KIMIA INTI
-
Upload
sugar-apple -
Category
Documents
-
view
84 -
download
1
description
Transcript of KIMIA INTI
-
5/23/2018 KIMIA INTI
1/82
KIMIA INTI
Mahreni
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 1
-
5/23/2018 KIMIA INTI
2/82
Difinisi
Kimia inti adalah kajian mengenai perubahanperubahan dalam inti atom.
Perubahan inti melalui peluruhan dan transmutasi.
Peluruhan terjadi karena pemancaran partikel dasarsecara spontan. Contoh Polonium 210 meluruhspontan menjadi Timbal 206 dengan memancarkansinar
Transmutasi dihasilkan dari pem boman inti atom olehproton, netron atan inti lain contoh perubahanNitrogen 14 menjadi Karbon 14 dan hidrogen
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 2
-
5/23/2018 KIMIA INTI
3/82
Radiokimia: Mempelajari penggunaan teknik-teknik
kimia dalam mengkaji zat radio aktif dan pengaruhkimiawi dari radiasi zat radioaktif tersebut.
Radioaktivitas: Adalah penomena pemancaran dan atauradiasi elektromagnetik secara spontan oleh inti yangtidak stabil.
Nukleonadalah partikel partikel penyusun inti yaitu
proton dan netron. Nuklida adalah suatu unsur yang bersifat radioaktif
dengan simbol :
A adalah masa atom sama dengan jumlah proton+ netron
Z adalah nomer atom sama dengan jumlah elektron N = A-Z = Netron
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 3
-
5/23/2018 KIMIA INTI
4/82
Isotop: Kelompok nuklida yang
mempunyai nomer atom yang sama.
Isobar: Kelompok nuklida yangmempunyai nomer masa yang sama.
Isoton: Kelompok nuklida yang
mempunyai jumlah netron yang sama.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 4
-
5/23/2018 KIMIA INTI
5/82
Partikel dasar yang terlibat dalam reaksi inti
Nama Lambang Nomer
atom
Nomer
masa
Masa (sma)
Proton P 1 1 1,00728
Neutron N 0 1 1,00867
Elektron e -1 0 0,000549
Negatron B -1 0 0,000549
Positron B +1 0 0,000549
Partikel Alfa He/ 2 4 4,00150
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 5
Gelombang elektromagnetik yang terlibat dalam reaksi inti adalah sinar gamma ()
dengan muatan 0 dan masa =0.
-
5/23/2018 KIMIA INTI
6/82
Perbandingan reaksi kimia dan reaksi inti
No Reaksi kimia Reaksi inti
1 Susunan atom diubah dengan
cara pemutusan dan
pembentukan ikatan baru
Unsur atau isotop dari unsur yang
sama) diubah menjadi unsur lain
2 Hanya elektron dalam orbital
atao atau molekul yang terlibat di
dalam pemutusan danpembentukan ikatan baru
Melibatkan elektron, proton, neutron
dan partikel dasar lain terlibat dalam
reaksi inti.
3 Reaksi eksotermis atu endotermis
dengan energi kecil
Reaksi diiringi dengan penyerapan
atau pelepasan energi yang sangat
besar.
4 Laju reaksi dipengaruhi olehkonsentrasi pereaksi, suhu,
tekanan dan katalis
Laju reaksi tidak dipengaruhi olehsuhu, tekanan atau katalis.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 6
-
5/23/2018 KIMIA INTI
7/82
Aturan dalam reaksi inti
Kekekalan nomer masa.Jumlah total proton dan netrondalam inti yang baru harus sama dengan jumlah proton dannetron inti lama.
Kekekalan nomer atom. Jumlah total muatan inti dalam
produk sama dengan jumlah total muatan inti reaktan. Inti yang berada diluar pita kestabilan akan meluruh
menuju perbandingan netron/proton yang berada padapita kestabilan.
