Makalah Bom Atom

download Makalah Bom Atom

of 18

Transcript of Makalah Bom Atom

MAKALAH KIMIA INTI DAN RADIOKIMIA BOM ATOMMakalah ini dibuat untuk memenuhi Tugas Mata Kuliah Kimia Inti dan Radiokimia

Disusun oleh :

Eva Yulia Resty Syafdaningsih

062108024 062108002

PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PAKUAN 2011

B

T

Kit l t

t i

i l

i y ,

t i t l l yi p

, i p it

p p ti,

l r

l t

t t ri p y i ti

c r l r i r r i i y ir i , t

. p r j

p rti y i

ji, p rti l , p t j i

cil i i ri t y t.

y . r iy

Kekuatan ter embunyi di dalam at m sedemikian hebat sehingga penemuannya memungkinkan manusia untuk membangun kanal besar

antarsamudra, menggali menembus gunung, mempr duksi iklim buatan, dan menyelesaikan banyak pr yek bermanfaat. Namun, sementara kekuatan

tersembunyi di dalam at m berguna bagi kemanusiaan di satu sisi, ia mengandung bahaya sangat besar bagi kemanusiaan di sisi lain. Sedemikian dahsyat sehingga penyalahgunaan kekuatan ini, puluhan ribu orang kehilangan jiwanya dalam waktu yang relatif singkat - beberapa detik saja - di Hiroshima dan Nagasaki di masa Perang Dunia ke-2. Beberapa tahun belakangan, sebuah kecelakaan yang terjadi di Pembangkit Tenaga Nuklir Chernobyl, Rusia menyebabkan kematian atau terlukanya sejumlah besar manusia. Bom didefinisikan sebagai alat peledak yang digunakan untuk

menghancurkan target. Ledakan bom atom yg dijatuhkan dikota Hirosima dan Nagasaki mempunyai kekuatan menghancurkan yang mengagumkan..

Kebanyakan bom terdiri dari wadah logam yang diisi dengan bahan peledak atau bahan kimia, dan suatu alat untuk meledakkan dan menghamburkan isi bom. Ukuran bom beraneka ragam. Yang kecil dapat ditenteng dan dilemparkan dengan tangan, seperti granat, atau ditembakkan dengan senjata altileri. Tapi, bom umumnya dijatuhkan dari pesawat terbang. Namun secara garis besar ada dua macam bom: bom biasa dan bom nuklir. Kebanyakan orang menyangka bawah Albert Einstein adalah penemu bom atom, padahal penemunya adalah Julius Robert Oppenheimer. Nama Julius Robert Oppenheimer akan selalu diingat dan dipuji dengan ciptaannya yaitu alat penghancur yang dahsyat pada tahun 1940an, Bom Atom. Saat musim panas 1945

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

2

bom tsb dijatuhkan di dua kota di Jepang yaitu Hiroshima dan Nagasaki yang membuat Jepang langsung menyerah. Bom nuklir merupakan bom yang memiliki daya ledak yang maha dahsyat. Ledakannya berasal dari peristiwa-peristiwa pembelahan (fisi) dan penggabungan (fusi) inti-inti atom. Efek yang ditimbulkannya merupakan akibat pelepasan energi yang sangat besar, dalam waktu yang sangat singkat. Termasuk dalam jenis ini antara lain bom atom dan bom hydrogen. Bom yang berasal dari pembelahan inti atom disebut bom atom. Dasar pelepasan tenaga atom adalah pembelahan inti yang berlangsung dengan reaksi berantai. Bom atom memerlukan waktu kurang dari 1/100.000 detik untuk melakukan pembelahan inti dalam jumlah besar, sehingga terjadi pelepasan tenaga sangat besar. Peristiwa pembelahan inti adalah proses ketika sebuah neutron menabrak suatu inti berat. Akibat tabrakan ini, terjadi pembelahan menjadi dua inti yang lebih kecil dan beberapa butir neutron, dengan disertai pelepasan energi (panas) yang sangat besar. Neutron-neutron ini kemudian menabrak inti-inti lain yang akan membelah lebih lanjut. Untuk terjadinya peledakan suatu bom atom, dalam reaksi berantai yang terjadi harus terpenuhi kondisi-kondisi berikut: (1) (2) Nomor atom unsur induk lebih besar dari 90 Setelah menangkap neutron, inti itu seketika membelah menjadi dua bagian yang hampir sama massanya, (3) Adanya massa kritis yang bisa menghasilkan neutron sebagai neutron pemula dalam reaksi berantai, (4) (5) Jumlah massa sebelum reaksi lebih besar dari jumlah massa sesudah reaksi Dalam setiap reaksi, jumlah neutron yang terjadi harus lebih banyak dari jumlah neutron yang bereaksi.

