SPFI4308 — Fisika Inti

1. Apa yang dimaksud dengan nomor atom (Z) pada suatu inti atom?

A. Jumlah total nukleon dalam inti
B. Jumlah proton dalam inti
C. Jumlah neutron dalam inti
D. Jumlah elektron dalam atom

Jawaban: B. Nomor atom (Z) adalah jumlah proton dalam inti atom, yang menentukan identitas unsur kimia.

2. Energi ikat inti dapat dihitung berdasarkan defek massa. Defek massa adalah…

A. Selisih antara massa inti dengan jumlah massa proton dan neutron bebas
B. Selisih antara massa proton dan neutron
C. Massa inti yang hilang saat peluruhan
D. Energi yang dibutuhkan untuk memisahkan inti

Jawaban: A. Defek massa adalah selisih massa inti aktual dengan total massa nukleon penyusunnya, yang dikonversi menjadi energi ikat.

3. Model tetes cairan (liquid drop model) menggambarkan inti atom sebagai…

A. Tetesan cairan yang tidak dapat dimampatkan dengan gaya nuklir seperti tegangan permukaan
B. Kulit elektron yang berisi nukleon
C. Partikel titik yang bergerak bebas
D. Gas ideal yang mengisi volume inti

Jawaban: A. Model tetes cairan memandang inti sebagai tetesan cairan homogen dengan kerapatan konstan, di mana gaya nuklir analog dengan tegangan permukaan.

4. Menurut model kulit (shell model), inti atom memiliki kestabilan tinggi jika jumlah proton atau neutronnya sama dengan bilangan ajaib (magic number). Contoh bilangan ajaib adalah…

A. 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126
B. 1, 4, 9, 16, 25, 36
C. 10, 20, 30, 40, 50, 60
D. 3, 7, 15, 31, 63, 127

Jawaban: A. Bilangan ajaib seperti 2, 8, 20, 28, 50, 82, dan 126 merupakan jumlah nukleon yang mengisi kulit penuh, memberikan stabilitas ekstra pada inti.

5. Hukum peluruhan radioaktif menyatakan bahwa laju peluruhan sebanding dengan…

A. Jumlah atom radioaktif yang tersisa
B. Waktu paruh atom
C. Energi peluruhan
D. Massa jenis inti

Jawaban: A. Hukum peluruhan radioaktif: laju peluruhan (dN/dt) berbanding lurus dengan jumlah inti radioaktif yang ada (N) pada saat itu.

6. Dalam penanggalan radioaktif menggunakan karbon-14, waktu paruh C-14 adalah sekitar 5730 tahun. Prinsip utamanya adalah…

A. Perbandingan isotop C-14 dengan C-12 dalam sampel organik
B. Jumlah total atom karbon dalam sampel
C. Laju peluruhan C-14 yang konstan
D. Suhu sampel saat ditemukan

Jawaban: A. Penanggalan karbon-14 didasarkan pada perbandingan konsentrasi C-14 (radioaktif) dengan C-12 (stabil) dalam sampel organik untuk menentukan usia.

7. Pada peluruhan alfa, partikel alfa yang dipancarkan terdiri dari…

A. 2 proton dan 2 neutron
B. 1 proton dan 1 neutron
C. 2 proton dan 1 neutron
D. 1 proton dan 2 neutron

Jawaban: A. Partikel alfa adalah inti helium-4 yang terdiri dari 2 proton dan 2 neutron, sehingga nomor massa berkurang 4 dan nomor atom berkurang 2.

8. Dalam peluruhan beta minus (β-), neutron dalam inti berubah menjadi…

A. Proton, elektron, dan antineutrino
B. Proton dan neutrino
C. Elektron dan positron
D. Proton dan foton

Jawaban: A. Peluruhan β- melibatkan konversi neutron menjadi proton dengan memancarkan elektron (β-) dan antineutrino elektron.

9. Daya henti (stopping power) ion di dalam materi terutama disebabkan oleh…

A. Interaksi elektromagnetik dengan elektron medium
B. Gaya gravitasi antara ion dan atom
C. Gaya nuklir kuat
D. Gaya nuklir lemah

Jawaban: A. Daya henti ion terutama berasal dari interaksi Coulomb dengan elektron medium, yang menyebabkan ion kehilangan energi melalui eksitasi dan ionisasi.

10. Jangkauan (range) ion dalam suatu materi bergantung pada…

A. Energi awal dan jenis ion, serta kerapatan medium
B. Hanya massa ion
C. Hanya suhu medium
D. Waktu paruh ion

Jawaban: A. Jangkauan ion ditentukan oleh energi awal ion, jenis ion (massa dan muatan), serta kerapatan dan komposisi medium yang dilaluinya.

