Menganalisis struktur nukleus, defek massa dan energi ikat inti, hukum peluruhan radioaktif (alfa, beta, gamma), reaksi fisi/fusi nuklir, dan pemanfaatan reaktor.
Fisika Inti meneliti struktur, interaksi, dan transformasi materi pada skala nukleus yang tersusun atas proton dan neutron (nukleon). Meskipun proton saling tolak-menolak secara elektrostatik, inti atom dapat bersatu kokoh berkat adanya gaya nuklir kuat (*strong nuclear force*). Selisih antara massa nukleon bebas penyusun dengan massa inti atom riil disebut defek massa ($\Delta m$), yang terkonversi menjadi energi ikat inti (*binding energy*).
Inti-inti yang tidak stabil akan meluruh secara spontan menuju kestabilan melalui pemancaran radiasi radioaktif: partikel alfa ($\alpha$ / inti helium), partikel beta ($\beta$ / elektron atau positron cepat), dan foton sinar gamma ($\gamma$) berenergi tinggi. Peserta didik menghitung waktu paruh (*half-life* $T_{1/2}$) peluruhan dan aktivitas radioaktif untuk penanggalan radiokarbon (*radiocarbon dating*) fosil purbakala.
Bab penutup ini mengkaji pelepasan energi luar biasa melalui reaksi fisi (pembelahan inti berat Uranium-235) dan reaksi fusi (penggabungan inti ringan Deuterium-Tritium). Peserta didik menganalisis komponen keselamatan reaktor nuklir fisi (batang kendali, moderator, pendingin) serta aplikasi mulia radioisotop di bidang kedokteran nuklir, sterilisasi makanan, dan industri manufaktur.
Simbol nuklida $_Z^A X$, defek massa $\Delta m = (Z m_p + (A-Z)m_n) - m_{inti}$, energi ikat $E_b = \Delta m \cdot 931,5 \text{ MeV}$, dan kurva stabilitas nuklir.
Peluruhan $\alpha, \beta, \gamma$, konstanta peluruhan $\lambda = \frac{\ln 2}{T_{1/2}}$, hukum peluruhan eksponensial $N(t)$, dan radiocarbon dating C-14.
Reaksi fisi berantai Uranium-235, fusi termonuklir Matahari, struktur reaktor PLTN (moderator grafit/air, batang kendali Boron), dan proteksi radiasi.
5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.
Massa inti atom Helium $_2^4\text{He}$ adalah $4,00260 \text{ sma}$. Jika massa proton $m_p = 1,00728 \text{ sma}$ dan massa neutron $m_n = 1,00866 \text{ sma}$, berapakah besar defek massa ($\Delta m$) inti Helium tersebut?
Pembahasan: Massa penyusun = $2(1,00728) + 2(1,00866) = 2,01456 + 2,01732 = 4,03188 \text{ sma}$. Defek massa $\Delta m = 4,03188 - 4,00260 = 0,02928 \text{ sma}$.
Suatu sampel zat radioaktif mula-mula memiliki massa 80 gram dengan waktu paruh $T_{1/2} = 6 \text{ hari}$. Berapakah massa zat radioaktif yang tersisa setelah meluruh selama 24 hari?
Pembahasan: Jumlah periode waktu paruh: $n = \frac{t}{T_{1/2}} = \frac{24}{6} = 4$. Sisa zat: $N(t) = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^n = 80 \times \left(\frac{1}{2}\right)^4 = 80 \times \frac{1}{16} = 5 \text{ gram}$.
Jenis radiasi radioaktif yang memiliki daya tembus paling kuat dan hanya dapat diredam secara efektif menggunakan pelat timbal (Pb) tebal atau dinding beton tebal adalah...
Pembahasan: Sinar gamma merupakan foton elektromagnetik berenergi sangat tinggi tanpa muatan dan tanpa massa, memiliki daya tembus paling kuat melampaui partikel alfa (tertahan selembar kertas) dan partikel beta (tertahan lembaran aluminium).
Pada reaktor Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), fungsi utama dari 'Moderator' (seperti air murni $H_2O$ atau air berat $D_2O$) adalah...
Pembahasan: Neutron hasil fisi bergerak sangat cepat; moderator memperlambat kecepatannya melalui tumbukan elastis sehingga probabilitas terjadinya fisi berantai terkendali meningkat drastis.
Radioisotop Iodium-131 ($^{131}\text{I}$) secara luas dimanfaatkan dalam bidang kedokteran nuklir untuk keperluan...
Pembahasan: Kelenjar tiroid menyerap iodium secara alami dari tubuh; pemanfaatan radioisotop I-131 memungkinkan radiasi terfokus langsung memusnahkan jaringan sel tiroid hiperaktif atau kanker.
Setelah mengunduh berkas perangkat ajar, ikuti langkah berikut untuk menggunakannya secara optimal:
Tidak ada bahan ajar yang cocok dengan kriteria pencarian.