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

3

B

B m

m

Bahan bom atom lazimnya adalah uranium-235 atau plutonium-239. Pada prinsipnya, bom atom terdiri dari dua massa yang masing-masing lebih kecil dari massa kritisnya. Tapi, bila digabung menjadi satu massa akan melebihi massa kritis tersebut. Bila hendak diledakkan, kedua massa tersebut digabungkan rapatrapat sehingga terjadilah rentetan pembelahan inti yang mengakibatkan peledakan yang sangat dahsyat. Sebagai contoh, bom atom generasi awal yang diledakkan di Hiroshima dan Nagasaki (1945) memiliki daya ledak sekitar 20.000 ton TNT.

Jenis bom yang lain adalah bom hidrogen. Bom jenis ini mendapatkan tenaga dari fusi inti-inti atom hidrogen berat (deutron). Reaksi penggabungan ini memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk memulainya. Untuk itu, pada bom hidrogen digunakan bom atom kecil untuk mengawalinya. Ledakan bom hidrogen jauh lebih dahsyat daripada ledakan bom ato m. Daya ledaknya diukur dalam megaton (juta ton) TNT. Ledakan bom ini akan menghasilkan bola api dengan garis tengah beberapa kilometer disertai timbulnya awan cendawan yang tinggi sekali. Di samping bom atom dan bom hidrogen, dikenal pula bom kobalt. Neutron yang banyak dihasilkan pada ledakan bom hidrogen dimanfaatkan untuk mengubah kobat biasa (Co-59) menjadi kobalt-60 yang radioaktif. Bom kobalt dibuat dengan menyelubungi sebuah bom hidrogen dengan wadah yang terbuat dari kobalt biasa yang tebal. .

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

4

Problem utama yang dihadapi adalah memisahkan isotop uranium yang ada di alam yang sebagian besar terdiri atas isotop uranium dengan nomor atom 238. Kadar U-235 hanya < 1% dari uranium metal yang berada di alam, padahal kadar uranium di alam dalam batuan hanya sekitar 0,7%. Uranium 238merupakan bahan yang dapat diubah menjadi bahan fisil (dapat dibelah) Pu -239 setelah diradiasi dengan neutron di dalam reaktor. Uranium 235 juga bahan fisil, dan dapat dibelah menjadi fragmen nuklida yang lebih kecil dengan membebaskan energi yang cukup besar (sekitar 25,5 juta kilo kalori perkilogram uranium). Bandingkan dengan energi yang dibebaskan pada pembakaran 1 kilogram karbon yang hanya sebesar 8,5 kilokalori. Kesulitan dalam pemisahan U-235 dari U-238 adalah karena sifat-sifat kimia yang sama. Karena pemisahan secara kimia sukar dilakukan, maka perlu dikembangkan cara-cara fisika. Metode yang pernah dikembangkan antara lain saat ini adalah metoda difusi gas, metoda pemisahan magnetik, dan metoda pemisahan isotop dengan laser (LIS). Dalam pengayaan U-235, maka uranium perlu dijadikan gas dalam bentuk UF6 (Uranium Heksaflorida. Karena U-235 lebih ringan dari U-238, maka ia memiliki kelincahan yanglebih tinggi dan lebih mudah menembus membran yang terbuat berpori-pori sangat halus. Dengan suatu tekanan yang cukup maka campuran gas UF6 dari isotop U-235 dan U-238 dapat dilewatkan membran. Setelah melewati membran terjadi kenaikan konsentrasi U-235 F6. Hasil pengayaan ini dapat dilewatkan lagi pada membran berikutnya dan seter usnya, dan setelah melewati ribuan membran maka konsentrasi U-235 dapat dina35, tetapi tidak pada U-238. U-238 yang tereksitasi dapat diionkan yang seterusnya dapat dipisahkan secara elektromagnet, atau direaksikan dengan bahan perangkap yang membuat isotop terperangkap. Baik U-235 maupun U-238 adalah radioaktif. Uranium adalah metal yang berat jenisnya lebih besar dari emas dan setelah mengalami peluruhan lebih dari 100.000 tahun, maka uranium akan menjadi timbal (Pb). Kedua isitop di atas terdapat di alam dengan perbandingan (U-238/U-235)= 99,3 / 0,7. Bahan uranium-235 sangat sukar untuk dipisahkan. Setiap 25.000 ton bijih uranium yang ditambang dari bumi, hanya menghasilkan 50 ton metal uranium. Dari metal uranium ini 99,3% adalah U-238 dan tidak dapat dijadikan bahan bakar

