Apa yang dimaksud dengan Nuklida dan contohnya

Dalam fisika nuklir dan kimia nuklir, nuklida adalah berbagai spesies atom atau inti atimik dengan jumlah proton dan neutron tertentu. Nuklida dicirikan oleh nomor atom dan nomor massa atom.

Nuklida juga dicirikan oleh keadaan energi nuklirnya (misalnya nuklida metastabil 242mAm). Setiap nuklida dilambangkan dengan simbol kimia dari unsur (ini menentukan Z) dengan nomor massa atom sebagai superscript. Hidrogen (H), misalnya, terdiri dari satu elektron dan satu proton. Jumlah neutron dalam inti dikenal sebagai bilangan neutron dan diberi simbol N. Jumlah total nukleon, yaitu proton dan neutron dalam inti, sama dengan Z + N = A, di mana A disebut nomor massa atom.

Nomor Proton – Nomor Atom Jadi, simbol 1H mengacu pada nuklida hidrogen dengan satu proton sebagai inti. 2H adalah nuklida hidrogen dengan neutron serta proton dalam nukleus (2H juga disebut deuterium atau hidrogen berat).

Atom seperti 1H, 2H yang intinya mengandung jumlah proton yang sama tetapi jumlah neutron yang berbeda (A berbeda) dikenal sebagai isotop. Uranium, misalnya, memiliki tiga isotop yang terjadi di alam – 238U, 235U, dan 234U. Semua memiliki 92 proton dalam inti mereka. Tapi, sedangkan isotop 235U memiliki 143 neutron dalam intinya, isotop 238U mengandung 146 neutron.

Isotop stabil (ditambah beberapa isotop tidak stabil) adalah atom yang ditemukan dalam unsur-unsur alami di alam. Namun, mereka tidak ditemukan dalam jumlah yang sama. Beberapa isotop dari unsur tertentu lebih berlimpah daripada yang lain. Misalnya 99,27% atom uranium yang terbentuk secara alami adalah isotop 238U, 0,72% adalah isotop 235U dan 0,0055% adalah isotop 234U. Seperti dapat dilihat, semua nuklida dapat dikelompokkan menurut jumlah proton, neutron, dan keadaan energi nuklirnya:

  • Isotop. Isotop adalah nuklida yang memiliki nomor atom yang sama dan oleh karena itu merupakan unsur yang sama, tetapi berbeda dalam jumlah neutron.
  • Isoton. Isoton adalah nuklida yang memiliki jumlah neutron yang sama dan karena itu merupakan unsur yang berbeda, karena mereka harus berbeda dalam jumlah proton.
  • Isobar. Isobar adalah nuklida yang memiliki nomor massa yang sama dan karena itu merupakan unsur yang berbeda, karena mereka harus berbeda dalam jumlah proton.
  • Isomer. Isomer adalah nuklida dengan jumlah proton yang sama dan nomor massa yang sama (sehingga menjadikannya menurut definisi isotop yang sama), tetapi keadaan energinya berbeda.

Contoh Nuklida

Uranium.

Uranium adalah unsur kimia yang terjadi secara alami dengan nomor atom 92 yang berarti ada 92 proton dan 92 elektron dalam struktur atom. Simbol kimia untuk uranium adalah U. Uranium umumnya ditemukan pada tingkat rendah (beberapa ppm – bagian per juta) di semua batuan, tanah, air, tumbuhan, dan hewan (termasuk manusia). Uranium juga terdapat di air laut, dan dapat diperoleh kembali dari air laut. Konsentrasi uranium yang signifikan terjadi pada beberapa zat seperti uraninit (bijih uranium yang paling umum), endapan batuan fosfat, dan mineral lainnya.

Uranium alam terutama terdiri dari isotop 238U (99,28%), oleh karena itu massa atom unsur uranium mendekati massa atom isotop 238U (238,03u). Uranium alam juga terdiri dari dua isotop lainnya: 235U (0,71%) dan 234U (0,0054%). Kelimpahan isotop di alam disebabkan oleh perbedaan waktu paruh. Ketiga isotop uranium yang terjadi secara alami (238U, 235U dan 234U) tidak stabil. Di sisi lain, isotop-isotop ini (kecuali 234U) termasuk dalam nuklida primordial, karena waktu paruhnya sebanding dengan usia Bumi (~4,5×109 tahun untuk 238U).

Dalam reaktor nuklir kita harus mempertimbangkan tiga isotop buatan, 236U, 233U dan 232U. Ini diproduksi oleh transmutasi dalam reaktor nuklir dari 235U dan 232Th.

Xenon.

Xenon adalah unsur kimia yang terjadi secara alami dengan nomor atom 54 yang berarti ada 54 proton dan 54 elektron dalam struktur atom. Simbol kimia untuk xenon adalah Xe. Xenon adalah gas mulia yang tidak berwarna, padat, dan tidak berbau yang ditemukan di atmosfer bumi dalam jumlah sedikit.

Xenon alami terdiri dari delapan isotop stabil, 124Xe (0,095%), 126Xe (0,089%), 128Xe (1,91%), 129Xe (26,4%), 130Xe (4,07%), 131Xe (21,23%), 132Xe (26,91%), 134Xe (10,44%), dan satu isotop dengan waktu paruh sangat panjang 136Xe (8,86%).

Dalam industri nuklir, khususnya xenon 135 buatan memiliki dampak yang luar biasa pada pengoperasian reaktor nuklir. Untuk fisikawan dan operator reaktor, penting untuk memahami mekanisme yang menghasilkan dan menghilangkan xenon dari reaktor untuk memprediksi bagaimana reaktor akan merespons setelah perubahan tingkat daya.

Isotop penting lainnya adalah xenon 133, yang memiliki waktu paruh 5,2 hari, dan keberadaannya dalam pendingin reaktor menunjukkan (bersama dengan xenon 135) kemungkinan kegagalan kelongsong bahan bakar. Cacat baru akan sering mengakibatkan peningkatan langkah hanya pada aktivitas Xe-133, yang diukur dari pendingin reaktor. Saat defek membesar, laju pelepasan nuklida yang larut dan berumur lebih panjang, terutama I-131, I-134, Cs-134, dan Cs-137 akan meningkat.

Boron.

Boron adalah unsur kimia yang terjadi secara alami dengan nomor atom 5 yang berarti ada 5 proton dan 5 elektron dalam struktur atom. Simbol kimia untuk boron adalah B.

Boron alami terutama terdiri dari dua isotop stabil, 11B (80,1%) dan 10B (19,9%). Dalam industri nuklir boron umumnya digunakan sebagai penyerap neutron karena penampang lintang neutron yang tinggi dari isotop 10B. Penampang reaksinya (n,alpha) untuk neutron termal adalah sekitar 3840 lumbung (untuk neutron 0,025 eV). Isotop 11B memiliki penampang serapan untuk neutron termal sekitar 0,005 lumbung (untuk neutron 0,025 eV). Sebagian besar reaksi (n,alpha) neutron termal adalah reaksi 10B(n,alpha)7Li disertai dengan emisi gamma 0,48 MeV.

Selain itu, isotop 10B memiliki penampang reaksi tinggi (n,alfa) di sepanjang spektrum energi neutron. Penampang sebagian besar elemen lain menjadi sangat kecil pada energi tinggi seperti dalam kasus kadmium. Penampang 10B berkurang secara monoton dengan energi. Untuk neutron cepat penampang melintangnya berada pada orde lumbung.

Menarik lainnya

© 2023 Pengertian.Apa-itu.NET