10 Soal & Pembahasan Fisika Inti (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda
Sub bab fisika inti terkait peluruhan zat radioaktif dan energi ikatnya akan kita bahas disini. Berikut 10 soal dan pembahasan fisika inti bagian 1 pilihan ganda.
Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Fisika Inti (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.
11. Bila isotop 2He3 dan 2He4 dipisahkan oleh spektrometer massa, maka akan didapat lintasan busur lingkaran yang jari-jarinya r1 dan r2 dengan perbandingan r1/ r2 sama dengan . . .
A. 5/6
B. 3/4
C. 2/3
D. 1/2
E. 2/7
Pembahasan :
Perbandingan massa, jari-jari atom, proton, dan neutron atom diketahui. Kita dapat menggunakan persamaan, dimana q, B, B0, dan E sama pada kedua kondisi.
m = q.B.B0.r/ E
q.B.B0/ E = m/ r
Jika massa 1 proton adalah 1,007 sma dan 1 neutron adalah 1,008, maka
Massa total 2He3 adalah m1 = 2p + (3-2)n = 2(1,007) + (1,008) = 3,022 sma.
Massa total 2He4 adalah m2 = 2p + (4-2)n = 2(1,007) + 2(1,008) = 4,03 sma.
*Mencari perbandingan r1 dan r2
(q.B.B0/ E)1 | = | (q.B.B0/ E)2 |
m1/ r1 | = | m2/ r2 |
m1/ m2 | = | r1/ r2 |
3,022/ 4,03 | = | r1/ r2 |
3/ 4 | = | r1/ r2 |
Jawaban B
12. Grafik berikut menunjukkan peluruhan suatu bahan radioaktif.
Berdasarkan grafik peluruhan bahan radioaktif di atas, besar konstanta peluruhan adalah . . .
A. 0,017 /s
B. 0,035 /s
C. 0,350 /s
D. 1,390 /s
E. 2,770 /s
Pembahasan :
Diketahui :
N0 = N0
N = (1/2)N0
t = 20 s
Ditanya : konstanta peluruhan (λ)
*Mencari nilai waktu paruh (T)
N | = | N0(1/2)t/T |
(1/2)N0 | = | N0(1/2)20/T |
(1/2) | = | (1/2)20/T |
1 | = | 20/T |
T | = | 20 s |
*Mencari nilai konstanta peluruhan (λ)
T | = | 0,693/ λ |
λ | = | 0,693/ T |
λ | = | 0,693/ 20 |
λ | = | 0,035 |
Jawaban B
13. Grafik di bawah ini menunjukkan hubungan jumlah zat (N) terhadap waktu (t) pada peluruhan suatu unsur radioaktif. Waktu yang diperlukan, sehingga unsur tersebut tinggal 1 mol adalah . . .
A. 10 s
B. 20 s
C. 30 s
D. 40 s
E. 50 s
Pembahasan :
Diketahui :
N0 = 16 mol
N1 = 8 mol
t1 = 10 s
N2 = 1 mol
Ditanya : waktu peluruhan (t)
*Mencari waktu paruh (T)
N | = | N0(1/2)t/T |
N1 | = | N0(1/2)t1/T |
8 | = | 16(1/2)10/T |
(1/2) | = | (1/2)10/T |
1 | = | 10/T |
T | = | 10 s |
*Mencari waktu peluruhan (t2), dimana jumlah zat akhir 1 mol
N | = | N0(1/2)t/T |
N2 | = | N0(1/2)t2/T |
1 | = | 16(1/2)t/10 |
(1/16) | = | (1/2)t/10 |
(1/2)4 | = | (1/2)t/10 |
4 | = | t/ 10 |
T | = | 40 s |
Jawaban D
14. Suatu unsur radioaktif mempunyai massa 10 gram dan waktu paruh 30 menit. Banyaknya zat radioaktif yang meluruh setelah 2 jam adalah . . .
