Perbedaan Reaksi Fisi dan Reaksi Fusi ( Artikel Lengkap )
Friday, 28 September 2018
Add Comment
Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir)
adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom
yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah sumber energi
yang menyebabkan bintang bersinar, dan Bom Hidrogen meledak. Senjata
nuklir adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan
fusi nuklir.
Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk
menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen.
Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom yang lebih
berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi
dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka — sebuah reaksi
eksotermik yang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.
Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi
dan reaksi fisi. Reaksi fusi adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti
atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai
reaksi yang bersih. Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti atom
akibat tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan atom baru
yang bermassa lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi fusi
juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sangat
berbahaya bagi manusia. Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang
terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom
hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali. Contoh
reaksi fisi adalah ledakan senjata nuklir dan pembangkit listrik tenaga
nuklir.
Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fisi
nuklir adalah Plutonium dan Uranium (terutama Plutonium-239,
Uranium-235), sedangkan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan
Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).
Reaksi Fisi
Sesaat sebelum perang dunia kedua beberapa
kelompok ilmuwan mempelajari hasil reaksi yang diperoleh jika uranium
ditembak dengan neutron. Otto Hahn dan Strassman, berhasil mengisolasi
suatu senyawa unsure golongan IIA, yang diperoleh dari penembakan
uranium dengan neutron. Mereka menemukan jika uranium ditembak dengan
neutron akan menghasilkan beberapa unsure menengah yang bersifat
radioaktif. Reaksi ini disebut reaksi fisi atau reaksi pembelahan inti.
Dari reaksi pembelahan inti dapat dilihat
bahwa setiap pembelahan inti oleh satu netron menghasilkan dua sampai
empat netron. Setelah satu atom uranium-235 mengalami pembelahan, netron
hasil pembelahan dapat digunakan untuk pembelahan atom uranium-235 yang
lain dan seterusnya sehingga dapat menghasilkan reaksi rantai. Hal ini
terjadi dalam bom atom. Agar pembelahan inti dapat menghasilkan reaksi
rantai, bahan pembelahan ini harus cukup besar sehingga neutron yang
dihasilkan dapat tertahan dalam cuplikan itu. Jika cuplikan terlampau
kecil, netron akan keluar sehingga tidak terjadi reaksi rantai.
Pembelahan inti selalu menghasilkan energy
kira-kira 200 MeV pada setiap pembelahan inti. Energy yang dihasilkan
pada pembelahan 235 gr uranium-235 ekivalen dengan energy yang
dihasilkan pada pembakaran 500 ton batubara.
Pembelahan inti seperti inilah yang
menyebabkan bencana di Hiroshima dan Nagasaki, dan merenggut nyawa
puluhan ribu orang. Sejak momen pertama bom atom dijatuhkan di Hiroshima
oleh Amerika Serikat dalam Perang Dunia II, tahun 1945, dan setelahnya,
diperkirakan 100.000 orang mati. Satu bom lagi yang dijatuhkan Amerika
di Nagasaki tiga hari setelah bencana di Hiroshima menyebabkan kematian
40.000 orang tepat pada saat peledakan. Kekuatan yang dilepaskan inti di
samping menyebabkan kematian banyak orang, juga menghancurkan area
pemukiman yang luas, dan radiasinya menimbulkan banyak penyimpangan
genetik yang tidak bisa diperbaiki dan masalah psikologis di pemukiman
yang tersisa, yang kelak akan mempengaruhi generasi berikutnya.
