ReaDiajukan untuk memenuhi salah satu tugas

di jurusan Pendidikan Kimia semester

yang dibimbing oleh

Nama MahasiswaRofa Rizki M. AkbarSiti Nurhasanah

Fakultas Tarbiyah dan Keguruan

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SUNAN GUNUNG DJATI

aksi NuklirARTIKEL

iajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Radiokimia

di jurusan Pendidikan Kimia semester 5

dibimbing oleh Risa Rahmawati S, M. P. Kim

Disusun Oleh:

Nama Mahasiswa NIM Rofa Yulia Azhar 208 204 137 Rizki M. Akbar 208 204 135 Siti Nurhasanah 207 203 304

Fakultas Tarbiyah dan Keguruan

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG

2009 M / 1431 H

r Radiokimia

1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Isu terhangat yang sedang menjadi topik utama dikalangan para ilmuan, bahkan politikus saat ini adalah mengenai menipisnya cadangan energi yang ada di dalam perut bumi (terutama; minyak bumi, gas alam dan batu bara). Sangat wajar jika beberapa negara terus mengembangkan ilmu pengetahuannya untuk menemukan alternatif terbaru sumber energi. Energi nuklir merupakan salah satu alternatif sumber energi yang sangat memungkinkan untuk dikembangkan. Energi nuklir yang tentu saja berasal dari reaksi nukir yang diaplikasikan dalam wujud reaktor nuklir telah mengubah pandangan beberapa negara penghasil minyak untuk mengembangkan teknologi

nuklir secara masal. Reaksi nuklir yang sekarang sedang menjadi pilihan dalam pembangunan reaktor nuklir adalah dengan menggunakan reaksi fisi nuklir (pembelahan). Tapi pada perkembangan selanjutnya tidak tertutup kemungkinan untuk membuat reaktor nuklir berdasarkan prinsip reaksi fusi nuklir yang dapat menghasilkan energi yang 8 kali lipat lebih besar dari reaksi fisi nuklir.

1.2 Rumusan Masalah

Apa yang dimaksud dengan reaksi nuklir?

Apa perbedaan dan persamaan yang terdapat pada reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir?

2

PENGANTAR MATERI

1.1 Hukum Kekekalan

Hukum kekekalan adalah aturan dasar yang berlaku pada sifat khas materi yang selalu kekal (meskipun tidak selalu mutlak), bilamana gaya dasar bekerja pada partikel dasar. Ada tiga macam hokum kekekalan, yaitu :

a. Kekekalan Massa dan Energi Untuk perubahan:

Sistem 1 Sistem 2

Menurut Hukum Kekekalan Massa dan Energi

m1c2 + E1 = m2c2 + E2

b. Kekekalan Muatan Listrik Massa total dari sistem tidak berubah jika terjadi antaraksi antar partikel. Misalkan : Ag+ + Cl- AgCl(s)

Jumlah muatan sebelum dan sesudah reaksi adalah sama

c. Kekekalan Jumlah Nukleon Tidaklah benar bila kita mengatakan bahwa massa penyusun inti atom hanya terdiri dari proton dan neutron saja. Lebih dari yang kita pelajari, sebenarnya inti atom tersususn dari banyak partikel dan tidak hanya tersusun dari dua partikel saja (proton dan neutron). Partikel lainnya yang menyusun inti atom misalnya deutrino.

Jumlah Nukleon dalam reaksi nuklir selalu tetap

Antaraksi

(Gaya Dasar)

1.2 Gaya Dasar

Gaya dasar adalah gaya yang merekat alam semesta perekat alam semesta). Terdiri dari gaya Gravitasi, gaya Elektromagnetik dan gaya Nuklir.

a. Gaya Gravitasi Biasanya gaya ini, bergantung pada massa benda dan jaraknya yang dapat dinyatakan dengan:

Dengan G sebagai konstanta Gravitasi, m

dan massa benda 2, serta r adalah jaran antara dua benda.

berbeda muatan akan cenderung saling tarik menarik, sedangkan muatan yang sama muatannya akan cendrung bertolakan.

Dengan k adalah tetapan muatan listrik, qi dan q2 sebagai muatan listrik, serta r adalah jarak antara kedua muatan.

c. Gaya Nuklir Gaya inilah yang melekatkan neutron dan proton dalam pembentukan inti.

Sampai saat ini para Gaya Nuklir.

Gaya dasar adalah gaya yang merekat alam semesta secara keseluruhan (gaya perekat alam semesta). Terdiri dari gaya Gravitasi, gaya Elektromagnetik dan

Biasanya gaya ini, bergantung pada massa benda dan jaraknya yang dapat dinyatakan dengan:

Dengan G sebagai konstanta Gravitasi, m1 dan m2 adalah massa benda 1

dan massa benda 2, serta r adalah jaran antara dua benda.

b. Gaya Elektromagnetik Gaya ini menyangkut dua benda yang memiliki muatan listrik. Muatan yang

berbeda muatan akan cenderung saling tarik menarik, sedangkan muatan yang sama muatannya akan cendrung bertolakan.

Dengan k adalah tetapan muatan listrik, qi dan q2 sebagai muatan listrik, serta r adalah jarak antara kedua muatan.

Gaya inilah yang melekatkan neutron dan proton dalam pembentukan inti.