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

5

langsung bagi bom atom. Andaikan terbentuknya uranium merupakan awal terbentuknya batuan atau bumi, maka dengan mengukur kadar Pb, dapatlah diperkirakan umur batuan. Demikianlah umur bumi diperkirakan sekitar empat setengah milyar tahun. Unsur plutonium tidak terdapat di alam, dan kalau toh ditemukan hanya dalam bentuk unsur kelumit. Pu-239 dapat dibuat di dalam reaktor ketika U-238 mendapat hujan neutron yang bertubi-tubi yang mengubahnya menjadi U-239. Unsur yang terakhir ini setelah melepaskan positron mengalami transmutasi menjadi Pu-239. Ada metode kimia yang digunakan untuk memisahkan Pu-239 dari campurannya. Plutonium bahan yang mudah belah tetapi tidak semudah U235. Ia juga bahan yang beracun. Bahan-bahan yang murni nuklir perlu disimpan sedemikian massa kritis tidak dilampaui. Untuk bom nuklir maka bahan-bahan perlu dipisahkan sedemikian masing-masing tidakmencapai kritis. Kekritisan dapat dicapai dengan menyatukan bahan-bahan yang dibawah kritis tersebut sampai mencapai massa superkritis. Salah satu cara adalah dengan detonasi kimia. Bahan lain yang merupakan bahan bom nuklir adalah gas deuterium dan tritirium. Pada suhu yang sangat tinggi kedua bahan ini dapat bereaksi fusi nuklir dan menghasilkan panas. Reaksi ini terjadi di matahari dan merupakan sumber energi kehidupan dibumi. Setiap detiknya dibakar sekitar 6 juta ton gas hidrogen. Hasil gas bahan berupa gas He dan dalam reaksi dibebaskan neutron cepat. Bom atom fusi memerlukan kondisi awal dengan suhu yang tinggi sekali yaitu berorde jutaan derajat celcius. Suhu ini dapat dicapai dengan ledakan fisi U-235 atau fisi Pu-239. Dengan demikian bom atom hidrogrn merurpakan bom atom dua tngkat yaitu fisi diikuti fusi. Kekuatannyapun lebih dahsyat yaitu sekitar 15 Megaton Bom fusi dapat digunakan untuk meledakkan bom nuklir dengan bahan bakar U-238. Bahan ini sangat melimpah sehingga dapat dibuat bom nuklir yang dangat kuat. U-238 dapat dibelah oleh neutron cepat yang dibebaskan oleh reaksi fusi. Dengan fisi (U-238), fusi (D-T) dan fisi (U-238) maka dapat dicapai kekuatan 125 Megaton atau lebih.

