NUCLEAR PROPERTIES
description
Transcript of NUCLEAR PROPERTIES
NUCLEAR PROPERTIES
Massa Inti
• Massa inti ataupun atom biasanya dituliskan dalam atomic mass unit (amu atau u) atau bisa juga dalam ekivalen energi
• Unit massa didefinisikan sebagai massa satu atom 12C yaitu 12,0000 … u
• Untuk memudahkan biasanya massa atom digunakan daripada massa inti atom namun saat diperlukan massa inti dapat dihitung dari
mnuclc2 = Matomicc2 – [Zm0c2 + Be(Z)]
• Dimana m0 adalah rest mass dari elektron dan Be(Z) adalah energi ikat total semua elektron dalam atom
• Be(Z) dapat diperkirakan berdasarkan model atom Thomas-Fermi
Be(Z) = 15,73Z7/3 eV
• Karena nilai Be(Z) umumnya sangat kecil dibanding massa inti dan elektron maka faktor dapat diabaikan dalam perhitungan
Contoh Perhitungan
• Misalkan reaksi peluruhan - dari 14C:14C 14N+ + - + e + energi
• Dengan mengabaikan massa antineutrino elektron maka diperoleh:
• Dimana m0 rest massa elektron dan m(X) adalah massa inti jika diganti dengan massa atom maka menjadi:
Energi = [M(14C) – M(14N)]c2
• M(X) adalah massa atom X
Terminologi
• Selisih antara massa inti aktual dengan massa total nukleon dinamakan energi ikat total Btot(A, Z)
• Energi ini mewakili kerja yang dibutuhkan untuk memecahkan inti menjadi nukleon yang terpisah, atau bisa juga energi yang dilepaskan jika semua nukleon membentuk inti/nukleus
Btot(A, Z) = [ZM(1H) + (A-Z)M(n) – M(A, Z)c2
• Dimana M(A, Z) massa atom AZ, M(n) dan M(1H) massa neutron dan atom hidrogen
• Energi ikat rata-rata per nukleon diberikan oleh
Bave(A, Z) = Btot(A, Z)/A
Lanjutan
• Pada beberapa tabulasi sifat inti, kuantitas yang tercatat adalah massa defect atau massa excessMassa excess = M(A, Z) – A
• Biasanya dituliskan dalam unit energi ekivalen massa
• Kerja yang dibutuhkan untuk memisahkan satu neutron atau proton atau partikel dinamakan energi pemisahan S, untuk neutron
Sn = [M(A-1, Z) + M(n) – M(A, Z)]c2
Energi Ikat per Nukleon
• Energi ikat per nukleon adalah ukuran stabilitas relatif suatu inti
• Semakin kuat ikatan suatu inti maka semakin besar energi ikat per nukleon (gambar 2.1)
• Stabilitas terbesar ada pada inti dengan massa medium dengan inti terstabil ada pada 62Ni
• Inti berat bisa meningkatkan stabilitasnya dengan memecah inti, sedangkan inti ringan dapat bergabung/fusi hingga memiliki massa inti pada kisaran Fe-Ni
Energi ikat rata-rata per nukleon vs nomor massa A untuk inti stabil
Gambar disamping menunjukkan bahwa gaya inti (strong force) bekerja pada range yang sempit (7,4 s.d. 8,8 MeV) dan jenuhPenurunan Bave pada A tinggi diakibatkan meningkatnya pengaruh gaya Coulomb
Kelimpahan Sistematik
• Pada gambar 2.3 terlihat pebandingan posisi nuklida stabil yang dikenal dengan A ganjil dan A genap
• Dengan meningkatnya Z, garis kestabilan bergerak naik dari N = Z menjadi N/Z ~ 1,5 akibat adanya pengaruh gaya Coulomb
• Fenomena ini menyimpulkan secara umum bahwa tidak ada inti dengan kombinasi ganjil-ganjil
Ukuran dan Bentuk Inti
• Jari-jari inti berada pada range 1 – 10 fm
• Ini jika inti diasumsikan berbentuk bola dengan densitas seragam namun memiliki batas ujung seperti pada bola billiar
• Kita dapat memparametrisasi distribusi densitas ini dengan menuliskan jari-jari inti dalam bentuk
• R = r0A1/3