11. Efek fotolistrik adalah interaksi foton dengan materi di mana…

A. Foton diserap seluruhnya oleh atom dan mengeluarkan elektron dari kulit dalam
B. Foton dihamburkan dengan perubahan panjang gelombang
C. Foton menghasilkan pasangan elektron-positron
D. Foton diteruskan tanpa interaksi

Jawaban: A. Pada efek fotolistrik, foton dengan energi cukup diserap atom, menyebabkan electron dari kulit dalam terlepas (efek foto).

12. Dosis serap radiasi didefinisikan sebagai…

A. Energi yang diserap per satuan massa bahan
B. Jumlah partikel radiasi per detik
C. Intensitas radiasi yang diterima
D. Aktivitas sumber radiasi

Jawaban: A. Dosis serap adalah energi yang diserap oleh suatu bahan per satuan massa, diukur dalam Gray (Gy), di mana 1 Gy = 1 J/kg.

13. Detektor Geiger-Müller termasuk jenis detektor gas isian. Prinsip kerjanya adalah…

A. Avalanche elektron yang disebabkan oleh ionisasi gas akibat radiasi
B. Pendaran cahaya dari sintilator
C. Pembangkitan panas pada termokopel
D. Perubahan resistansi semikonduktor

Jawaban: A. Detektor Geiger-Müller bekerja dengan menghasilkan avalanche elektron akibat ionisasi gas oleh radiasi, yang kemudian terdeteksi sebagai pulsa listrik.

14. Pada detektor sintilasi, radiasi diubah menjadi cahaya oleh bahan sintilator, kemudian cahaya tersebut…

A. Dikonversi menjadi sinyal listrik oleh fotodetektor (misalnya PMT)
B. Diserap langsung oleh rangkaian
C. Dipantulkan ke medium sekitarnya
D. Dibiaskan oleh lensa

Jawaban: A. Cahaya dari sintilator ditangkap dan diubah menjadi sinyal listrik oleh fotodetektor seperti photomultiplier tube (PMT) untuk dianalisis.

15. Reaksi inti umumnya ditulis sebagai A(a,b)B. Jika partikel a ditembakkan ke inti A, maka…

A. Terbentuk inti majemuk yang kemudian memancarkan partikel b dan menghasilkan inti B
B. Partikel a langsung dipantulkan
C. Inti A tetap tidak berubah
D. Reaksi berlangsung tanpa emisi partikel

Jawaban: A. Reaksi inti melibatkan pembentukan inti majemuk setelah penangkapan partikel a, yang kemudian meluruh memancarkan partikel b dan menghasilkan inti sisa B.

16. Reaksi fisi inti ditandai dengan…

A. Pembelahan inti berat menjadi dua inti lebih ringan disertai pelepasan energi dan neutron
B. Penggabungan dua inti ringan menjadi inti lebih berat
C. Peluruhan alfa spontan
D. Tangkapan elektron oleh inti

Jawaban: A. Fisi adalah pemecahan inti berat (misal U-235) menjadi dua inti lebih ringan setelah menyerap neutron, melepaskan energi besar dan neutron tambahan.

17. Salah satu penerapan fisika inti dalam bidang medis adalah radioterapi proton. Keunggulan utama terapi proton dibandingkan radiasi konvensional adalah…

A. Proton memberikan dosis maksimal pada kedalaman tertentu (Bragg peak) sehingga meminimalkan kerusakan jaringan sehat di sekitarnya
B. Proton tidak berinteraksi dengan jaringan
C. Proton lebih mudah diproduksi
D. Proton hanya digunakan untuk diagnosis

Jawaban: A. Terapi proton memanfaatkan puncak Bragg, di mana proton melepaskan sebagian besar energinya pada kedalaman tertentu, sehingga target (tumor) mendapat dosis tinggi sementara jaringan sehat di sekitarnya terlindungi.

18. Apa yang dimaksud dengan nomor atom (Z) dalam struktur inti?

A. Jumlah neutron dalam inti
B. Jumlah proton dalam inti
C. Jumlah nukleon dalam inti
D. Jumlah elektron dalam atom

Jawaban: B. Nomor atom (Z) adalah jumlah proton dalam inti atom, yang menentukan identitas unsur kimia.

