Latihan 5

1. 

Jawab :

Diketahui:    m_u    = 235,0439

                    m_n   = 1,0087 

                    m_Ba = 137,9050

                    m_Nb = 92,9060

                    m_e   = 0,00055

Ditanya: Energi = ...?

Pembahasan :

Q = {(m_u + m_n) – (m_Ba + m_Nb + 5m_n + 5m_e)} × 931 MeV/sma

Q = {(235,0439 + 1,0087) – (137,9050 + 92,9060 + (5 × 1,0087) + (5 × 0,00055)} ×         931

Q = 181,87085 MeV

2. Reaksi fusi berikut ini berlangsung di Matahari dan menghasilkan sebagian besar energinya:

Berapa besar energi yang dilepaskan ketika 1 kg hidrogen dikonsumsi? Massa ¹H adalah 1,007825 u; 4He adalah 4,002604 u; dan 0e + 1 adalah 0,000549 u.

Jawab :

Diketahui:    m_H   = 1,007825 u 

                    m_He = 4,002604 u

                    m_e   = 0,000549 u

Ditanya: Energi = ...?

Pembahasan :

Q = {(4 m_H) – (m_He) + 2 m_e)} × 931 MeV/sma

Q = {(4 × 1,007825) – (4,002604 + (2 × 0,000549))} × 931

Q = 24,872596 MeV

4 atom H = 4 × 1,007825 = 4,0313 sma

3.     

Jika massa  = 2,104 sma, massa  = 3,016 sma, massa partikel  = 4,0026 sma, dan massa elektron n = 1,0084 sma, maka energi yang dihasilkan adalah…. (1 sma =  931 MeV)

Jawab :

Besarnya  energi  yang  dihasilkan  dari  reaksi fusi

    Jadi jawaban yang benar adalah 17,69 MeV

 

 

Kuis 5

1. Jelaskan cara kerja bom atom

Jawab    : Reaksi nuklir terjadi ketika neutron ditembakkan dari jarak dekat ke arah sekumpulan atom mengandung nuclei (termasuk uranium dan plutonium). Saat bersentuhan dengan neutron, nuclei akan terpecah dan berubah menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau ringan. Saat proses ini terjadi, serangkaian reaksi nuklir dimulai. Karena atom mengandung neutron, akan terdapat lebih banyak neutron yang bergerak bebas dan mengenai atom-atom lain yang masih utuh. Proses ini disebut fission dan terus terjadi sehingga nuclei bisa terus terpecah. Salah satu kunci penting adalah fission mampu memecah atom tanpa sumber energi lain; reaksi kimia terjadi secara alami. Pemecahan atom menghasilkan energi, sekitar 80 terajoule per kilogram (TJ/kg).

Bom atom jenis lama memulai reaksi nulkir berantai dengan cara saling menembakkan beberapa isotop uranium (atom uranium dengan jumlah proton sama, tapi jumlah neutron berbeda) di sebuah ruang kecil di dalam tubuh bom. Pada jenis lebih baru, inti bom dikelilingi oleh alat berdaya ledak tinggi disebut explosive lens atau lenses; alat ini berfungsi untuk memisahkan atau mengumpulkan elektron. Karena keberadaan lenses, inti bom akan terpecah dan memulai reaksi nuklir berantai. Reaksi pemecahan terus berlangsung sampai semua nuclei terpecah.

2. Mengapa strontium-90 merupakan isotop yang sangat berbahaya bagi manusia?

Jawab    : Senyawa stronsium yang awalnya tidak larut air dapat menjadi larut sebagai hasil dari reaksi kimia.

Senyawa-senyawa yang larut dalam air menjadi ancaman lebih besar bagi kesehatan manusia daripada yang tidak larut air.

Oleh karena itu, senyawa larut air strontium berpotensi mencemari air minum, meskipun konsentrasi dalam air minum biasanya cukup rendah.

Orang bisa terpapar tingkat kecil (radioaktif) strontium dengan menghirup udara atau debu, makan makanan, air minum, atau melalui kontak dengan tanah yang mengandung strontium.

Konsentrasi strontium dalam makanan berkontribusi pada konsentrasi strontium dalam tubuh manusia.

Bahan pangan yang mengandung konsentrasi cukup tinggi strontium adalah biji-bijian, sayuran, dan produk susu.

Senyawa strontium yang dianggap amat berbahaya bagi kesehatan manusia, bahkan dalam jumlah kecil, adalah strontium kromat.

Strontium kromat diketahui menyebabkan kanker paru-paru, tetapi risiko terpapar telah sangat dikurangi dengan prosedur keselamatan di berbagai industri.

Penyerapan konsentrasi tinggi strontium umumnya tidak menjadi bahaya besar bagi kesehatan manusia.

Namun pada anak-anak, asupan strontium dalam konsentrasi tinggi dapat memicu masalah pertumbuhan tulang.

Strontium radioaktif memiliki lebih banyak risiko kesehatan dibandingkan strontium stabil.

Serapan terlalu tinggi strontium radioaktif menyebabkan anemia dan kekurangan oksigen, dan pada konsentrasi yang sangat tinggi diketahui menyebabkan kanker sebagai akibat dari kerusakan bahan genetik dalam sel.

3. Sebutkan dua keunggulan kapal selam bertenaga nuklir dibandingkan kapal selam konvensional !

Jawab    :

1.kapal selam bertenaga nuklir bisa menyelam “selamanya”, hanya dibatasi oleh ketahanan crew dan pasokan logistik yang dibawanya.

Alasannya karena mampu menghasilkan daya hingga 20 megawatt, hingga kapal selam bertenaga nuklir mampu mengekstrak oxygen dari air laut, menyerap carbon dioxide dalam cabin hingga mampu menyelam terus menerus.

2. Kapal selam nuklir umumnya mampu bergerak lebih cepat.

Karena Output tenaga dari reaktor nuklir mampu mendukung kecepatan jelajah sekitar 20-25 knot dan juga Reaktor nuklir  mampu menghasilkan daya hingga 20 megawatt