Inti yang berada diluar pita kestabilan harus kehilangan
proton atau pertambahan netron agar perbandingannetron/proton masuk ke dalam nilai di dalam pitakestabilan.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 7
-
5/23/2018 KIMIA INTI
8/82
Contoh peluruhan radio aktif
Karbon (C14) akan meluruh menjadi N14
dengan memancarkan sinar karena
prosesnya mengubah netron menjadi proton
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 8
-
5/23/2018 KIMIA INTI
9/82
Contoh lain
Inti yang berada diatas pita kestabilan adalah
Iodida. Cara untuk menuju ke perbandingan
n/p yang nilainya masuk dalam pita kestabilan
adalah Iodida dengan memancarkan sebuah
neutron.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 9
-
5/23/2018 KIMIA INTI
10/82
Unsur dibawah pita kestabilan
Inti atom dari unsur yang berada dibawah pita kestabilan
dapat stabil melalui dua cara yaitu:
Pertama dengan pemancaran positron (suatu partikel yang
mempunyai masa yang sama dengan elektron tetapi
bermuatan positif). Positron adalah inti yang mengubah
proton menjadi neutron. Simbol dari positron adalah
: Proton menjadi netron dan positron.
Kedua dengan cara penangkapan elektron.
Penangkapan elektron terjadi pada kulit K dan bertemu
dengan proton menghasilkan netron.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 10
-
5/23/2018 KIMIA INTI
11/82
Penangkapan elektron K
Elektron jatuh dari energi yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, maka
energi akan dipancarkan dalam bentuk radiasi elektromagnetik (dalam
contoh ini dalam spektrum sinar X).
Untuk unsur yang mempunyai nomor atom >83 sekitar akhir dari pita
kestabilan tidak ada jalan untuk menuju ke kondisi stabil sebagai akibatnya
harus kehilangan proton dan netron dalam bentuk sinar alfa karena setiappemancaran sinar alfa akan menghilangkan 2 proton dan 2 netron sekaligus.
Contoh tipe peluruhan Uranium.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 11
-
5/23/2018 KIMIA INTI
12/82
Fisi
Transformasi inti yang terjadi pada unsur beratialah Fisi.
Inti membelah menjadi beberapa bagian yang
lebih ringan dan hasil pembelahan banyakyang berada di luar pita kestabilan sehinggabersifat radioaktif.
Inti kecil hasil fisi jika tidak stabil dapatmengalami tipe peluruhan yang sederhanauntuk membentuk inti yang stabil.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 12
-
5/23/2018 KIMIA INTI
13/82
Pita kestabilan
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 13
-
5/23/2018 KIMIA INTI
14/82
Kestabilan inti
Stabilitas inti (inti stabil dan inti tidak stabil atau inti radioaktif)dapat diramalkan menggunakan persamaan empiris.
Semua inti yang mempunyai proton >83 tidak stabil.
Inti yang mempunyai jumlah proton genap dan netron genap lebihstabil dibandingkan dengan inti yang mempunyai jumlah proton
ganjil dan netron ganjil. Bilangan sakti (magic number). Nuklida yang mempunyai proton
dan netron sebanyak bilangan sakti umumnya lebih stabil terhadapreaksi inti dan peluruhan radio aktif.
Bilangan sakti netron: 2, 8, 20,28, 50, 82, 126
Bilangan sakti proton: 2, 8, 20,28, 50, 82. Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan jumlah proton dan netron.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 14
-
5/23/2018 KIMIA INTI
15/82
Pita kestabilan
Setiap unsur yang nomer atomya >83 bersifatradioaktif dan tidak mempunyai isotop yang stabil.
Sebaliknya semua atom yang lebih ringan kecualiTeknetium (Z=43) dan Prometium (Z=61) mempunyaisatu atau lebih isotop non radioaktif atau stabil.
Setiap isotop radioaktif aktif mengalami transformasiinti yang berakhir menjadi inti stabil.
Kadang kadang proses stabilisasi berlangsung hanyasatu tingkat, ada yang melalui sederetan reaksisehingga menjadi inti yang stabil.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 15
-
5/23/2018 KIMIA INTI
16/82
Grafik kestabilan inti
Apabila dibuat grafik jumlah proton pada sumbu X danjumlah neutron sebagai sumbu Y, maka didapatkan untukinti yang stabil berada diatas grafik (n/p =1). Dalam pitayang sempit.
Pita tersebut disebut pita kestabilan.
