1 / 96

FISIKA RADIASI

FISIKA RADIASI. BPTC-2014 Balai Diklat BAPETEN. TUJUAN. Memahami pengetahuan dasar tentang Fisika Radiasi yang menjadi landasan bagi pengetahuan lain yang berhubungan dengan pemanfaatan dan pengawasan tenaga nuklir. BAHASAN.

reed
Download Presentation

FISIKA RADIASI

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 RADIASI BPTC-2014 Balai Diklat BAPETEN

  2. TUJUAN Memahami pengetahuan dasar tentang Fisika Radiasi yang menjadi landasan bagi pengetahuan lain yang berhubungan dengan pemanfaatan dan pengawasan tenaga nuklir

  3. BAHASAN • proses terjadinya radiasi dari atom atau inti atom yang tidak stabil, • peluruhan inti atom yang tidak stabil, • interaksi radiasi bila mengenai materi termasuk terjadinya reaksi inti, • serta beberapa sumber radiasi baik sumber radiasi alam maupun sumber radiasi buatan

  4. Partikel : alfa (a), beta (b-), positron (b+) Foton : Gamma, X Klasifikasi Radiasi Inframerah Cahaya Tampak Ultraviolet

  5. Atom ? Atom adalah bagian terkecil materi yang masih memiliki sifat dasar materi tersebut. Atom mempunyai ukuran sekitar 10-8 cm atau 10-10 m atau 1 angstrom (=1 Ao).

  6. ATOM (lanjutan) Atom tersusun atas: • Proton yang bermuatan positif (+), • Neutron yang tidak bermuatan • Elektron yang bermuatan negatif (-)

  7. Inti Atom ? Inti atom adalah bagian dari atom yang terletak di tengah/di pusat atom, merupakan bagian dari atom yang memiliki massa terbesar dan berukuran sekitar 10-12 cm atau 10-4Ao. Hampir semua inti atom tersusun dari dua jenis partikel yang disebut proton dan neutron.

  8. ATOM (lanjutan) Proton dan neutron terikat bersama membetuk inti atom. Inti menentukan identitas unsur dan massa atom. Proton dan neutron mempunyai massa yang hampir sama. Proton merupakan partikel bermuatan sedangkan neutron tidak bermuatan.

  9. Proton • Proton ditemukan secara eksperimental oleh C.D. Anderson pada tahun 1932., sedang • massanya jauh lebuh besar : mp = 1,007287 sma = 1,6725 x 10-27 kg • Muatan proton = 1,6022 x 10-19 Coulomb

  10. Jumlah proton in an atom menentukan jenis unsur.

  11. Neutron • Neutron ditemukan oleh Chadwick pada tahun 1932. • mn = 1,008665 sma = 1,6748 x 10-27 kg • Tidak bermuatan • Sebagai partikel penyusun inti atom, proton dan neutron disebut pula neuklon

  12. Elektron • Elektron ditemukan pertamakali secara eksperimental oleh J. J. Thompson pada tahun 1897. • e = -1,6022 x 10-19 Coulomb • me = 0,000549 sma = 9,1091 x 10-31 kg

  13. Perbandingan Partikel Penyusun Atom

  14. Parameter Atomik • Bilangan Avogadro adalah bilangan yang menyatakan jumlah atom dalam satu gram atom atau jumlah molekul di dalam satu gram molekul zat. Bilangan avogadro lazim dituliskan dengan simbol NA, dimana : • NA = 6,023 X 1023 atom/gram atom = 6,023 X 1023 atom/gram molekul • Sehingga jumlah atom dari suatu unsur dengan massa m gram, dapat dinyatakan oleh rumus:

  15. Parameter Atomik (lanjutan) • satuan massa atom merupakan satuan yang lazim dipakai untuk menyatakan massa atom. • Satu mol zat mengandung 6,023 x 1023 molekul atau atom (bilangan Avogadro) • berat 1 mol zat dinyatakan dengan gram sama dengan berat molekul /atomnya. • massa atom 12C sebagai standar. Untuk 12C, 1 mol = 12 gram.

  16. Parameter Atomik (lanjutan)

  17. Latihan 1 Hitung massa atom 52Cr dalam gram, jika diketahui massa atomnya adalah 51,94051 sma.

  18. Kesetaraan Massa-Energi , jika v=0

  19. Latihan 2 Hitung energi elektron dalam eV jika massa elektron diketahui 9,109x10-31kg

  20. Inti Atom Elektron Lintasan Elektron Struktur Atom(model Bohr)

  21. Atom Bohr (lanjutan) • Elektron dalam orbital bergerak disekeliling inti dalam radius tetap tertentu. • Foton dipancarkan hanya bila elektron berpindah dari satu orbit ke orbit lain yang lebih rendah energinya.

