Bank Soal Fisika SMA Inti Atom dan Radioaktivitas

Soal

Pilgan

Lihat Pembahasan

Matahari menghasilkan energi dengan melakukan reaksi fusi. Salah satu tahapan reaksi fusi pada inti matahari berlangsung menurut persamaan reaksi berikut.

$_1^2\text{H}+_1^1\text{H}\ \rightarrow\ _2^3\text{He}$

Massa atom hidrogen-1 adalah 1,0078 u, massa atom hidrogen-2 adalah 2,0141 u, dan massa atom helium-3 adalah 3,016 u. Besarnya energi yang dihasilkan pada tiap reaksi ini adalah .... ( $c^2$ = 931 MeV/u)

A

4,1939 MeV

B

4,0591 MeV

C

5,1394 MeV

D

5,3194 MeV

E

5,4929 MeV

Pembahasan:

Diketahui:

massa atom hidrogen-1 $m_{^1\text{H}}$ = 1,0078 u

massa atom hidrogen-2 $m_{^2\text{H}}$ = 2,0141 u

massa atom helium-3 $m_{^3\text{He}}$ = 3,016 u

Ditanya:

Energi yang dihasilkan $E$ = ?

Jawab:

Pada reaksi nuklir, akan ada massa yang berkurang. Massa yang berkurang ini merupakan defek massa yang diubah menjadi energi yang dipancarkan melalui gelombang elektromagnetik atau partikel lain seperti partikel $\alpha$ dan $\beta$ .

Besarnya energi yang dibebaskan dapat dicari menggunakan persamaan massa-energi, yaitu $E=\Delta mc^2$ di mana $\Delta m$ merupakan defek massa dan $c$ merupakan kecepatan cahaya (3×108 m/s atau $c^2$ = 931 MeV/u).

Besarnya defek massa dapat dicari dengan cara membandingkan massa sebelum reaksi dengan massa sesudah reaksi. Secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan $\Delta m=\Sigma m_{\text{sebelum reaksi}}-\Sigma m_{\text{sesudah reaksi}}$ .

Pertama, hitung defek massa yang terjadi terlebih dahulu.

$\Delta m=\Sigma m_{\text{sebelum reaksi}}-\Sigma m_{\text{sesudah reaksi}}$

$=\left(m_{^1\text{H}}+m_{^2\text{H}}\right)-m_{^3\text{He}}$

$=\left(1,0078+2,0141\right)-3,016$

$=0,0059$ u

Besar energi yang diserap adalah

$E=\Delta mc^2$

$=\left(0,0059\right)\left(931\right)$

$=5,4929$ MeV

Jadi, besarnya energi yang dihasilkan pada tiap reaksi ini adalah 5,4929 MeV.

K13 Kelas XII Fisika Fisika Inti Atom dan Radioaktivitas Inti Atom dan Radioaktivitas Skor 3
KurMer Kelas XII Fisika Fisika inti dan radioaktivitas Skor 3
LOTS