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

6

Pembel

i i

Penciptaan energi nuklir menarik untuk dikaji. Terlebih sejak empat ilmuwan Jerman, yakni Otto Hahn, Lise Meitner, Fritz Strassman, dan Otto Frisch menemukan pertamakali tahun 1939, bahwa inti atom berat (radioaktif) bisa dibelah dengan menembakkan sebuah netron. Netron dipilih karena zarah ini tidak bermuatan. Sehingga tidak akan menimbulkan gaya tolak coulomb terhadap intiinti atom bermuatan positif, proton. Reaksi pembelahan (fisi) sebuah inti akan menghasilkan rata-rata 2,5 netron dan beberapa inti baru. Pada bom atom, reaksi pembelahan ini akan terus berantai tidak terkendali karena netron baru tidak dicegah untuk menumbuk inti-inti yang telah dihasilkan. Yang sangat bahaya, karena dalam setiap pembelahan inti akan terjadi pelepasan energi yang besar. Contohnya, pada pembelahan satu inti uranium dilepaskan energi sebesar 208 MeV. Satu MeV setara dengan energi listrik 4,45 x 10-20 kWh. Itu baru untuk satu nuklida (inti atom). Coba bayangkan betapa besarnya energi yang dilepaskan oleh pembelahan inti satu kilogram uranium. Energinya akan mencapai 2,37 x 107 kWh. Bila energi ini digunakan untuk menghidupkan bola lampu 100 W, maka bola lampu itu akan terus menyala tanpa henti selama 30.000 tahun! Lain halnya bila dihitung dalam kalori, energi pembelahan satu kilogram U-235 adalah 25,5 juta kilogram kalori. Bandingkan dengan pembakaran satu kilogram karbon yang hanya menghasilkan 8,5 kalori. Bila menilik ukuran atom, mungkin kita sulit percaya. Sebuah nuklida (yang tersusun oleh proton-proton dan netron) ukurannya berada dalam orde 1015 meter. Untuk membuat bayangan sederhana, baiklah ukuran inti atom kita perbesar seukuran kelereng. Maka, bila kita tempatkan kelereng itu di tengah lapangan sepak bola, itulah gambaran nuklida di dalam atom. Sungguh kecil. Namun demikian, inti atom ternyata mengandung lebih dari 99,9 persen massa atomnya, atau setara dengan 1.800 kali massa sebuah orbitalnya, elektron. Selebihnya atom merupakan ruangan kosong. Menakjubkan!

Pri ip eaksi N klir Berantai Reaksi nuklir yang didapat digunakan untuk membangkitkan energi ada dua jenis yaitu reaksi nuklir fisi (pembelahan) dan reaksi nuklir fusi

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

7

(penggabungan). Dalam reaksi nuklir fisi, atom-atom berat yang dapat belah (fisionable) terbelah oleh neutron, sedangkan reaksi fusi merupakan

penggabungan inti-inti isotop hidrogen. Bom nuklir atau bom atom, sebenarnya tidak hanya bisa diciptakan melalui reaksi fisi. Para ahli kemudian mencoba membuat bom Hidrogen dengan cara melakukan penggabungan (fusi) inti-inti ringan deuterium (H2) dan tritium (H3). Dua inti bernomor atom kecil ini bila digabungkan akan membentuk helium (He-4) sambil membebaskan energi yang besar. Namun demikian, penyatuan dua nuklida tentu tidak mudah. Dibutuhkan energi yang sangat besar sebelumnya untuk melawan gaya tolak Coulomb. Artinya, untuk mendapatkan kelajuan inti yang sangat cepat agar bertumbukan, dibutuhkan suhu tinggi hingga ratusan juta Kelvin. Dengan kata lain, reaksi fusi harus didahului dengan fisi. Sehingga reaksi ini disebut reaksi termonuklir atau reaksi bertingkat, fisi dan fusi. Dengan demikian, bom hidrogen memiliki kekuatan lebih besar lagi dari bom atom. Maret 1954, AS telah mengujicoba bom hidrogen pertama bernama "Bravo" di Atol Bikini, Kepulauan Marshal, Samudera Pasifik. Bravo berkekuatan 10 megaton TNT atau kira-kira 700 kali energi bom atom Little Boy! Alhasil, jutaan ton pasir, batu karang, tumbuhan, dan fauna laut dalam radius 20 mil beterbangan membentuk cendawan raksasa membakar langit. Mengerikan, tiga Atol Bikini, yakni Bokonijien, Aerokojlol, dan Nam, tidak terlihat lagi di atas permukaan air. Naudzubillahimindzalik. Ada tiga inti dapat belah yaitu U-235, U-233 dan Pu-239. Neutron merupakan partikel yang ideal untuk membelah inti. Ia tidak bermuatan listrik, sehingga mudah masuk ke dalam inti atom tanpa mengalami gaya tolak Coulomb. Sebagai diketahui atom tersusun atas neutron dan proton yang terikat dalam volum yang sangat kecil dan dikelilingi oleh elektron orbit. Ukuran atom berorde 10-10 m dan ukuran inti berorde 10-15 m. Seandainya elektron, proton dan neutron diperbesar seukuran kelereng dengan radius 1 cm. Maka kelereng elektron ini akan mmengitari kelereng inti dengan radius 1 km. Atom netral memiliki jumlah elektron sama dengan jumlah proton dan jumlah ini menggambarkan nomor atom. Jumlah proton dan neutron menggambarkan nomor massa. Untuk U235, maka jumlah proton adalah 92 dan jumlah neutron ada 143. Untuk U-238,