19. Energi ikat inti didefinisikan sebagai…

A. Energi yang dilepaskan saat inti terbentuk dari nukleon-nukleonnya
B. Energi kinetik rata-rata nukleon dalam inti
C. Energi potensial listrik antar proton
D. Energi yang diperlukan untuk memecah inti menjadi nukleon bebas

Jawaban: D. Energi ikat inti adalah energi minimum yang diperlukan untuk memisahkan inti menjadi proton dan neutron bebas.

20. Menurut model tetes cairan, energi ikat inti dapat dihitung menggunakan…

A. Rumus massa semi-empiris Bethe-Weizsäcker
B. Hukum Coulomb
C. Persamaan gelombang Schrödinger
D. Teori relativitas Einstein

Jawaban: A. Model tetes cairan menggunakan rumus massa semi-empiris Bethe-Weizsäcker yang mencakup suku volume, permukaan, Coulomb, simetri, dan pasangan.

21. Keunggulan utama model kulit dalam fisika inti adalah kemampuannya menjelaskan…

A. Bentuk inti yang tidak bulat
B. Bilangan ajaib (magic numbers)
C. Energi fisi nuklir
D. Peluruhan alfa

Jawaban: B. Model kulit berhasil menjelaskan keberadaan bilangan ajaib (2, 8, 20, 28, 50, 82, 126) yang menunjukkan kestabilan inti seperti kulit elektron dalam atom.

22. Konstanta peluruhan (λ) dalam hukum peluruhan radioaktif memiliki satuan…

A. s
B. s⁻¹
C. Bq
D. J

Jawaban: B. Konstanta peluruhan (λ) adalah probabilitas peluruhan per satuan waktu, sehingga satuannya adalah s⁻¹.

23. Dalam penanggalan radioaktif menggunakan karbon-14, waktu paruh karbon-14 adalah sekitar…

A. 5730 tahun
B. 1000 tahun
C. 10.000 tahun
D. 1 juta tahun

Jawaban: A. Waktu paruh karbon-14 adalah 5730 tahun, yang memungkinkan penanggalan benda organik hingga sekitar 50.000 tahun.

24. Pada peluruhan alfa, inti induk kehilangan…

A. 2 proton dan 2 neutron
B. 1 proton dan 1 neutron
C. 2 proton dan 1 neutron
D. 1 proton dan 2 neutron

Jawaban: A. Partikel alfa terdiri dari 2 proton dan 2 neutron (inti helium), sehingga nomor massa berkurang 4 dan nomor atom berkurang 2.

25. Peluruhan beta-plus (β⁺) menghasilkan emisi…

A. Elektron
B. Positron
C. Neutrino
D. Foton

Jawaban: B. Peluruhan beta-plus melibatkan konversi proton menjadi neutron dengan emisi positron dan neutrino.

26. Daya henti (stopping power) ion dalam materi terutama disebabkan oleh…

A. Interaksi gravitasi
B. Interaksi elektromagnetik dengan elektron dan inti
C. Gaya nuklir kuat
D. Gaya nuklir lemah

Jawaban: B. Daya henti ion berasal dari interaksi Coulomb dengan elektron (ionisasi) dan inti (hamburan), yang memperlambat partikel.

27. Jangkauan (range) ion dalam medium didefinisikan sebagai…

A. Jarak maksimum yang ditempuh ion sebelum berhenti
B. Kecepatan rata-rata ion
C. Energi yang hilang per satuan jarak
D. Jumlah tumbukan per detik

Jawaban: A. Jangkauan adalah jarak total yang ditempuh partikel bermuatan dalam medium sebelum kehilangan seluruh energi kinetiknya.

28. Efek fotolistrik adalah interaksi foton dengan materi di mana foton diserap sepenuhnya dan menyebabkan…

A. Emisi elektron dari atom
B. Produksi pasangan elektron-positron
C. Hamburan foton dengan perubahan energi
D. Eksitasi inti atom

Jawaban: A. Dalam efek fotolistrik, foton diserap oleh atom dan melepaskan elektron (fotoelektron) dari kulit atom.

29. Dosis serap radiasi dalam dosimetri didefinisikan sebagai…

A. Energi yang diserap per satuan massa
B. Jumlah partikel radiasi per detik
C. Aktivitas sumber radiasi
D. Jarak dari sumber radiasi

Jawaban: A. Dosis serap adalah energi radiasi yang diserap per satuan massa materi, dengan satuan gray (Gy) yaitu J/kg.

30. Dalam detektor gas isian, daerah operasi yang menghasilkan sinyal proporsional terhadap energi radiasi disebut…

A. Daerah proporsional
B. Daerah Geiger-Müller
C. Daerah saturasi
D. Daerah rekombinasi

Jawaban: A. Pada daerah proporsional, jumlah ion yang terkumpul sebanding dengan energi radiasi yang masuk, memungkinkan spektrometri.