  22. Energi Eksternal Sinar-X karakteristik Inti Atom Inti Atom Elektron Elektron Kulit K Kulit K Kulit L Kulit L Transisi Elektron

  23. K 2n2 L M N O Kulit Elektron

  24. Energi Ikat (Energi Ikat dalam eV)

  25. 110 100 90 80 70 60 Binding Energy (keV) 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Atomic Number (Z) Energi Ikat

  26. atom excited state electron orbitals energy energy nucleus ground state Eksitasi

  27. higher energy level excited electron energy normal energy level Eksitasi

  28. energy nucleus electron excited state Eksitasi

  29. Ionisasi Ionisasi elektron pada kulit terluar

  30. Ionisation Ionisasi elektron pada kulit K

  31. Simbol Atom A = nomor massa atom yang menyatakan jumlah proton dan neutron dalam inti atom. Z = nomor atom nuklida, yang menyatakan jumlah proton dalam inti atom. X = Nama atom

  32. Elektron Proton Neutron 1H2 Deuterium 1H3 Tritium 1H1 Hidrogen Beberapa Istilah dari Simbol Atom • Isotop, adalah nuklida – nuklida dengan nomor atom(Z) sama tetapi berbeda nomor massanya (A). Isotop – isotop memiliki jumlah proton yang sama di dalam intinya tetapi berbeda jumlah netronnya.

  33. Tetapi Jumlah neutron berbeda-beda Isotop Jumlah proton dan electrons tetap sama.

  34. Beberapa Istilah dari Simbol Atom • Isoton adalah nuklida – nuklida dengan jumlah neutron (N) yang sama tetapi berbeda nomor atomnya (Z).

  35. Beberapa Istilah dari Simbol Atom • Isobar adalah nuklida – nuklida dengan nomor massa (A) yang sama tetapi berbeda nomor atomnya (Z)

  36. Beberapa Istilah dari Simbol Atom • Isomer adalah nuklida-nuklida yang mempunyai nomor atom maupun nomor massa sama, tetapi mempunyai tingkat energi yang berbeda. • Inti atom yang memiliki tingkat energi lebih tinggi daripada tingkat energi dasarya biasanya diberi tanda asterisk (*) atau m

  37. Kestabilan Inti Atom Hubungan Jumlah Neutron dan Proton

  38. Kestabilan Inti Atom Secara umum, kestabilan inti-inti ringan terjadi bila jumlah protonnya sama dengan jumlah neutronnya, terlihat bahwa posisi nuklida berhimpit dengan garis N = Z, sedang kestabilan inti-inti berat terjadi bila jumlah neutron mendekati 1,5 kali jumlah protonnya.

  39. p Line of stability p n Inti yang Stabil gaya electrostatik gaya nuclear

  40. Kestabilan Inti Atom Proses perubahan atau transformasi inti atom yang tidak stabil menjadi atom yang stabil dinamakan peluruhan

  41. Peluruhan Alpha (a) • Peluruhan alfa dominan terjadi pada inti-inti tidak stabil yang relatif berat (nomor atom lebih besar dari 80). • dipancarkan partikel yang terdiri atas dua proton dan dua neutron, yang berarti mempunyai massa 4 sma dan muatan 2 muatan elementer positif. Partikel  secara simbolik dinyatakan dengan simbol • Radionuklida yang mengalami peluruhan akan kehilangan dua proton dan dua neutron serta membentuk nuklida baru

  42. Peluruhan Alpha (a) Peristiwa peluruhan  ini dapat dituliskan secara simbolik melalui reaksi inti sebagai berikut:

  43. Peluruhan Alpha (a) Pu239 →  U235 + a particle (He-4 nucleus)

  44. Sifat Radiasi Alfa • Daya ionisasi partikel alfa sangat besar, kurang lebih 100 kali daya ionisasi partikel  dan 10.000 kali daya ionisasi sinar . • Jarak jangkauan (tembus) nya sangat pendek, hanya beberapa mm udara, bergantung pada energinya. • Partikel  akan dibelokkan jika melewati medan magnet atau medan listrik. • Kecepatan partikel  bervariasi antara 1/100 hingga 1/10 kecepatan cahaya.

  45. Peluruhan Beta (b) • Peluruhan beta terjadi pada inti tidak stabil yang relatif ringan. Dalam peluruhan ini akan dipancarkan partikel beta yang mungkin bermuatan negatif (-) atau bermuatan positif (+). • peluruhan - terjadi bila nuklida tidak stabil berada di atas kurva kestabilan sedangkan peluruhan + terjadi bila nuklidanya berada di bawah kurva kestabilan.

  46. Peluruhan Beta (b) • Dalam proses peluruhan - terjadi perubahan neutron menjadi proton di dalam inti atom.

  47. Peluruhan Beta (b) proses peluruhan + terjadi perubahan proton menjadi neutron di dalam inti atom

  48. Sifat Radiasi Beta • Daya ionisasinya di udara 1/100 kali dari partikel  • Jarak jangkauannya lebih jauh daripada partikel , di udara dapat beberapa cm. • Kecepatan partikel  berkisar antara 1/100 hingga 99/100 kecepatan cahaya. • Karena sangat ringan, maka partikel  mudah sekali dihamburkan jika melewati medium. • Partikel  akan dibelokkan jika melewati medan magnet atau medan listrik.

  49. Peluruhan Gamma () • peluruhan gamma tidak menyebabkan perubahan nomor atom maupun nomor massa, karena radiasi yang dipancarkan dalam peluruhan ini berupa gelombang elektromagnetik (foton). • terjadi bila energi inti atom tidak berada pada keadaan dasar (ground state) (inti atom yang isomer) • Biasanya, peluruhan  ini mengikuti peluruhan  ataupun 

More Related