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

8

jumlah proton 92 dan jumlah neutron 146. Secara kimia sifat U-235 dan U-238 adalah sama. Walaupun proton dan neutron terpaket dalam volum yang sangat kecil, namun gaya-gaya repulsif coulomb antar proton dapat dikalahkan oleh gaya-gaya nuklir yang dangatkuat. Pada reaksi pembelahan inti dibebaskan energi sekitar 100 sampai 200 juta elektron volt. Di samping itu juga dibebaskan 2 sampai 3 neutron baru. Dalam waktu sekejap (seperjuta detik) gumpalan bahan fisi akan membebaskan energi yang sangat besar dan terjadilah ledakan. Reaksi berantai dapat terjadi pada gumpalan massa fisi yang mencapai massa super kritis. Fisi adalah sebuah reaksi pemisahan inti atom menjadi fragmen-fragmen. Seperti terlihat pada gambar berikut, atom uranium 235 yang ditabrakan dengan sebuah netron menjadi terpisah dan membentuk atom kripton 92 dan barium 142. Dampak dari tabrakan ini yaitu dilepaskannya sinar gamma dalam bentuk energi Dua proses teknis yang disebut "fisi" dan "fusi" melepaskan gaya dahsyat dalam inti atom ini, yang dapat membahayakan jiwa jutaan manusia. Meskipun reaksi ini semula tampaknya terjadi di dalam inti atom, sebenarnya semua komponen atom terlibat. Reaksi yang disebut fisi adalah reaksi nuklir di mana inti atom membelah menjadi fragmen, dan reaksi yang disebut fusi membawa dua inti bergabung dengan sebuah gaya yang kuat. Dalam kedua reaksi ini, energi dalam jumlah besar dilepaskan.

Reaksi Fisi

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

9

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

10

Fisi adalah reaksi nuklir di mana inti atom, yang terikat oleh gaya terkuat di alam semesta, atau "Gaya Nuklir Kuat", terbelah menjadi fragmen-fragmen. Bahan utama yang digunakan dalam percobaan fisi adalah "uranium" karena atom uranium adalah salah satu atom terberat. Dengan kata lain, terdapat banyak proton dan netron di dalam inti atomnya. Dalam percobaan fisi, ilmuwan menembakkan sebuah netron pada inti uranium dengan kecepatan tinggi. Mereka menghadapi situasi yang sangat menarik. Setelah netron diserap inti uranium, inti uranium menjadi sangat tidak stabil. Inti atom tak stabil berarti ada perbedaan jumlah proton dan netron di dalam inti yang menyebabkan ketidak-seimbangan di dalam strukturnya. Karena itu, inti memulai pembelahan menjadi fragmen dan memancarkan sejumlah energi untuk menghilangkan ketidakseimbangan ini. Inti, di bawah pengaruh energi yang dilepaskan, mulai mengeluarkan komponen-komponen yang dimilikinya dengan kecepatan tinggi. Mengingat hasil percobaan ini, netron diakselerasi dan uranium dibombardir dengan netron di dalam lingkungan khusus yang disebut "reaktor". Namun, uranium dibombardir dengan netron menurut ukuran tertentu, tidak secara acak, karena setiap netron yang membombardir atom uranium harus dengan cepat mengenai uranium dan pada titik yang diinginkan. Karena itu, percobaan ini dilakukan dengan mempertimbangkan segala kemungkinan. Jumlah uranium, jumlah netron untuk menembak uranium, durasi, dan kecepatan tembak netron, harus dihitung dengan saksama. Setelah semua perhitungan dilakukan dan lingkungan yang sesuai disiapkan, inti dibombardir dengan netron-netron sedemikian rupa sehingga mereka menembus inti atom di dalam uranium. Dari gumpalan inti, satu inti saja yang terbelah menjadi dua sudah cukup. Dalam pembelahan ini, rata-rata dua atau tiga netron dikirim keluar dengan kecepatan tinggi dan energi yang besar. Netronnetron yang dilepaskan memulai reaksi berantai dengan menabrak inti uranium lainnya dalam gumpalan itu. Setiap inti yang baru terbelah berperilaku seperti inti uranium pertama. Jadi, reaksi berantai pun dimulai. Sejumlah besar inti uranium terbelah menjadi fragmen sebagai hasil reaksi berantai ini, dan menyebabkan terlepasnya sejumlah besar energi.