31. Detektor sintilasi bekerja berdasarkan prinsip…

A. Konversi radiasi menjadi cahaya yang kemudian dideteksi oleh fotodetektor
B. Ionisasi gas
C. Pemanasan material
D. Perubahan hambatan listrik

Jawaban: A. Detektor sintilasi menggunakan bahan yang memancarkan cahaya (sintilasi) saat terkena radiasi, lalu cahaya diubah menjadi sinyal listrik oleh PMT atau fotodioda.

32. Reaksi inti (n,α) berarti…

A. Proyektil neutron, partikel yang dipancarkan alfa
B. Proyektil alfa, partikel yang dipancarkan neutron
C. Proyektil proton, partikel yang dipancarkan neutron
D. Proyektil deuteron, partikel yang dipancarkan alfa

Jawaban: A. Notasi (n,α) menunjukkan bahwa neutron sebagai proyektil mengenai inti target dan menghasilkan partikel alfa sebagai produk.

33. Reaksi fisi nuklir ditandai dengan…

A. Pembelahan inti berat menjadi dua inti yang lebih ringan
B. Penggabungan dua inti ringan menjadi inti berat
C. Emisi partikel alfa
D. Penyerapan neutron tanpa perubahan inti

Jawaban: A. Fisi nuklir adalah proses di mana inti berat, seperti uranium-235, membelah menjadi dua inti yang lebih ringan dengan melepaskan energi dan neutron.

34. Dalam radioterapi proton, keunggulan utama proton dibandingkan sinar-X konvensional adalah…

A. Proton memiliki puncak Bragg yang memungkinkan dosis tinggi tepat di tumor
B. Proton lebih murah
C. Proton tidak memerlukan akselerator
D. Proton hanya digunakan untuk tumor jinak

Jawaban: A. Proton memiliki karakteristik puncak Bragg, di mana sebagian besar energi dilepaskan pada akhir jangkauannya, sehingga meminimalkan kerusakan jaringan sehat di sekitar tumor.

35. Apa yang dimaksud dengan nomor atom (Z) dalam struktur inti?

A. Jumlah neutron dalam inti
B. Jumlah proton dalam inti
C. Jumlah nukleon dalam inti
D. Jumlah elektron dalam atom

Jawaban: B. Nomor atom (Z) adalah jumlah proton dalam inti atom, yang menentukan identitas unsur kimia.

36. Bagaimana hubungan antara energi ikat inti dan stabilitas inti?

A. Semakin besar energi ikat per nukleon, inti semakin tidak stabil
B. Semakin kecil energi ikat per nukleon, inti semakin stabil
C. Semakin besar energi ikat per nukleon, inti semakin stabil
D. Energi ikat tidak mempengaruhi stabilitas inti

Jawaban: C. Energi ikat per nukleon yang besar menunjukkan inti lebih stabil karena lebih banyak energi diperlukan untuk memisahkan nukleon.

37. Dalam model tetes cairan, inti atom diibaratkan seperti tetesan cairan. Sifat apa yang paling mendominasi dalam model ini?

A. Sifat kuantum kulit elektron
B. Gaya nuklir pendek dan saturasi
C. Interaksi elektromagnetik antar proton
D. Peluruhan radioaktif spontan

Jawaban: B. Model tetes cairan didasarkan pada gaya nuklir yang pendek dan saturasi, membuat inti berperilaku seperti cairan yang tidak dapat dimampatkan.

38. Berdasarkan model kulit, bilangan ajaib (magic numbers) untuk proton atau neutron yang menghasilkan inti sangat stabil adalah…

A. 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126
B. 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49
C. 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36
D. 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50

Jawaban: A. Bilangan ajaib adalah 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 yang sesuai dengan kulit nukleon tertutup, memberikan stabilitas tinggi.

39. Jika waktu paruh suatu isotop adalah 10 tahun dan aktivitas awalnya 100 Bq, berapa aktivitasnya setelah 20 tahun?

A. 50 Bq
B. 25 Bq
C. 12,5 Bq
D. 75 Bq

Jawaban: B. Setelah satu waktu paruh (10 tahun), aktivitas menjadi 50 Bq. Setelah dua waktu paruh (20 tahun), aktivitas menjadi 25 Bq.