A. 0,625 g
B. 1,250 g
C. 2,500 g
D. 8,750 g
E. 9,375 g
Pembahasan :
Diketahui :
N0 = 10 g
t = 2 jam
T = 30 menit = 0,5 jam
Ditanya : banyaknya zat yang meluruh (N0 - N)
*Mencari zat sisa setelah meluruh (N)
N | = | N0(1/2)t/T |
N | = | 10(1/2)2/0,5 |
N | = | 10(1/2)4 |
N | = | 10(1/16) |
N | = | 0,625 g |
*Jumlah zat yang telah meluruh (N0 - N) = 10 - 0,625 = 9,375 g
Jawaban E
15. Dalam waktu 48 hari, 63/64 bagian suatu unsur radioaktif meluruh. Waktu paruh unsur radioaktif tersebut adalah . . .
A. 8 hari
B. 16 hari
C. 24 hari
D. 32 hari
E. 36 hari
Pembahasan :
Diketahui :
N0 = 1
N = (1 – (63/64)) = 1/64
t = 48 hari
Ditanya : waktu paruh (T)
*Mencari nilai waktu paruh (T)
N | = | N0(1/2)t/T |
(1/64) | = | 1(1/2)48/T |
(1/2)6 | = | (1/2)48/T |
6 | = | 48/T |
T | = | 8 hari |
Jawaban A
16. Setelah 2 jam, 1/16 bagian suatu unsur radioaktif masih aktif. Waktu paruhnya unsur radioaktif tersebut adalah . . .
A. 15 menit
B. 30 menit
C. 45 menit
D. 60 menit
E. 120 menit
Pembahasan :
Diketahui :
N0 = 1
N = 1/16
t = 2 jam
Ditanya : waktu paruh (T)
*Mencari nilai waktu paruh (T)
N | = | N0(1/2)t/T |
(1/16) | = | 1(1/2)2/T |
(1/2)4 | = | (1/2)2/T |
4 | = | 2/ T |
T | = | 0,5 jam |
Jadi, waktu paruh (T)-nya adalah 0,5 jam = 30 menit.
Jawaban B
17. Radon 86Rn220 meluruh dengan memancarkan sebuah partikel alfa untuk membentuk suatu suatu unsur yang lambangnya . . .
A. 85At216
B. 86Rn216
C. 84Po218
D. 84Po216
E. 85At217
Pembahasan :
Jika 86Rn220 sebagai reaktan menghasilkan produk 2He4 dan atom X, maka atom X ini memiliki nomor massa dan atom sebagai berikut:
86Rn220 --> 84X216 + 2He4
Jumlah nomor atom (A) atas produk harus sama dengan jumlah nomor atom massa (A) hasil, begitupula nomor massa (Z).
Jawaban D
18. Saat 2α4 ditembakkan ke atom 7N14 dihasilkan proton sebagaimana reaksi:
2α4 + 7N14 --> 1p1 + X
Jumlah proton dan neutron atom X adalah . . .
A. 7 dan 9
B. 8 dan 9
C. 9 dan 9
D. 9 dan 7
E. 9 dan 9
Pembahasan :
2α4 + 7N14 --> 1p1 + 8X17
Jadi, kita mendapatkan unsur 8X17, jumlah proton = 8, dan neutron (17-8) = 9.
Jawaban B
19. Peluruhan isotop thorium ditampilkan oleh persamaan reaksi:
90Th234 --> 91Th234 + -1X0 + Y
X dan Y masing-masing adalah . . .
A. partikel α dan sinar γ
B. partikel α dan sinar β
C. partikel β dan sinar γ
D. proton dan neutron
E. neutron dan sinar γ
Pembahasan :
-1X0 = -1e0 = elektron = sinar β
Y = 0γ0 = sinar γ
Jawaban C
20. Jika massa 1H2 = 2,009 sma; 1H3 = 3,016 sma; 2He4 = 4,003 sma, 0n1 = 1,009 sma, dimana 1 sma setara dengan 931 MeV, maka pada reaksi-nya adalah
1H2 + 1H3 --> 2He4 + 0n1
Energi yang dibebaskan sebesar . . .
A. 12,103 MeV
B. 15,250 MeV
C. 15,780 MeV
D. 16,122 MeV
E. 16,761 MeV
Pembahasan :
Diketahui :
mreaktan = 1H2 + 1H3 = 2,009 + 3,016 = 5,025 sma
mproduk = 2He4 + 0n1 = 4,003 + 1,009 = 5,012 sma
Δm = mreaktan - mproduk = 5,025 – 5,012 = 0,013 sma
Ditanya : energi ikat (Eikat)
Eikat = Δm.931 MeV
Eikat = (0,013)931 MeV
Eikat = 12,103 MeV
Jawaban A
Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Fisika Inti (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda
Soal fisika inti tentang alat pendeteksi radiasi yang mendalam dapat dilihat pada pembahasan selanjutnya. Itulah 10 soal dan pembahasan fisika inti bagian 2 pilhan ganda.