Mid Semester Pendahuluan Fisika Inti.docx

Nama

: AFRINA DEARNY DAMANIK

NIM

: 4153121003

Kelas

: Fisika Dik A 2015

Mata Kuliah : Pendahuluan Fisika Inti Mid Semester 1.

Dari setiap inti atomberikut, gunakan rumus semiempiris untuk menghitung besar energi ikat inti dan energi colomb dari: a.

𝟐𝟏 𝟏𝟎𝑵𝒆

Jawab: keterangan :

b1 = 14,0 MeV b2 = 13,0 MeV b3 = 0,58 MeV b4 = 19,5 MeV b5 = + 33,5 MeV (proton+neutron=genap) - 33,5 MeV (proton+neutron=ganjil)

Diketahui : A =21 Z = 10 𝟐⁄ 𝟑 𝒃𝟐

𝑬 𝒊𝒌𝒂𝒕 = 𝑨𝒃𝟏 − 𝑨 𝐸 = 21.14 MeV

2 − 21 ⁄3 . 13

MeV −

−

𝒁(𝒁 − 𝟏) 𝟏⁄ 𝟑

𝑨

10(10 − 1) 21

1⁄ 3

𝒃𝟑 −

(𝑨 − 𝟐𝒁)𝟐 𝒃𝟒 + 𝒃𝟓 𝑨

(21 − 2.10)2 0,58 MeV − 19,5 MeV 21

+ 33,5MeV 𝐸 = 294 MeV − 7,61.13 MeV −

90 1 0,58 MeV − 19,5 MeV + 33,5 MeV 2,759 21

𝐸 = 294 MeV − 98,93 𝑀𝑒𝑉 − 18,92 MeV − 0,928 MeV + 33,5 MeV 𝐸 = 208,72142 MeV

𝑬 𝒄𝒐𝒍𝒐𝒎𝒃 = 𝐸 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑚𝑏 =

10(10 − 1) 21

1⁄ 3

0,58 MeV

𝒁(𝒁 − 𝟏) 𝑨

𝟏⁄ 𝟑

𝒃𝟑

𝐸 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑚𝑏 = 18,92 MeV

b.

𝟓𝟕 𝟐𝟔𝑭𝒆

Jawab : Diketahui : A = 57 Z = 26 𝑬 𝒊𝒌𝒂𝒕 = 𝑨𝒃𝟏 − 𝐸 = 57.14 MeV − 57

𝟐 𝑨 ⁄𝟑 𝒃𝟐

2⁄ 3 . 13

−

𝒁(𝒁 − 𝟏)

MeV −

𝟏

(𝑨 − 𝟐𝒁)𝟐 𝒃𝟑 − 𝒃𝟒 + 𝒃𝟓 𝑨

𝑨 ⁄𝟑 26(26 − 1) 57

1⁄ 3

0,58 MeV

(57 − 2.26)2 − 19,5 MeV + 33,5MeV 57 650 𝐸 = 798 MeV − 14,81.13 MeV − 0,58 MeV − 0,4385.19,5 MeV 3,848 + 33,5 MeV 𝐸 = 798 MeV − 192,53 MeV − 97,973 MeV − 8,551 MeV + 33,5 MeV 𝐸 = 532,446 MeV 𝑬 𝒄𝒐𝒍𝒐𝒎𝒃 = 𝐸 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑚𝑏 =

26(10 − 1) 21

1⁄ 3

𝒁(𝒁 − 𝟏) 𝟏⁄ 𝟑

𝑨

𝒃𝟑

0,58 MeV

𝐸 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑚𝑏 = 18,92 MeV

2. Berapakah energi minimum foton yang dibutuhkan untuk memisahkan? Anggap energi ikatnya sebesar 2,224589 MeV. Jawab : 𝐸𝑚𝑖𝑛 = 𝐸𝑖𝑘𝑎𝑡 × ℎ 𝐸𝑚𝑖𝑛 = 2,224589 𝑀𝑒𝑉 × 1,6 × 10−9 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒 𝐸𝑚𝑖𝑛 = 3,5593424 × 10−9 𝐸𝑚𝑖𝑛 = 0,0035593424 eV 𝐸𝑚𝑖𝑛 = 3559,3424 MeV