Baca Juga:
Reaksi Fisi Nuklir ( Artikel Lengkap )
Reaksi Fusi
Fusi nuklir (reaksi termonuklir)
adalah sebuah proses di mana dua inti atom bergabung, membentuk inti
atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi kebalikan dari fisi,
adalah penyatuan dua inti ringan menjadi inti yang lebih berat dan
menggunakan energi pengikat yang dilepaskan. Namun, untuk mencapai hal
ini secara terkendali sangat tidak mudah. Ini karena inti bermuatan
listrik positif dan bertolakan satu sama lain dengan kuat jika dipaksa
bersatu. Karena itu, sebuah gaya yang cukup kuat diperlukan untuk
mengatasi gaya repulsif di antara mereka agar fusi terjadi. Energi
kinetik yang dibutuhkan ini setara dengan temperatur sekitar 20-30 juta 0C.
Temperatur ini luar biasa tinggi sehingga tidak ada satu pun benda
padat untuk menampung partikel-partikel yang akan terlibat dalam reaksi
fusi ini tahan terhadapnya. Jadi, tidak ada satu mekanisme pun di dunia
yang dapat merealisasikan fusi kecuali panas dari bom atom.
Proses ini membutuhkan energi yang besar untuk
menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen.
Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom yang lebih
berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi
dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka — sebuah reaksi
eksotermik yang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.
Reaksi fusi terjadi di matahari sepanjang
waktu. Panas dan sinar yang datang dari matahari adalah hasil fusi
antara hidrogen dan helium, dan energi dilepaskan sebagai ganti materi
yang hilang selama perubahan ini. Setiap detik, matahari mengubah 564
juta ton hidrogen menjadi 560 juta ton helium. 4 juta ton sisa materi
diubah menjadi energi. Kejadian luar biasa ini menghasilkan tenaga
matahari yang sangat vital bagi kehidupan di planet kita, dan telah
berjalan selama jutaan tahun tanpa jeda. Dalam benak kita mungkin akan
timbul pertanyaan seperti ini: Jika setiap detik matahari kehilangan
materinya sebanyak 4 juta ton, kapan matahari akan habis?
Energi yang dilepas di banyak reaksi nuklir
lebih besar dari reaksi kimia, karena energi pengikat yang mengelem
kedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahan elektron ke
inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh dari penambahan
elektron ke hidrogen adalah 13.6 elektronvolt — lebih kecil satu per
sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi D-T seperti gambar di bawah.
Beberapa contoh reaksi fusi nuklir yang dapat dilangsungkan di permukaan Bumi adalah sebagai berikut:
(1)D+T→4He(3.5 MeV)+n(14.1 MeV) | |||
(2i)D+D→T(1.01 MeV)+p(3.02 MeV) 50% | |||
(2ii) →3He(0.82 MeV)+n(2.45 MeV) 50% | |||
(3)D+3He→4He(3.6 MeV)+p(14.7 MeV) | |||
(4)T+T→4He+2 n+ 11.3 MeV | |||
(5)3He+3He→4He+2 p+ 12.9 MeV | |||
(6i)3He+T→4He+p+n+ 12.1 MeV 51% | |||
(6ii) →4He(4.8 MeV)+D(9.5 MeV) 43% | |||
(6iii) →4He(0.5 MeV)+n(1.9 MeV)+p(11.9 MeV) 6% | |||
(7)D+6Li→2 4He+ 22.4 MeV | |||
(8)p+6Li→4He(1.7 MeV)+3He(2.3 MeV) | |||
(9)3He+6Li→2 4He +p+ 16.9 MeV | |||
(10)p+11B→3 4He+ 8.7 MeV | |||
(11)p+7Li→2 4He+ 17.3 MeV |
p (protium), D (deuterium), dan T (tritium) adalah sebutan untuk isotop-isotop hidrogen.
Sebagai tambahan/ pendukung kepada reaksi fusi
utama (yang diinginkan), beberapa reaksi fusi berikut yang mana
diikutsertakan/ disebabkan oleh neutron dan deuterium adalah penting.
Dimana reaksi ini menghasilkan tritium dan lebih banyak neutron, dalam
bomb nuklir dan reaktor nuklir.
0 Response to "Perbedaan Reaksi Fisi dan Reaksi Fusi ( Artikel Lengkap )"
Post a Comment