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

11

Reaksi Fusi Fusi nuklir, kebalikan dari fisi, adalah proses 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 derajat. 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.

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 pertanyaanMakalah Kimia Inti dan Radiokimia

12

se e ti ini: Jika setia detik mataha i kehilangan mate in a seban ak 4 juta ton ka an mataha i akan habis? Mataha i kehilangan 4 juta ton mate i setia detikn a atau 240 juta ton e menit Jika kita asumsikan bah a mataha i telah mem oduksi ene gi dengan laju se e ti ini selama 3 mil a tahun maka mataha i telah kehilangan massan a selama itu sebesa 400 000 juta kali juta ton ang sama dengan se e 5000 total ang hilang da i

massa mataha i seka ang Jumlah ini se e ti satu g am asi

bongkahan batu sebe at 5 kilog an dalam ku un 3 mil a tahun Ini menjelaskan bah a massa mataha i sedemikian besa sehingga anjang akan te le ati sebelum mataha i habis aktu ang sangat sangat -

Reaksi uklir Rata- ata eaksi fisi ada U anium-235 (U-235 dan Plutonium-239 (Pu239 ang disebabkan oleh neut on

neut on + U-235 -> (atom-atom ang lebih ke il + 2 52 neut on + 180 MeV neut on + Pu-239 -> (atom-atom ang lebih ke il + 2 95 neut on + 200 MeV E = mc2 dalam ilmu fisika adalah sebuah umus ang se ing dikenal dan sangat enting dalam menjelaskan e samaan nilai anta a ene gi (E dan massa (m c2 ang diseta akan se a a langsung melalui konstanta kuad at laju aha a dalam akum (

ang mana:y y y

E m c2

ene gi (J massa (kg ke e atan aha a (m s-1 be nilai 89 88 PJ/kg 21 48 Mt TNT e kg 149 3 J/u 931 5

Fakto c MeV/u

Jika ene gi ang dimaksud dalam e samaan di atas adalah ene gi diam maka massa ang te kait adalah juga massa diam atau massa in a ian Albe t Einstein menu unkan fo mula ini didasa kan atas tahun 1905 atas kelakuan ob ek engamatann a ada

ang be ge ak dengan laju mendekati laju

aha a Kesim ulan te kenal ang dita ikn a da i engamatan ini adalah bah a

Makalah Ki ia Inti dan Radi ki ia

13

massa sebuah benda sebena n a adalah sebuah uku an da i kandungan ene gi benda te sebut Sebalikn a semua ene gi sistem e samaan ang dimaksud mengis a atkan bah a

ang ada dalam sistem te tutu memenga uhi massa diam da i

Menu ut e samaan ini jumlah maksimum ene gi ang "da at di e oleh" da i suatu ob ek untuk melakukan ke ja aktif adalah massa ob ek dikalikan kuad at da i laju aha a Rumus ini juga digunakan untuk menguku dihasilkan dalam eaksi nukli besa n a ene gi ang