3. Hitunglah defek massa dari a.

𝟑𝟐 𝟏𝟔𝑺

Jawab : ∆𝑚 = {(𝑍. 𝑚𝑝 + 𝑁. 𝑚𝑛) − 𝑚𝑖} ∆𝑚 = {(16.1,0078 + 16.1,0086) − 32,0964} ∆𝑚 = {(16,1248 + 16,1376) − 32,0964} ∆𝑚 = {(32,2624) − 32,0964} ∆𝑚 = 0,16 b.

𝟐𝟎 𝟗𝑭

Jawab : ∆𝑚 = {(𝑍. 𝑚𝑝 + 𝑁. 𝑚𝑛) − 𝑚𝑖} ∆𝑚 = {(9.1,0078 + 11.1,0086) − 18,9984} ∆𝑚 = {(9,0702 + 11,0946) − 18,9984} ∆𝑚 = {20,1648 − 18,9984} ∆𝑚 = 1,1664

4. Partikel-partikel berikut meluruh dengan partikel alpha, reaksi peluruhanya a.

210 84𝑃𝑜

b.

238 92𝑈

→ 42𝛼 + 206 82𝑃𝑏 → 42𝛼 + 234 90𝑇ℎ

5. Partikel-partikel berikut meluruh dengan partikel alpha, reaksi peluruhanya a.

14 7𝐶

b.

90 38𝑆𝑟

→ →

0 −1𝛽

+ 147𝑁

4 −1𝛽

+ 90 39𝑌

6. Tiga sumber radioaktif masing-masing mempunyai aktivitas 1,0𝜇Ci pada saat t=0. Waktu paruh ketiganya berturut-turut adalah 1 s, 1 jam, 1 hari. a. Seberapa banyak inti radioaktif pada saat t=0 pada setiap sumber? 3 inti radioaktif b. Seberapa banyak inti yang meluruh pada saat t=0 dan t=1 s pada setiap sumber? Untuk 𝑇 1⁄2 = 1 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 𝑎=

0,693 𝑇 1⁄2

𝑎=

0,693 1

𝑎 = 0,643 3,7𝑥104 𝑁= 0,643 𝑁 = 5,339𝑥104 𝑛𝑢𝑘𝑙𝑒𝑢𝑠 Jadi inti yang menyeluruh adalah 3 inti radioaktif c. Seberapa banyak inti yang meluruh pada saat t=0 dan t=1 jam pada setiap sumber? Untuk 𝑇 1⁄2 = 3600 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 0,693 𝑇 1⁄2 0,693 𝑎= 3600 𝑎=

𝑎 = 0,0001925 𝑁=

3,7𝑥104 0,0001925

𝑁 = 19,22𝑥107 𝑛𝑢𝑘𝑙𝑒𝑢𝑠 Jadi inti yang menyeluruh adalah 3 inti radioaktif

7. Sebuah kayu gelondongan yang digunakan untuk membangun tempat perlindungan pada massa lampau diinginkan dihitung umurnya. Sample kayu dianalisis mengandung 14C dan mempunyai 2,1 peluruhan permenit. Sampel lain dengan ukuran dan tipe sama dari potongan kayu yang diambil dalam waktu baru-baru ini mempunyai 5,3 peluruhan permenit. Berapakah umur sampel tersebut. Jawab : Diketahui : Nt = 2,1 / menit No = 5,3 / menit Ditanya : t =....? Penyelesaian : 𝑡

𝑁𝑡 1 1 = ( )𝑇 2 𝑁𝑜 2

2,1 1 𝑡 ( ) = ( )60 5,3 2 𝑡

𝑡

(0,4) = (0,5)60 = (0,5)1,3 → Nilai = 1,3 60 𝑡 = 1,3 × 60 𝑡 = 78 𝑇𝑎ℎ𝑢𝑛