Inti yang stabil dengan nomer atom rendah 20 selalu mempunyaijumlah netron >jumlah proton sampai dengan 1,5 pada
ujung atas pita kestabilan. Inti yang berada diluar pita kestabilan adalah inti yang tidak
stabil dan meluruh untuk mencapai jumlah netron danproton yang sama.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 16
-
5/23/2018 KIMIA INTI
17/82
Fenomena yang berhubungan dengan stabilitas inti
atom
Inti yang mempunyai jumlah proton dan netron genap lebih stabil dibandingkan
dengan inti yang mempunyai jumlah proton dan netron ganjil.
Contohnya isotop stabil sebanyak 157, hanya 5 nuklida stabil yang mempunyai
jumlah proton dan netron ganjil.
Dalam inti stabil proton cenderung berpasangan dengan netrom seperti elektron
yang berpasangan dalam lintasan atom.
Nuklida yang jumlah proton dan netron hampir sama menghasilkan inti stabil.
Atom yang mempunyai perbandingan spesifik dari proton dan netron. Contohnya
adalah unsur unsur
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 17
;
-
5/23/2018 KIMIA INTI
18/82
Transformasi inti
Transformasi inti adalah reaksi inti dimanapartikel yang ditembakkan diabsorbsi danmenyebabkan inti berubah menjadi inti dari
unsur yang lain. Contoh transformasi inti:
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 18
-
5/23/2018 KIMIA INTI
19/82
Radiasi
Radiasi adalah suatu emisi (pancaran) dan perambatan energi
melalui materi atau ruang dalam bentuk gelombang
elektromagnetik dan atau partikel
Radiasi terjadi karena
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 19
http://ueu201232177.student.esaunggul.ac.id/files/2012/12/1.jpghttp://ueu201232177.student.esaunggul.ac.id/files/2012/12/1.jpg -
5/23/2018 KIMIA INTI
20/82
PELURUHAN ZAT RADIOAKTIF
Adalah nuklida tidak stabil (radionuklida)
menjadi stabil dengan memancarkan radiasi
alpha (), beta () atau gamma ()
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 20
-
5/23/2018 KIMIA INTI
21/82
1. Peluruhan alpha
Adalah peluruhan nuklida tidak stabil
menjadi lebih stabil dengan
memancarkan partikel alpha yang identik
dengan inti atom Helium. =2He
4
muatan : + 2 muatan elementer
massa : 4 sma
Contoh : 90Th230>
88Ra226 +
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 21
-
5/23/2018 KIMIA INTI
22/82
2. Peluruhan beta
Adalah perubahan nuklida tidak stabilmenjadi lebih stabil denganmemancarkan partikel beta.
+
= +1e
0
- = -1e
0
muatan : + ataumuatan elementer
massa : 0
contoh : 4Be
11 > 5Be11+ +
6C10 > 5C
10 + -
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 22
-
5/23/2018 KIMIA INTI
23/82
3. Peluruhan gamma
Perubahan nuklida tidak stabil menjadilebih stabil dengan memancarkan
radiasi gamma yang merupakan
gelombang elektromagnetik. Muatan :0
Massa :0
Contoh:
56Ba137*> 56Ba
137+
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 23
-
5/23/2018 KIMIA INTI
24/82
DAYA TEMBUS
Daya Tembus : < b <
Daya ionisasi : > b >
> dpt ditahan oleh lapisan kulit
dpt ditahan selembar kertas
> dpt ditahan papan kayu atau Al
> dpt menembus & merusak organ
dpt ditahan oleh beberapa cm Pb
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 24
-
5/23/2018 KIMIA INTI
25/82
AKTIVASI RADIASI
Adalah jumlah peluruhan per satuan waktumenunjukkan jumlah radionuklida yang tidakstabil berubah menjadi nuklida stabil dalamsatu detik
Satuan:
Currie (Ci) satuan lama Bequerrel (Bq) satuan baru (SI)
1 Ci = 3,7 1010Bq atau
1 Ci = 3,7 104Bq = 37.000 Bq
1 Bq = 1 peluruhan per detik
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 25
-
5/23/2018 KIMIA INTI
26/82
AKTIVITAS RADIASI
