REAKSI INTI HAMDANI, S.Pd
Reaktor atom Matahari
REAKSI INTI Reaksi Inti adalah proses perubahan yang terjadi dalam inti atom akibat tumbukan dengan partikel lain atau berlangsung dengan sendirinya.
isalkan pada percobaan reaksi inti alam sebuah laboratorium ditembakan eberkas partikel a berenergi tinggi pada nti sasaran X. Setelah reaksi inti terjadi, erbentuk inti baru Y dan sebuah partikel b a X Y b Q
Y a + X a X Y b Q b
a X Y b Q Energi sebelum reaksi = energi sesudah reaksi Energi reaktan= energi produk + energi reaksi Energi reaksi = energi reaktan energi produk Q m m m m 931MeV / sma a X Y b
Ketika a dengan energi kinetik k a ditembakan pada inti sasaran X yang diam (K X =0). Kemudian terbentuk inti baru Y bergerak dengan energi kinetik K Y dan partikel b bergerak dengan energi kinetik K b, maka selisih antara energi kinetik sesudah dan sebelum reaksi sama dengan energi reaksi Q Q K Y K b K a
PADA REAKSI INTI BERLAKU: Hukum kekekalan momentum Hukum kekekalan energi Hukum kekekalan nomor atom Hukum kekekalan nomor massa
REAKSI FUSI Reaksi Fusi adalah reaksi penggabungan dua inti atom yang ringan menjadi inti atom yang lebih berat dan partikel elementer, disertai pelepasan energi yang sangat besar. Inti yang lebih berat di sini bukan berarti sesudah reaksi massa inti menjadi lebih besar dibandingkan dengan massa sebelum reaksi. Justru sebaliknya, massa sesudah reaksi lebih ringan dibandingkan dengan massa sebelum reaksi sehingga dilepaskan energi. Pengertian lebih berat maksudnya adalah nomor massa inti hasil reaksi lebih besar dibandingkan dengan nomor massa masing-masing inti reaktan (pereaksi).
Reaksi fusi disebut juga raksi termonuklir karena untuk menggabungkan inti-inti ringan dibutuhkan suhu yang sangat tingi yaitu sekitar 1. 10 8 derajat celcius. Suhu yang tinggi menyebabkan inti bergerak dengan kelajuan yang tinggi, sehingga gaya tolak Coulumb antara dua muatan listrik antara proton-proton dalam inti atom dapat diatasi.
Aplikasi Reaksi Fusi 1. Reaksi fusi nuklir pada bintang (matahari) Persamaan reaksi ada 3 tahap yaitu: 1. 2. 3. 1 2 1 H H H e 0, 42 MeV 1 1 1 1 0 2 1 3 1 1H 2He 5, H 49MeV 3 4 1 He He He H 12, 86 MeV 3 2 2 2 1 Reaksi pertama dan kedua terjadi dua kali, kedua positron saling menghilangkan dengan sebuah elektron dan menghasilkan radiasi elektromagnet, reaksi di atas dapat ditulis: 4 4 H He 2e 2 2 26, 7MeV 2 1 2
2. Reaksi fusi nuklir pada bom hidrogen Bahan baku bom hidrogen adalah inti deuterium dan tritium yang akan bergabung membentuk inti helium sambil membebaskan energi yang sangat besar. Untuk menggabungkan inti-inti tersebut diperlukan suhu yang sangat tinggi yang diperoleh dari ledakan atom biasa yang dihasilkan dari reaksi fisi sebagai pemicu berlanggsungnya reaksi fusi bom hidrogen yang akan menghasilkan ledakan bom yang lebih dahsyat. Persamaan reaksi fusi untuk bom hidrogen dapat ditulis: 2 3 4 H H He n 17, 6MeV 1 1 2 0 1
REAKSI FISI Reaksi fisi adalah reaksi yang terjadi pada inti berat yang ditumbuk oleh sebuah partikel (umumnya neutron) kemudian membelah menjadi dua inti baru yang lebih ringan. Neutron lebih mudah diserap oleh inti karena neutron tidak bermuatan, sehingga neutron tersebut tidak mengalami gaya Coulomb yang bersifat menolak ketika neutron mendekati permukaan inti.
Reaksi Inti Berdasarkan Model Tetes Cairan Netron lambat diserap oleh inti U-235 memberikan energi tambahan dalam inti. Energi tambahan dalam inti menyebabkan inti berubah bentuk menjadi memanjang. Ketika inti memanjang gaya Coulomb lebih besar dari gaya ikat inti, kemudian inti membelah menjadi dua inti yang baru.
235 U 1 n 236 U * 142 Ba 92 Kr 2 1 n 235 142 U A B m m Q A 92 Ba Kr n C D ( m m m ) D B m ( m m m MeV A B C D 931 C Q ( massa reak tan massa produk ) 931MeV 1
Reaksi Berantai Reaksi berantai ada 2 yaitu reaksi berantai tak terkendali (contoh:bom atom) dan reaksi berantai terkendali (contoh:reaktor atom)
Reaksi Berantai Tak Terkendali Reaksi berantai tak terkendali dapat menghasilkan energi yang sangat besar. Untuk satu pembelahan inti rata-rata energi yang dibebaskan 208 MeV. Reaksi berantai tak terkendali terjadi ketika neutron yang dihasilkan (rata-rata 2,5 neutron) dari setiap pembelahan inti menumbuk inti lain dan proses ini berlanggsung terus-menerus, energi yang terlepas akan terjadi sangat cepat sehingga terjadi ledakan (seperti dalam bom atomik).
Reaksi Berantai Terkendali Reaksi berantai terkendali dilakukan dengan cara membatasi jumlah neutron yang membelah inti dalam lingkungan inti atau mengkondisikan tiap pembelahan inti menyumbang hanya satu neutron yang akan menyebabkan pembelahan satu inti lainnya.
Kelemahan fusi sebagai sumber energi dibandingkan dengan fisi adalah dibutuhkan suhu yang sangat tinggi, dana yang besar dan pengetahuan yang sangat tinggi untuk mengolah sumber energi dari reaksi fusi, sedangkan kelebihannya energi yang dihasilkan lebih besar dan bahan bakar untuk reaktor fusi yaitu deuterium sangat berlimpah tersedia dalam air laut.
Contoh soal 1. Hitunglah energi yang dibebaskan dalam reaksi 235 93 141 U n Rb Cs 2n 235 93 141 1 m U m Rb m Cs m n 931, MeV Q 5 235,04394 92,92172 140,91949 1,0087 931, MeV Q 5 0,19403 931, MeV Q 5 Q 180, 73895 MeV
Kaisar ming mencari selir Tak memilih hamba sahaya Bicara soal reaksi nuklir Ada manfaat dan bahaya Jangan terperosok dalam lubang Lubang yang dalam siapa nak naikan Dengan ilmu yang berkembang Manfaat dirasakan bahaya ditekan
BAHAYA YANG DITIMBULKAN DARI REAKSI NUKLIR MANFAAT DARI REAKSI NUKLIR