Pe ubahan massa isoto sebelum dan sesudah

eaksi nukli di e hitungkan Dimana jumlah massa ang hilang sesud eaksi ah nukli ( m dikalikan dengan kuad at ke e atan aha a hasiln a sama dengan ene gi ang dile askan dalam eaksi nukli te sebut

Prinsi kerja o

nuklir fisi ang dimiliki bebe a a nega a saat ini tentu insi

Ran angan semua bom nukli

saja sangat di ahasiakan dan tidak e nah di ublikasi se a a esmi Namun

dasa da i sebuah bom nukli da at ditemukan di bebe a a buku teks fisika nukli atau un buku-buku o ule Bagan sede hana sebuah bom nukli im losif ang di e lihatkan ada gamba 2 me u akan salah satu bahan kuliah fisika nukli endahuluan

ang dibe ikan ada mahasis a fisika tingkat t ga Gamba te sebut i ang dikelilingi oleh eledak kon ensional u a aga ledakan TNT menghasilkan

menunjukkan bahan eledak nukli (TNT ang didesain sedemikian

gelombang kejut

Makalah Kimia Inti dan Radi kimia

14

Gamba 2 Bagan sede hana da i bom nukli fisi

Untuk menghasilkan ledakan nukli

ang o timal detonasi da i

eledak

kon ensional ha us disink onkan dengan eaksi fisi Hal ini dimaksudkan aga ledakan TNT menghasilkan gelombang kejut ang ada akhi n a akan menekan239 239

Pu sehingga membuat

Pu be ada dalam kondisi su e k itis

aitu kondisi aktekn a hal

dimana eaksi fisi da at membiakkan lebih da i satu net on Pada

ini me u akan bagian te sulit da i sebuah bom nukli Net on kemudian dile as oleh initiato untuk memulai eaksi be antai Selubung 238Pu ang menutu i bahan eledak239

Pu be guna untuk mengembalikan net on ang kelua da i inti bom

atau da at juga menghasilkan net on -net on tambahan melalui eaksi fisi ang di i u oleh net on-net on e at ang be ge ak kelua da i inti bom P oses- oses te sebut te jadi dalam selang detik Jika bom nukli da at diledakkan se a a o timal maka untuk kekuatan ledakan ang seta a dengan 20 000 ton TNT dibutuhkan lutonium seban ak 10 kg saja Dengan be at te sebut diamete lutonium han a sekita 10 m Be samaaktu begitu singkat bah kan dengan e iode nano-

sama dengan selubung TNT bom uku an ini sedikit lebih besa da i bom ang diba a te o is ada film-film Holl ledakan sangat d amatis:y

ood Meski uku ann a elatif ke il hasil

Pada ja ak 2 km da i usat ledakan tekanan be tambah sekita 0 25 atm -bangunan da i Pe ubahan tekanan ini da at menghan u kan bangunan -se ihan dengan ke e atan sekita 150 ka u dan mene bangkan se ihan km/jam

Makalah Kimia Inti dan Radi kimia

15

y

Pada jarak 2 km dari pusat ledakan terjadi gelombang panas yang dapat membakar kulit dan menyulut (menyalakan) benda-benda yang mudah terbakar. Selain itu kombinasi gelombang panas dan angin akan mengakibatkan badai api dengan kecepatan antara 75--150 km/jam.

y

Akibat lain adalah radiasi netron dan sinar gamma yang dapat menyebabkan leukemia, kanker, dan kerusakan genetik. Radiasi sangat kuat di daerah dengan radius 500 m dari pusat ledakan.