Aktivitas radioaktif didefinisikan sebagai jumlah atomsuatu bahan radioaktif yang meluruh per satuanwaktu. Dapat dirumuskan :
A= dN / dt
Dengan N adalah jumlah inti radioaktif dan t adalahwaktu peluruhan. Berdasarkan eksperimen,menunjukkan bahwa jumlah inti atom radioisotopyang meluruh sebanding dengan selangwaktu dt selama peluruhan, dengan tetapankesebandingan , yang dinamakan tetapan radioaktif
sebagai ukuran laju peluruhan, yang ternyata hanyatergantung pada jenis radioisotop, dan tidaktergantung keadaan sekitarnya, serta tidak dapatdipengaruhi oleh apapun. Sehingga, peluruhanradioaktif dapat dituliskan dalam persamaan:
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 26
-
5/23/2018 KIMIA INTI
27/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 27
-
5/23/2018 KIMIA INTI
28/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 28
-
5/23/2018 KIMIA INTI
29/82
WAKTU PARUH
Waktu paruh adalah waktu yag diperlukan olehzat radioaktif untuk berkurang menjadi separuh
(setengah) dari jumlah semula. Dengan
mengetahui waktu paruh suatu unsur radioaktif,
dapat ditentukan jumlah unsur yang masih
tersisa setelah selang waktu tertentu. Setiap
unsur radioaktif mempunyai waktu paruh
tertentu, misalnya karbon -14 (C-14) memiliki
waktu paruh 5.730 tahun.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 29
-
5/23/2018 KIMIA INTI
30/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 30
-
5/23/2018 KIMIA INTI
31/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 31
-
5/23/2018 KIMIA INTI
32/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 32
-
5/23/2018 KIMIA INTI
33/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 33
-
5/23/2018 KIMIA INTI
34/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 34
-
5/23/2018 KIMIA INTI
35/82
Contoh persoalan aktivasi radiasi
Suatu radionuklida mempunyai konstantapeluruhan ( ) 0,3465 per tahun. Bila aktivitasnya
pada 1 Juni 1995 adalah 200 Bq, berapakahaktivitasnya pada 1 Juni 1999 ?
Jawab : Waktu paruh radionuklida ( T) =0,693/0,3465 = 2 tahun. Selang waktu peluruhan
= 4 tahun atau dua kali waktu paruh (n =2).Dengan menggunakan tabel ataupun rumusmaka aktivitasnya adalah = x 200 Bq = 50 Bq.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 35
-
5/23/2018 KIMIA INTI
36/82
Yang menunjukkan penurunaneksponensial terhadap waktu
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 36
-
5/23/2018 KIMIA INTI
37/82
DOSIS SERAP Suatu ukuran untuk menyatakan sejauh mana materi telah dikenai radiasi
ionisasi disebut dosis. Dosis Serap menyatakan energi per satuan massayang diserap oleh materi akibat radiasi tersebut. Besarnya dosis serapdapat dirumuskan:
D = E/m
Dengan D adalah dosis serap, E menyatakan besarnya energi yangdiberikan oleh radiasi pengion, dan m adalah massa yang menyerap energitersebut. Dalam satuan SI, dosis serap dinyatakan dalam Gray (Gy), yaitudosis terserap bila energi per satuan massa yang diberikan pada materioleh radiasi ionisasi memiliki nilai 1 joule per kilogram. Satuan terdahuluadalah rad (rd), yang nilainya setara dengan 10-2Gy. Dosis maksimum yang
diizinkan (maximum permissible dose) adalah batas atas dosis terserapyang boleh diterima manusia atau anggota tubuh dalam selang waktutertentu, yang dianjurkan oleh Dewan Internasional untuk PerlindunganRadiologi (International Comission on RadiologicalProtection).
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 37
-
5/23/2018 KIMIA INTI
38/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 38
-
5/23/2018 KIMIA INTI
39/82
Tiga jenis radiasi
Radiasi Partikel Bermuatan : alpha; beta;
proton; elektron.
Radiasi Partikel tidak Bermuatan : neutron.
