dan tenaga ikat B berlaku m = Zmp + Nmn – B/c2 Dengan massa atom M = Zmp + Nmn + Zme – B/c2 B = (Zmp + Nmn + Zme – M)c2 B = {ZM(1H) + Nmn – M(AZXN)}c2 Contoh: B(4He) = 2M(1H) + 2mn – M(4He) = 28,30 MeV Defek massa korelasi dengan energi ikat inti. Perbedaan energi antara energi inti dengan energi penyusun inti (nukleon) disebut energi ikat. Juga bisa dipandang sebagai energi yang diperlukan untuk memisahkan inti menjadi proton dan neutron

  14. PERBEDAAN MASSA PENYUSUN INTI DAN INTI DISEBUT PENYUSUTAN MASSA ATAU CACAT MASSA atau DEFEK MASSA (AX) =(M(AX) – A)c2 , A=N+Z dalamsatuan u: M(AX) = A + Δ(AX) Contoh:  M(4He) = 4 + 2,424 MeV / (931,5 MeV/u) = 4,002 602 u B(4He) = 2M(1H) + 2mn – M(4He) = 2{AH + Δ(H)} + 2{AH + Δ(n)} – {AHe + Δ(He)} = 2{1 + Δ(H)} + 2{1 + Δ(n)} – {4 + Δ(He)} = 2 Δ(H) + 2 Δ(n) – Δ(He) = 2 × 7,289 MeV + 2 × 8,071 MeV – 2,424 MeV = 28,30 MeV

  15. Perbedaanantaraenergiintidenganenergipenyusuninti (nukleon) disebutenergiikat. Jugabisadipandangsebagaienergi yang diperlukanuntukmemisahkanintimenjadi proton dan neutron Tenagapemisahan (S) untukmelepassatu neutron (neutron separation energy) dari 4He → 3He + n S(4He → 3He + n) = M(32He) + mn – M(42He) = 20,58 MeV

  16. Massa intidapatdiperolehdarimassa atom Pada Tabel ada dua penyajian (dalam satuan u=sma): Massa atom Cacat massa atom

  17. Spin Inti dan Momen magnet spin • Proton atau neutron mempunyai spin intrinsik : 1/2 • Momentum angular orbit inti I(I+1) (I=bilangan kuantum spin inti, bulat atau ganjil) • p= gp Is N sedangkan n= gn Is N • Magneton Inti (satuan momen magnet spin inti) N=(eh)/(4mp)=5.05x10-27 J/T analogi dengan elektron B = 9.274 x 10-24 J/T • Momen Magnetik secara eksperimen proton 2.7928 n sedangkan neutron -1.9135 n

  18. Momentum Angular Spin Inti

  19. PR-1 • 1. Jelaskan bagaimana cara menentukan besarnya massa suatu atom • 2. Jelaskan bagaimana cara menentukan besarnya jejari inti atom • 3. Jelaskan bagaimana cara menentukan besarnya moment magnet inti atom (proton).

More Related