Laporan Simulasi Waktu Paruh [PDF]

Citation preview

Simulasi Waktu Paro Tujuan



: Menentukan waktu paruh unsur radioaktif dengan simulasi muatan yang disimpan dalam kapasitor



Dasar Teori



:



Peluruhan (disintegrasi) adalah peristiwa pecahnya inti radioaktif secara spontan yang memancarkan sinar radioaktif . Suatu inti radioaktif yang dibiarkan begitu saja makin lama akan semakin mengecil karena ia terus-menerus memancarkan sinar radioaktif. Unsur radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif secara terus menerus yang dapat menyebabkan keaktifan (A), massanya dan jumlah partikelnya (N) berkurang. Waktu untuk meluruh hingga keaktifannya tinggal separuh disebut waktu paro (T). Untuk menentukan waktu paruh dari unsur radioaktif dapat disimulasikan bahwa keaktifan unsur radioaktif digambarkan dengan muatan yang tersimpan dalam kapasitor (q) dimana q ̴ v. Kecepatan peluruhan suatu unsur menjadi unsur baru karena pemancaran sinar radioaktif bergantung pada jumlah atom dan jenis unsur pemancar. Kecepatan peluruhan sebanding dengan N, maka hubungannya dapat dituliskan sebagai berikut : 𝑁



𝑑𝑁



− 𝑑𝑇 = 𝜆. 𝑁 dN



𝐼𝑛 𝑁 ∫ = −𝜆. 𝑡 𝑁𝑜



= -λN d



In N –In No



𝑑𝑁 = −𝜆. 𝑑𝑡 𝑁 𝑁 𝑑𝑁 𝑁



∫𝑁𝑜



𝐼𝑛(



𝑡



= −𝜆 ∫0 𝑑𝑡



𝑁



No = jumlah inti atom radioaktif mulamula N = jumlai inti atom radioaktif yang tinggal = tetapan peluruhan



t



= waktu peluruhan



𝑁𝑜



)= -λ.t



𝐼𝑛 𝑁𝑜 = In. e-λ.t 𝑁= No. e-λ.t



λ



𝑁



= -λ. T



Aktivitas Radioakif (kecepatan radioaktif / disintegrasi) adalah besaran yang menyatakan jumlah peluruhan yang terjadi setiap sekon. 1



Apabila jumlah inti atom sudah meluruh pada saat t adalah menjadi waktu paro T atau wktu setengah umur sehingga untuk N = 1 2



1 2



2



N0, maka jumlah waktu



N0 persamaannya menjadi



N0 = N0.e-λT 1



ln 2 = ln e-λT



T=



-ln 2 = -λT T=



𝟎,𝟔𝟗𝟑 𝝀



ln 2 𝜆



Waktu paro (T) didefinisikan sebagai selang waktu yang dibutuhkan oleh zat radioaktif yang meluruh hingga jumlah inti atom radioaktifnya (atau aktifitas radioaktifnya) tinggal setengah dari jumlah inti atom radioaktif semula. Dengan penjabaran matematis, hubungan jumlah inti atom radioaktif sebelum meluruh (N0) dengan jumlah inti atom setelah meluruh (N0) dengan jumlah inti atom setelah meluruh (N) dengan waktu paro (T) dapat dituliskan sebagai berikut :



Alat dan Bahan o o o o o o Cara kerja



:



6 kabel Kapasitor Voltmeter 1 batrai 9 volt Kertas strimin Penghitung waktu :



1. Menyiapkan alat dan bahan 2. Merangkai alat seperti pada gambar



3. Menghubungkan rangkain dengan baterai (saklar ditutup) 4. Mengamati perubahan jarum pada voltmeter voltmeter



5. Mencatat hasil tagangan dengan rumus 𝑆𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑢𝑛𝑗𝑢𝑘 𝑋 𝑆𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑇𝑒𝑡𝑎𝑝 𝑆𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚



6. Melepaskan rangkaian pada baterai (saklar dibuka) 7. Mengamati perubahan pada jarum pada voltmeter tiap 4 menit selama 10 kali hingga jarum pada voltmeter menuju angka 0 8. Mencatat hasil pada tabel dan grafik



Analisa Data



:



Percobaan 0



1



2



3



4



5



6



7



8



9



10



Tegangan (Volt)



9



5,6



3,8



2,5



1,7



1,2



0,8



0,6



0,4



0,4



0,2



Waktu (t)



0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 menit menit menit menit menit menit menit menit menit menit menit



Pada percobaan ke 9 dan ke 10 akan ditemukan T (waktu paro) sebesar : 1



T=4



1 (2)4/T



T=



N10 = N9 (2)t/T 0,2 = 0,4 1



λ=



1



= (2)4/T 2



0,693 𝜆 0,693 4



λ = 0,17325



1 = 4/T



jadi berdasarkan data no 9 dan 10 maka diperoleh waktu paro sebesar 4 menit dan tetapan koefisien peluruhan 0,17325



Kesimpulan



:



Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa besar peluruhan sebanding dengan jumlah zat radiaktif mula-mula dikali setengah pangkat waktu peluruhan per waktu paro atau dapat ditulis dengan



Sehingga jumlah zat radioaktif yang meluruh setengah kali dari semula selama selang waktu tertentu. Waktu yang dibutuhkan untuk meluruh setengah kali dari semula disebut waktu paro.