Radiasi Gelombang Elektromagnetik : sinar-X
dan sinar Gamma
: radiasi pengion kuat
: radiasi pengion sedang
gamma dan sinar-X : radiasi pengion lemah
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 39
-
5/23/2018 KIMIA INTI
40/82
Partikel bermuatan
Alpha
Ionisasi
Eksitasi Reaksi inti
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 skematikreaksi inti dapat digambarkan:
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 40
-
5/23/2018 KIMIA INTI
41/82
Pada reaksi inti ini terjadi perubahan unsur karenaditumbuk zarah nuklir atau zarah radioaktif yang dapatdinyatakan oleh persamaan reaksi:
A+ a> B + b +Q (11.13)
atau A (a, b) B
dengan A adalah unsur semula, B adalah unsur yangterjadi, a dan badalah zarah yang ditumbukkan dan yangterpental, dan Q adalah energi panas yang mungkin
timbul dalam reaksi inti tersebut. Apabila b = a, dan B = A,maka pada reaksi tersebut adalah hamburan. Misalnya:
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 41
-
5/23/2018 KIMIA INTI
42/82
26Mg +p 26Mg +p +
denganp adalah proton. Dalam hal ini, hamburannyatidak elastis dengan energi kinetik proton yangterdisipasi untuk mengeksitasi inti Mg yang pada
deeksitasinya mengeluarkan sinar gamma. Pada reaksiinti berlaku hukum:
a. kekekalan momentum linier dan momentum sudut,
b. kekekalan energi,
c. kekekalan jumlah muatan (nomor atom),
d. kekekalan jumlah nukleon (nomor massa).
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 42
-
5/23/2018 KIMIA INTI
43/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 43
-
5/23/2018 KIMIA INTI
44/82
Perluasan tabel periodik
Unsur alam yang paling berat adalah Uranium.
Unsur dengan nomer atom Z=92 dibuat secara
artifisial dengan penembakan inti ringan
dengan proton, partikel alfa, dan ion positif
dari periode kedua.
Dengan naiknya nomer atom dari unsur
buatan waktu parohnya menjadi lebih pendeksehingga sangat tidak stabil (mudah meluruh).
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 44
-
5/23/2018 KIMIA INTI
45/82
Beberapa unsur yang dihasilkan dari
akselerasi partikel
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 45
-
5/23/2018 KIMIA INTI
46/82
Pemberian nama unsur dengan nomor atom besar
Semua unsur mempunyai akhiran ium.
Nama tersebut dibuat dengan akar angka
sebagai berikut:
0=nil; 1=un; 2=bi; 3=tri; 4=quad; 5= pent; 6=
heks; 7=sept; 8=okt; 9=enn
Simbol terdiri dari tiga kata berasal dari akar
angka diatas . Contoh: Unsur dengan nomer
atom=104. Unnilquadium = Unq
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 46
-
5/23/2018 KIMIA INTI
47/82
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 47
-
5/23/2018 KIMIA INTI
48/82
Energi ikatan inti
Inti terdiri dari proton dan neutron. Proton dan neutron berikatan sangat kuat sehingga untuk memisahkan
proton dan neutron memerlukan energi yang sangat kuat.
Sebaliknya untuk menggabungkan proton dan neutron membentuk inti atomakan menghasilkan energi yang sangat besar.
Rumus Ensrein menunjukkan bahwa apabila massa berubah menjadi energimaka energi yang ditimbulkan sebesar E=mc2.
Sewaktu inti terbentuk sejumlah masa akan berubah menjadi energi yangdibebaskan sewaktu inti atom terbentuk. Dengan perkataan lain ada sebagianmasa yang berubah menjadi energi sehingga msa yang sebenarnya dari inti 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
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 71
http://wapedia.mobi/id/Plutoniumhttp://wapedia.mobi/id/Uraniumhttp://wapedia.mobi/id/Plutoniumhttp://wapedia.mobi/id/Uraniumhttp://wapedia.mobi/id/Uraniumhttp://wapedia.mobi/id/Plutonium -
5/23/2018 KIMIA INTI
72/82
b. Reaksi fusi fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses
saat duainti atombergabung, membentuk inti atomyang lebih besar dan melepaskan energi.Fusi nuklir
adalah sumberenergi yangmenyebabkan bintangbersinar, dan Bom Hidrogenmeledak.
Senjata nukliradalah senjata yang menggunakanprinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir. Unsur yang
sering digunakan dalam reaksi fusi nukliradalah Lithiumdan Hidrogen(terutama Lithium-6,Deuterium, Tritium).
