Inti atom adalah bagian dalam dari atom yang menjadi pusat orbit dari elektron. Seperti yang kita fahami, bahwa atom itu terdiri dari inti atom di bagian pusat dan dikelilingi oleh elektron yang bergerak mengorbil inti. Uraian berikut ini akan menjelaskan tentang lambangdan nama nulkida, komposisi nuklida, energi ikat inti, isotop, dan kestabilan inti dan peluruhan.
Nuklida dan Nukleon
Nuklida adalah istilah penamaan dari inti atom. Inti atom atau Nuklida tersusun atas proton dan netron yang jaraknya saling berdekatan. Proton adalah partikel penyusun Nuklida yang berpuatan listrik positif, dan netron adalah partikel penyusun yang tidak bermuatan atau netral.
memberikan penjelasan terdiri atas 19 proton, 19 elektron dan 20 netron. Selanjutnya untuk menjelaskan tentang Nuklida maka digunakan pula nama, lambang atau notasi, dan maknanya.
Pada Nuklida makna lambang atau notasi hanya menjelaskan informasi inti atom, tidak melihat di luar inti. Lambang atau notasi Nuklida ditulis sebagai berikut.
Defek Massa dan Energi Ikat Inti
Dari mana awal mula Nuklida terbentuk? Tentu dari partikel penyusunya, yaitu nukleon yang terdiri atas proton dan netron. Kalau 6 proton dan 6 netron bergabung, maka akan terbentu Nuklida dengan 12 nukleon. Ia adalah Nuklida Carbon yang dikenal dengan lambang 𝐶612. Ilustrasi 6 nukleon dalam Nuklida Karbon terlihat pada gambar. Perbedaan warna pada gambar tersebut untuk menunjukkan salah satu di anataranaya proton atau netron.
Bagaimana menjelaskan keadaan proton–proton saling berdekatan? Padahal antara muatan positip seharusnya akan terjadi tolak menolak akibat gaya elektrostatik (Gaya Coulomb).
Fisikawan meyakini ada energi besar yang mampu mengikatnukleon dalam inti sehingga mampu menahan gaya tolak elektrostatik. Energi besar yang mengikat nukleon itu dinamakan energi ikat inti. Pertanyaan selanjutnya, dari mana energi itu berasal? Ternyata data menunjukkan bahwa ada perbedaan jumlah massa inti dibanding dengan jumlah keseluruhan massa nukleon. Perbedaan massa itu disebut sebagai massa yang hilang atau defek massa. Selanjutnya massa yang hilang itu berubah menjadi energi ketika nuklida terbentuk dari nukleon yang bergabung. Ilustrasi berikut dapat menjelaskan berapa massa yang hilang.
Jika dirumuskan maka defek massa dinyatakan dengan rumus:
Selanjutnya energi yang hilang saat terbentuk Nuklida itu berubah menjadi energi ikat inti dengan kesetaraan massa dan energi menurut Einstein (𝐸=²𝑚.𝑐2). Dengan konversi satuan energi dalam unit skala inti (M.eV) dari satuan metrik Joule maka besar energi ikat inti dirumuskan sebagai berikut.
Isotop
Perbedaan apa yang terjadi pada nuklida tersebut? Nuklida dengan nukelon lebih banyak, memiliki lebih banyak netron. Dalam ukuran fisik akan berbeda volumenya. Makin banyak nukleon makin besar ukuran nuklida. Hal ini akan melewati jangkauan gaya ikat inti (yang dihasilkan energi ikat inti). Akibatnya akan semakin mudah goyah dan kemungkinan ada sebagian dari proton dan netron lepas dari ikatan inti. Keadaan ini menjadikan isotop dengan nukelon lebih banyak cenderung bersifat tidak stabil. Sedangkan isotop dengan nukleon relatif sedikit cenderung stabil.
Kestabilan Inti dan Peluruhan
Kalian sudah memahami perbandingan beberapa isotop antara isotop satbil dan tidak stabil. Berikut ini akan dijelaskan teori tnetang kestabilan inti.
Secara sederhana isotop dengan nukleon sedikit berukuran kecil akan lebih stabil karena semua nukleon ada dalm jangkauan gaya ikat inti. Sementara isotop dengan nukleom banyak (nuklida berat) memiliki ukuran besar dengan kemungkinan melampaui jangkauan gaya ikat inti. Oleh karana itu dapat disimpulkan bahwa inti ringan (nukleon sedikit) cenderung stabil. Sedangkan inti berat (nukleon banyak) cenderung tidak stabil.
Secara rinci ada penjelasan teori kestabilan dengan visual grafik (Giancolli, Physics2005) sebagai berikut.
Gambar kiri menjelaskan bahwa nuklida yang berada pada garis grafik (N=Z) adalah nuklida stabil, gaya ikat inti yang berasal dari energi ikat inti mengikat kuat inti dan melawan gaya tolak elektrostatik. Tafsirannnya bahwa untuk nuklida di luar grafik (di ata atai di bawahnya) merupakan nuklida tidak satbil. Dalam hal ini isotop 𝑂816stabil karena persis di grafik tersebut, jumlah proton dan netronya sama yaitu 6. Sementara nuklida 𝑂817tidak stabil, adadi atas grafik kaena jumlah netron lebih banyak (9) dibanding dengan jumlah proton (8).
Gambar kanan menjelaskan fakta tentang energi ikat per nukleon. Nilai tertinggi ada pada 𝐹𝑒2656dengan eneri ikat pernukleon sekitar 8,8 M.eV/nukleon. Nuklida dengan nukleon lebih dari 56 memiliki energi ikat per nukleon semakin menurun. Ini ditafsirkan bahwa nuklida ringan cenderung stabil engan energi ikat per nukleon relatif besar. Sedangkan nukilda berat dengan jumlah nukleon banyak memiliki energi ikat per nukelon relatif kecil cederung tidak stabil. Begitulah dua penjelasan terkait kestabilan inti.
Sebagaimana yang sudah difahami sebelumnya, inti tidak stabil cenderung goyah dan beberap nukleon akan lepas. Peristiwa lepasnya sebagiannukleon dari nuklida tidak stabil disebut sebagai peluruhan (decay). Isotop 𝑂817akan melepas satu netron untuk menjadi isotop 𝑂816. Begitu pula isotop 𝐶614akan melepas dua netron untuk menjadi 𝐶612.