40. Hukum kelestarian apa yang paling ketat berlaku dalam peluruhan beta?

A. Kekekalan nomor atom
B. Kekekalan nomor massa dan nomor atom
C. Kekekalan nomor massa, nomor atom, dan energi
D. Kekekalan momentum sudut dan muatan

Jawaban: C. Dalam peluruhan beta, nomor massa kekal, nomor atom berubah, tetapi energi dan momentum sudut tetap kekal bersama dengan muatan.

41. Partikel alfa terdiri dari…

A. Dua proton dan dua neutron
B. Satu proton dan satu neutron
C. Dua proton dan satu neutron
D. Empat proton

Jawaban: A. Partikel alfa identik dengan inti helium-4, terdiri dari dua proton dan dua neutron.

42. Dalam peluruhan beta minus (β-), apa yang terjadi pada inti?

A. Neutron berubah menjadi proton, elektron, dan antineutrino
B. Proton berubah menjadi neutron, positron, dan neutrino
C. Neutron berubah menjadi proton dan foton gamma
D. Proton menangkap elektron dan menjadi neutron

Jawaban: A. Peluruhan β- melibatkan perubahan neutron menjadi proton dengan memancarkan elektron dan antineutrino.

43. Daya henti (stopping power) ion dalam materi terutama disebabkan oleh…

A. Interaksi gravitasi
B. Interaksi elektromagnetik dengan elektron atom
C. Reaksi nuklir dengan inti
D. Efek fotolistrik

Jawaban: B. Ion kehilangan energi terutama melalui interaksi elektromagnetik dengan elektron atom dalam medium, yang disebut daya henti elektronik.

44. Jangkauan (range) partikel alfa di udara lebih pendek daripada partikel beta karena…

A. Partikel alfa bermassa lebih besar dan bermuatan lebih tinggi
B. Partikel alfa lebih cepat
C. Partikel beta lebih berat
D. Partikel alfa tidak bermuatan

Jawaban: A. Partikel alfa memiliki massa yang jauh lebih besar dan muatan +2, sehingga kehilangan energi lebih cepat dan memiliki jangkauan lebih pendek.

45. Efek Compton terjadi ketika foton berinteraksi dengan…

A. Inti atom
B. Elektron bebas atau terikat lemah
C. Neutron
D. Molekul air

Jawaban: B. Efek Compton adalah hamburan foton oleh elektron bebas atau terikat lemah, di mana foton kehilangan sebagian energinya.

46. Dosis serap (absorbed dose) dalam dosimetri didefinisikan sebagai…

A. Energi radiasi yang dipancarkan sumber per detik
B. Energi yang diserap per satuan massa
C. Jumlah partikel radioaktif per cm2
D. Dosis ekivalen dikalikan faktor bobot

Jawaban: B. Dosis serap adalah energi radiasi yang diserap per satuan massa materi, satuan gray (Gy).

47. Prinsip kerja detektor gas isian (misalnya Geiger-Müller) bergantung pada…

A. Produksi pasangan elektron-ion oleh radiasi
B. Emisi cahaya oleh sintilator
C. Pembangkitan panas oleh radiasi
D. Perubahan warna film

Jawaban: A. Detektor gas isian bekerja dengan radiasi mengionisasi gas, menghasilkan pasangan elektron-ion yang kemudian dikumpulkan untuk menghasilkan sinyal.

48. Dalam detektor sintilasi, fungsi fotomultiplier adalah…

A. Mengubah foton menjadi pulsa listrik
B. Mengionisasi gas
C. Menyerap neutron
D. Mempercepat partikel

Jawaban: A. Fotomultiplier mengubah foton cahaya dari sintilator menjadi sinyal listrik yang diperkuat.

49. Reaksi fisi nuklir ditandai dengan…

A. Pembelahan inti berat menjadi dua inti lebih ringan
B. Penggabungan inti ringan menjadi inti lebih berat
C. Emisi partikel beta dari inti
D. Penyerapan neutron tanpa perubahan inti

Jawaban: A. Fisi adalah pembelahan inti berat (seperti uranium) menjadi dua inti lebih ringan, disertai pelepasan neutron dan energi.

50. Dalam radioterapi proton, keuntungan utama dibandingkan radioterapi sinar-X adalah…

A. Proton memiliki daya tembus lebih besar
B. Proton memberikan dosis maksimal pada kedalaman tertentu (Bragg peak)
C. Proton lebih murah
D. Proton tidak merusak sel normal

Jawaban: B. Radioterapi proton memanfaatkan puncak Bragg, di mana sebagian besar energi didepositkan pada kedalaman tertentu, meminimalkan kerusakan jaringan sehat di sekitarnya.

SPFI4308 — Fisika Inti

Latihan Tambahan dengan AI