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 72
http://id.wikipedia.org/wiki/Inti_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inti_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Bintanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Bintanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Senjata_nuklirhttp://wapedia.mobi/id/Lithiumhttp://wapedia.mobi/id/Hidrogenhttp://wapedia.mobi/id/Lithiumhttp://wapedia.mobi/id/Hidrogenhttp://wapedia.mobi/id/Hidrogenhttp://wapedia.mobi/id/Lithiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Senjata_nuklirhttp://id.wikipedia.org/wiki/Senjata_nuklirhttp://id.wikipedia.org/wiki/Senjata_nuklirhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bintanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Inti_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inti_atomhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inti_atom -
5/23/2018 KIMIA INTI
73/82
Reaksi fusi deuterium-tritium(D-T) dipertimbangkansebagai prosesyang paling menjanjikan dalammemproduksi tenaga fusi.
A. Radiokimia
Radiokimia mempelajari penggunaan teknik-teknikkimia dalam mengkaji zat radioaktif dan pengaruhkimiawi dari radiasi zat radioaktif tersebut.
Aplikasi radiokimia
a) Fisi inti:
1. Bom Atom
2. Reaktor Nuklir
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 73
http://id.wikipedia.org/wiki/Deuteriumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tritiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_fusihttp://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_fusihttp://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_fusihttp://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_fusihttp://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_fusihttp://id.wikipedia.org/wiki/Tritiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Deuterium -
5/23/2018 KIMIA INTI
74/82
Bom atom Penerapan pertamakali fisi inti ialah dalam pengembangan bom atom. Faktor
krusial dalam rancangan bom ini adalah penentuan massa kritis untuk bom itu.Satu bom atom yang kecil setara dengan 20.000 ton TNT. Massa kritis suatu bomatom biasanya dibentuk dengan menggunakan bahan peledak konvensionalseperti TNT tersebut, untuk memaksa bagian-bagian terfisikan menjadi bersatu.
Bahan yang pertama diledakkan adalah TNT, sehingga ledakan akan mendorong
bagian-bagian yang terfisikan untuk bersama-sama membentuk jumlah yang lebihbesar dibandingkan massa kritis.
Uranium-235 adalah bahan terfisikan dalam bom yang dijatuhkan di Hiroshima danplutonium-239 digunakan dalam bom yang meledak di Nagasaki.
Ledakan bom menyebabkan kawah degan lebar 300m & kedalaman 100m
- Radius kerusakan total = 10 km
- Radius kematian = 40 km
- Perusakan oleh radioaktif tidak akan habis
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 74
-
5/23/2018 KIMIA INTI
75/82
2. Reaktor Nuklir Suatu penerapan damai tetapi kontroversial dari fisi inti adalah
pembangkitan listrik menggunakan kalor yang dihasilkan dari reaksi rantaiterbatas yang dilakukan dalam suatu reaktor nuklir.
Reaktor nuklir adalah suatu tempat dimana reaksi pembelahan (fision)nuklida terjadi secara terkendaliberlangsung. Reaktor nuklir ini dapat
dimanfaatkan energi nuklir sehingga disebut reaktor termal. Komponen reaktor nuklir:
1). Bahan bakar
2). Moderator
3). Reflektor
4). Bahan pengendali 5). Pendingin
6). Perisai
7). Pemindah panas
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 75
-
5/23/2018 KIMIA INTI
76/82
Ket : 1). Bahan Bakar : isotop radioaktif yang dapat melakukan reaksi
pembelahan seperti: U-233, U-239, dan U-235. Bahan bakar yangdigunakan berwujud padat dan dalam bentuk senyawa UO2. Bahanbakar ini ditembaki neutron dengan kecepatan tinggi sehinggaterjadi pembelahan:
2). Moderator : adalah atom-atom yang terdapat dalam bahanuntuk memperlambat neutron cepat sampai mencapai tingkatenergi yang terendah.
Moderator memilki sifat-sifat:
- pada tiap tumbukan neutron akan kehilangan energi yang besar
- penampang penyerapan yang rendah - penampang penghamburan yang tinggi
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 76
-
5/23/2018 KIMIA INTI
77/82
3). Reflektor adalah suatu bahan yang dapat memantulkan neutron yangdihamburkan keluar ke reaktor kembali. Bahan reflektor : air berat,(D2O),grafit, berilium, dan berilium oksida (BaO).
