1. Peluruhan Alfa
Inti atomik cirinya:
Karena gaya tarik antara nukleon berjangkau pendek, energi
ikat total dalam inti hampir berbanding lurus dengan nomor
massa .
Gaya listrik tolak menolak antara proton memiliki jangkauan
tak terbatas.
Energi total yang dapat memisahkan inti berbanding lurus
dengan 2
2. Peluruhan alfa dapat terjadi seperti gaya nuklir
berjangkauan pendek yang mengkatnya hampir tak
dapat mengimbangi gaya tolak-menolak protonnya
sebagai suatu cara untuk memperbesar
kemantapannya dengan mereduksi ukuran intinya
3. Energi kinetik dapat diperoleh dari massa masing-masing
partikel dan massa inti-induk serta inti-anaknya, energi kinetik
yang dilepaskan jika partikel alfa dipancarkan oleh inti berat
= 2
Dengan
= massa inti asal (awal)
= massa inti akhir
= massa partikel
Energi Disintegrasi
...(1)
Partikel alfa dapat dipancarkan karena tingginya energi
ikat. Supaya bisa lolos dari sebuah inti, partikel harus
memiliki energi kinetik dan massa partikel alfa cukup
kecil dibandingkan dengan nukleon pembentuknya
4. Energi kinetik dari partikel alfa yang dipancarkan
tidak pernah tepat sama dengan (energi
disintegrasi) karena kekelan momentum
mengharuskan inti bergerak mundur (rekoil) dengan
energi kinetik kecil ketika partikel alfa terpancar
=
4
Sebagai contoh dalam peluruhan 86
222
memiliki
= 5,587 dan = 5,486
Energi Partikel Alfa ...(2)
5. Pada gambar adalah
menunjukkan bahwa
partikel alfa secara klasik
yang memiliki energi
antara 4 hingga 9 MeV
(bergantung dari nuklida
tertentu) tidak dapat
meloloskan diri karena
tinggi rintangan potensial
sebesar 25 sehingga
perlu energi antara 16
hingga 21 MeV dengan
teori terobosan dari
peluruhan alfa
6. Teori Terobosan dari Peluruhan
Alfa
1. Partikel alfa bisa ada sebagai suatu partikel di
dalam inti
2. Partikel secara terus-menerus dalam keadaan
bergerak dan dibatasi geraknya hanya dalam inti
oleh rintangan potensial yang melingkunginya
3. Terdapat peluang kecil tetapi tertentu untuk
partikel melewati rintangan (walaupun tinggi)
setiap kali terjadi tumbukan dengannya
7. Partikel alfa bisa ada sebagai suatu
partikel di dalam inti
Laju perubahan B
= 0
= 0
+ = 0
Mengalikan
untuk memperoleh dan mengatur
suku-suku tersebut
+
= 0 ( 汲 )
+ = 0 ( 汲 )
Dengan mengintegrasi kedua ruas
=
0
( 汲 )
+
8. Nilai konstanta
0 =
0
+
=
0
Sehingga didapatkan
=
0
[( 汲 )
1]
=
0
(
)
Jumlah atom B
pada waktu
9. Perbandingan relatif radionuklida
Perbandingan relatif
radionuklida A dan B
berubah terhadap waktu
seperti pada gambar di
samping.
Jika nuklida induk A panjang
umur dibandinglan dengan
nuklida B, maka
dan
= 0
(1 )
Syarat kesetimbangan radioaktif
Jumlah atom
A
B
Waktu
10. Setelah waktu besar relatif terhadap umur-paro tetapi
kecil relatif terhadap umur-paro , 1 dan 0,
sehingga
=
=
/ adalah konstan
= = =
Masing-masing bilangan atom , , , berkurang secara
eksponensial dengan konstan peluruhan dari nuklida induk
tetapi tetap berlaku untuk setiap saat
Kesetimbangan
radioaktif
11. Jadi peluang peluruhan tiap satuan waktu dapat
dinyatakan
=
Dengan menyatakan banyaknya tumbukan per
detik antara partikel alfa dengan dinding perintang
dan menyatakan peluang partikel untuk
menembus rintangan
Konsep Peluruhan
12. Jika dianggap setiap saat hanya sebuah partikel alfa yang
dapat lolos dari inti dan partikel alfa bergerak bolak-balik
sepanjang diameter nuklir
=
20
Dengan menyatakan kecepatan partikel alfa
meninggalkan inti umumnya 2 107 / dan
0 menyatakan jari-jari nuklir umumnya sebesar 1014
Sehingga 1021 1 dengan menunggu 1010 tahun
untuk bisa meloloskan diri dari intinya
Frekuensi Tumbukan
13. Karena tinggi rintangan potensial lebih besar
daripada energi kinetik partikel ( > ), pekuang
transmisi dalam fisika klasik adalah nol. Dalam
mekanika kuantum, partikel alfa yang bergerak
dipandang sebagai gelombang dan hasilnya ialah
suatu kuantitas kecil tertentu .
14. Analogi optis dari efek ini
dalam mekanika kuantum
seperti pada gambar
disamping. Gelombang
cahaya mengalami
pemantulan dari sebuah
cermin namun cahaya itu
menembus cermin dengan
amplitudo yang menurun
secara eksponensial
sebelum mengalami
pembalikan arah
Cermin tebal
Pemantulan sebagian
Cermin tipis
Pemantulan total