Mereka yang berhasil selamat dari faktor fatal telah kehilangan hampir semua selsel darah putih, luka-luka muncul di atas kulit, dan mereka semua meninggal karena pendarahan dalam waktu singkat, sekitar beberapa hari sampai 2-3 minggu kemudian. Efek radiasi bagi orang-orang yang berada lebih jauh dari lokasi ledakan bervariasi. Mereka yang terkena sinar merusak yang dipancarkan bola api dari jarak 13, 16, dan 22 km, berturut-turut menderita luka bakar tingkat pertama, kedua, dan ketiga. Masalah pencernaan dan pendarahan paling sedikit terjadi, namun penyakit nyata yang muncul belakangan adalah: rambut rontok, kulit terbakar, anemia, kemandulan, keguguran, melahirkan bayi cacat atau salah bentuk. Dalam kasus ini, kematian sangat mungkin terjadi dalam periode 10 hari hingga 3 bulan. Bahkan bertahun-tahun kemudian, kerusakan mata, leukimia, dan kanker radiasi bisa berkembang. Satu bahaya terbesar dari ledakan bom hidrogen (bom nuklir lain dengan kekuatan dahsyat yang disebabkan fusi inti bermacam macam isotop hidrogen dalam membentuk inti helium) adalah tembusnya debu radio-aktif ke dalam tubuh, melalui pernafasan, pencernaan, dan kulit. Debu ini menyebabkan masalah-masalah yang disebutkan di atas tergantung dan kadar kontaminasinya. Semua ini disebabkan oleh atom yang bahkan tidak dapat kita lihat dengan mata kita. Atom-atom dapat membentuk hidup seperti mereka dapat menghancurkannya. Sifat-sifat atom ini jelas menunjukkan kepada kita betapa tak berdayanya kita dan betapa besar kekuatan Allah.

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

16

Dampak Fisik Ledakan Nuklir Bom yang dijatuhkan memerlukan ketepatan posisi ledak atas tanah. Untuk mengetahui posisi nol, maka di dalam bom ada peralatan pengukur ketinggian yang disebut altimeter. Pada saat posisi nol, maka detonator kimia akan bekerja. Detonator kimia ini akan menekan bahan-bahan uranium murni menyatu sehingga mencapai superkritis. Ledakan nuklir pertama di New Mexico menggambarkan betapa dahsyatnya eneergi yang dibebaskan dalam sekejap. Hampir 80 % energi yang dibebaskan berupa energi kinetik produk-produk hasil fisi, ishock wavei, radiasi termal dan kilatan cahaya, 6% dibebaskan dalam bentuk radiasi temasuk 3% radiasi neutron. Sisanya 14% dibebaskan dalam bentuk debu-debu radioaktif hasil fisi. Dampak fisik dari ledakan dapat diperhitungkan dan dibagi menjadi 5 zona, yaitu Zona-1, adalah zona dimana semua lenyap menjadi uap, 98% fasilitas, tekanan lebih 25 psi dan kecepatan angin sekitar 320 mph. Zona 2 adalah zona kerusakan total, 90% fasilitas, tekanan lebih 17 psi dan kecepatan angin 290 mph. Zona-3 adalah zona kerusakan dahsyat dimana bangunan -bangunan besar seperti pabrik,gedung-gedung, jalan tol, jembatan dan lain-lain, roboh berkeping-keping, fatalitas 65% dan 30% luka-luka, tekanan 9 psi dan kecepatan angin 260 mph, Zona-4 adalah zona kerusakan panas hebat, smuanya terbakar, penduduk kesesakan nafas karena oksigen disedot oleh pembakaran, fatalitas 50%, 45% luka-luka. Zona-5 adalah zona dengan kerusakan angin dan api, rumah -rumah penduduk rusak, banyak penduduk terlempar oleh angin, yang selamat dalam keadaan terbakar, 15% mati dan 50% luka-luka, tekanan 5 psi dan kecepatan angin 98 mph.

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

17

Ratusan ribu orang meninggal dalam beberapa detik saja akibat pelepasan kekuatan dahsyat yang tersembunyi dalam inti atom.

Dampak Sosial-Ekonomi Dengan jatuhnya kedua bom atom tersebut maka menyerahlah Jepang kepada Amerika Serikat. Hal ini bukan berarti terbebasnya penjajahan di Asia Tenggara terutama Indonesia. Delapan hari setelah bom atom menghancurkan Nagasaki, rakyat Indonesia memproklamasikan kemerdekaannya pada tanggal 17 Agustus 1945. Jatuhnya bom atom di jepang memberikan hikmah akan lepasnya belenggu kekejaman tentara jepang yang telah merampas hampir seluruh harta benda yang dimiliki penduduk.

Makalah Kimia Inti dan Radiokimia

18