4). Bahan pengendali : bahan pemgendali reaksi fisi, bersifat menyerapneutronsehingga reaksi berantai dapat dikendali bahkan dapt dihentikan.
Syarat-syarat pengendali:
- dapat menyerap neutron dengan mudah - mempunyai kekuatan mekanik yang cukup
- mempunyai massa rendah , agar dapat bergerak dengan cepat
- tahan korosi
- stabil dalam radiasi maupun suhu tinggi
- dapat memindahkan panas dengan baik
Bahan tersebut terbuat dari paduan logam kadmium atau borium,B4Cd,paduan boron dengan aluminium(boral), boron baja, logam kadmiumdengan perak dan indium.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 77
-
5/23/2018 KIMIA INTI
78/82
5). Pendingin : untuk mendinginkan bahan bakar atau reaktor. Sifat-sifat bahan pendingin:
- mempunyai penyerapan neutron yang rendah
- dapat memindahkan panas dengan baik
- mudah dipompakan
- mempunyai titik beku yang rendah dan titik didih yang tinggi - stabil terhadap radiasi maupun suhu tinggi
- tidak korosif
- aman dalam penanganan
- tidak peka terhadap keradioaktifan
Bahan pendingin yang digunakan :
- berwujud gas : udara, gas helium , CO2dan uap air
- berwujud cair : air (H2O), air berat (D2O), logam cair seperti Na dan NaK
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 78
-
5/23/2018 KIMIA INTI
79/82
6). Bahan perisai adalah suatu bahan untuk melindungi bejanareaktor terhadap daerah sekelilingnya yang banyak radiasi.
Syarat bahan perisai :
- dapat memperlambat neutron
- dapat menyerap neutron
- dapat menyerap radiasi sinar gamma karena memiliki daya tembusyang sangat besar.
Jenis. Bahan yang digunakan :
- Air (H2O)
- Beton, yang dicampuridengan bahan lain misalnya barit (B(OH)2
- Logam, misalnya logam besi (Fe), timbal (Pb), Bismut (Bi) , aliaseboral (borium aluminium)
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 79
-
5/23/2018 KIMIA INTI
80/82
7). Pemindah panas : berfungsi untuk memindahkan energiyang dihasilkan dari reaksi fisi menjadi energi yang dapatdimanfaatkan
Ada 3 jenis reaktor nuklir yang dikenal, yaitu:
- Reaktor air ringan. Menggunakan air ringan (H2O) sebagaimoderator (zat yang dapat mengurangi energi kinetikneutron).
- Reaktor air berat. Menggunakan D2O sebagai moderator.
- Reaktor Pembiak (Breeder Reactor). Menggunakan bahan
bakar uranium, tetapi tidak seperti reaktor nuklirkonvensional, reaktor ini menghasilkan bahan terfisikanlebih banyak daripada yang digunakan.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 80
-
5/23/2018 KIMIA INTI
81/82
Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut(untuk mengikuti unsur dalam suatu prosesyang menyangkut senyawa atau sekelompoksenyawa) dan sebagai sumber radiasi /sumbersinar.
Radioisotop digunakan sebagai perunut :
Isotop suatu unsur tertentu, radioaktif atau
tdk, mempunyai tingkah laku yang samadalam proses kimia & fisika.
Kimia Inti (Kmia dasar 2) 81
-
5/23/2018 KIMIA INTI
82/82
Radioisotop yang banyak digunakan sebagai sumber radiasi: a. Dalam bidang kedolkteran :
Co-60 digunakan sebagai sumber sinar gamma untuk terapi tumordan kanker.
P-32 digunakan untuk mengobati leukemia.
Co-60 dan Cs-137 digunakan dalam sterilisasi.
Ra-226 dugunakan untuk terapi kanker
b. Bidang industri
Sinar gamma yang dihasilkan oleh beberapa radioisotope digunakan untukmemeriksa cacat pada logam atau sambungan las, pengawetan kayu danbarang-barang seni, mengontrol ketebalan bahan
c. Bidang pertanian Radiasi-radiasi yang dihasilkan oleh beberapa radioisotope digunakan
untuk membasmi hama dan dalam pemuliaan tanaman, penyimpananmakanan.