Contoh soal fisika inti dan pembahasannya

Pada halaman ini akan dibahas mengenai Contoh soal fisika inti dan pembahasannya. Semua informasi ini kami rangkum dari berbagai sumber. Semoga memberikan faedah bagi kita semua.

Soal 1
Perhatikan reaksi inti berikut!
₇N¹⁴ + Y → ₈O¹⁷ + ₁H¹
Pada reaksi di atas Y itu adalah .. ..

Jawab;
Misalkan nomor atom dan nomor massa dari X adalah a dan b, maka:
₇N¹⁴ + _pY^q → ₈O¹⁷ + ₁H¹
Operasikan nomor atom dan nomor massanya.
7 + p = 8 + 1
p = 2
14 + q = 17 + 1
q = 4
Dengan demikian, struktur adalah:
_2Y⁴
Struktur tersebut sama dengan helium atau partikel alfa.
₂He⁴  atau  ₂α⁴

Soal 2;
Massa inti atom ₂₀Ca⁴⁰  adalah 40,078 sma. Jika massa proton adalah 1,0078 sma dan neutron  1,0087 sma, tentukan defek massa pembentukan  ₂₀Ca⁴⁰.

Jawab;

Diketahui: A = 40; Z = 20; N = A – Z = 40 – 20 = 20; m_i = 40,078 sma; m_P = 1,0078 sma; m_N = 1,0087

Dengan menggunakan hubungan,
Δm = [(Z . m_P + N . m_N) – m_i]
       = [(20 . 1,0078 + 20 . 1,0087) – 40,078]
       = (20,156 + 20,174) – 40,078
Δm = 40,33 – 40,078 = 0,252 sma

Soal 3
Inti atom yang terbentuk memenuhi reaksi fusi berikut ini:
₁H¹ + ₁H¹ → ₁d² + ₁e⁰ + E
Jika diketahui massa ₁H¹ = 1,00780 sma, massa ₁d²  = 2,01410 sma, massa ₁e⁰  = 0,00055 sma dan 1 sma = 931 MeV. Tentukan Nilai E (energi yang dihasilkan) pada reaksi fusi tersebut.

Jawab;
E = jumlah massa ruas kiri – ruas kanan
   = 1,00780 + 1,00780 – (2,0140 + 0,00055)
   = (2,01560 – 2,01465) sma
   = 0,000950 sma
   = 0,000950 × 931 MeV
E = 0,88 MeV

Soal 4
Jika massa inti Li = 7,01822 sma, tentukan energi ikat inti Litium ( ⁷₃ Li).

Jawab;
Diaketahui; A = 7; Z = 3; m_p = 1,007825 sma; m_n = 1,008665 sma; m_i = 7,01822 sma
E = Δm . 931 MeV (Δm dinyatakan dalam sma)
Δm = {Z . m_p + (A – Z) . m_n} – m_i
Energi ikat inti Litium ( ⁷₃ Li)
E = ({Z . m_p + (A – Z) . m_n} – m_i) . 931 MeV
   = {(3 . 1,007825 + 4 . 1,008665) – 7,01822} . 931 MeV
E = 37,105005 MeV

Soal 5
Di matahari terjadi reaksi fusi seperti di bawah.
₂He³ + ₂He³ → ₂He⁴ + 2₁H¹ + E
Diketahui massa inti ₁H¹ = 1,0081 sma; massa inti ₂He³ = 3,0169 sma; massa inti ₂He⁴ = 4,0089 sma. Bila 1 sma setara dengan energi 931 MeV, tentukan energi yang dihasilkan pada setiap reaksi fusi di atas.

Jawab;
Massa pereaksi m₀ : m₀ = 2 . m(₂He³); m₀ = 2 . 3,0169 ; m₀ = 6,0338 sma
Maka massa hasil reaksi m
m = m(₂He⁴) + 2 . m(₁H¹ )
m = 4,0039 + 2 . 1,0081
m = 6,0201 sma
Perubahan massa dalam reaksi inti sebesar:
Δm = m₀ – m
Δm = 6,0338 – 6,0201
Δm = 0,0137 sma
energi yang dihasilkan sebesar
E = Δm . 931
   = 0,0157 . 931
E = 12,7547 MeV

Soal 6
Apabila massa inti ₆C¹² = 12, massa proton = 1,00783 sma, dan massa neutron = 1,008665 sma (1 sma = 931 MeV), maka tentukan energi ikat inti tersebut.

Jawab;
m_P = 1,00783 sma; m_N = 1,008665 sma; m ₆C¹² = 12 sma
defek massa dapat kita hitung dengan menggunakan
Δm = [(Z . mP + N . mN) – mi]
       = [(6 . 1,00783 + 6 . 1,008665) – 12]
       = (6,04698 + 6,05199) – 12
Δm = 12,09897– 12 = 0,09897 sma
maka energi ikat intinya adalah
E = Δm . 931 MeV = 0,09897 . 931 MeV
E = 92,141 MeV

Soal 7;
Perhatikan reaksi fusi berikut:
₁H² + ₁H² → ₁H³+ ₁H¹ + energi
Jika massa inti ₁H² = 2,0141 sma, ₁H³ = 3,0160 sma dan ₁H¹ = 1,0078 sma, tentukan maka energi yang dihasilkan pada reaksi fusi tersebut.

Jawab;
E = (m ₁H² + m ₁H² ) – (m ₁H³ + m ₁H¹ ) 931 MeV
    = (2,0141 + 2,0141) – (3,0160 + 1,0078) 931 MeV
    = (4,0282 – 4,0238) 931 MeV
E = 4,0964 MeV

Dalam: Soal Fisika Inti dan Radioaktivitas

Share:

Anda Juga Bisa Baca