Sampai saat ini para ahli belum mendapatkan persamaan matematik untuk

Fgravitasi = G m1m2 r2

Felektromagnetik = k q1q2 r2

Gambar 2:

Peristiwa apel jatuh dipercaya

sebagai suatu ilham bagi

Newton untuk menemukakan

teori gravitasinya.

secara keseluruhan (gaya perekat alam semesta). Terdiri dari gaya Gravitasi, gaya Elektromagnetik dan

Biasanya gaya ini, bergantung pada massa benda dan jaraknya yang dapat

adalah massa benda 1

Gaya ini menyangkut dua benda yang memiliki muatan listrik. Muatan yang

berbeda muatan akan cenderung saling tarik menarik, sedangkan muatan

Dengan k adalah tetapan muatan listrik, qi dan q2 sebagai muatan listrik,

Gaya inilah yang melekatkan neutron dan proton dalam pembentukan inti.

ahli belum mendapatkan persamaan matematik untuk

Peristiwa apel jatuh dipercaya

sebagai suatu ilham bagi

Newton untuk menemukakan

4

Dapat disimpulkan bahwa; Gaya Gravitasi bergantung pada massa dan

mempengaruhi proton, neutron dan elektron. Gaya elektromagnetik bergantung pada muatan listrik dan hanya mempengaruhi proton dan elektron. Gaya Nuklir

hanya mempengaruhi neutron dan proton.

1.3 Hilangnya Massa

Suatu penemuan penting dalam tahaun 1930-an adalah massa atom selalu lebih rendah daripada massa partikel penyusunnya. Misalanya pada sebuah atom

He dengan nomor massa 4 dan nomor atom 2, yang dihitung dari data adalah:

2 x 1,007825 = 2,015650 sma 2 x 1,008665 = 2,017330 sma - 4,032980 sma

Hilangnya massa suatu atom ialah selisih antara jumlah massa partikel penyusun atom dan massa atom nyata yang ditentukan secara eksperimen. Karena massa nyata sebuah atom Helium dengan nomor massa 4 dan nomor atom 2 adalah 4,002603 sma, maka bilangan massanya adalah:

4,032980 - 4,002603 = 0,030377 sma

Artinya, sebuah atom helium kira-kira o,8 % lebih ringan dari yang diharapkan. Perhitungan ini mengemukakan hubungn yang penting dan menarik.

Tidak hanya nukleon yang memiliki massa yang sedikit lebih rendah bila dikemas

Gaya Kekuatan Partikel

Gravitasi 10-9 n. p. e Elektromagnetik 10-3 p. e

Nuklir 1 n. p

Gaya Nuklir = sangat besar jika r < 10-12 cm Gaya Nuklir = 0 jika r 10-12 cm

5

dalam inti atom, tetapi banyaknya massa yang hilang itupun beraneka ragam dari nuklida ke nuklida.

1.4 Kesetaraan Massa-Energi

Konsep massa merupakan ukuran banyaknya materi dalam suatu benda dan massa tak dapat diciptakan maupun dimusnahkan selama peralihan bentuk materi. Pada tahun 1905 Albert Einstein menyatakan dalam teori kerelatifannya bahwa massa suatu benda tak perlu harus konstan. Teori ini menuntutbahwa suatu partikel yang sedang bergerak harus dibedakan menjadi dua massa. Pertama massa diamnya dan massa yang kedua adalah massa relativistiknya yang mencakup massa diam dan tambahan massa yang disebabkan oleh energi kinetik yang dimiliki benda itu.

Dengan E adalah energy dalam joule, m adalah massa benda dan c dalah cepat rambat cahaya dalam m/s.

1.5 Energi Ikat Inti

Energi yang setar dengan hilangnya massa untuk suatu nuklida tertentu disebut energi ikat inti.Sedangkan menurut Einstein, energi ikat inti adalah selisih

antara massa inti dengan massa penyusun inti yang diubah menjadi energi. Apabila kita memiliki isotop dengan jumlah proton sebanyak Z dan sejumlah

neutron sebanyak (A - Z), maka menurut perhitungan, massa inti seharusnya sebesar [Zmp + (A Z)mn - mi] dengan mp dan mn masing-masing adalah massa proton dan massa neutron, sedangkan mi adalah massa inti atom. Akan tetapi berdasarkan hasil pengukuran denagn spektrometer massa diperoleh bahwa massa

inti lebih kecil dari jumlah massa partikel pembentuk inti. Berdasarkan hokum kesetaran massa-energi Einstein, berkurangnyya massa inti atom, yang disebut

E = mc2

6

defek massa, karena diubah menjadi energy ikat. Defek massa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

m = [Zmp + (A Z)mn - mi] ..(1 1)

Energi ikat inti dapat dihitung berdasarkan hokum kesetaraan massa-energi

Einstein, yaitu:

E = mc2 ..(1 2)

Dengan c adalah kecepatan cahaya (c = 3 x 108 m/s). Untuk keperluan praktis biasanya defek massa (m) dinyatakan dalam satuan sma dan energi (E) dalam satuan MeV dengan kesetaraan 1 sma = 931,5 MeV. Oleh karena itu, persamaan (1 2) dapat ditulis menjadi:

E = m x 931,5 Mev/sma ..(1 3)

1.6 Energi Ikat Inti dan Kesetabilan Inti

Besarnya energi ikat inti ternyata tidak selalu menggambarkan tingkat stabilitas inti, karena pada umumnya inti yang memiliki nucleon lebih besar

memiliki tingkat stabilitas inti yang lebih rendah.Oleh karena itu, kita perlu menyatakan besaran energy yang terkait langsung dengan stabilitas inti, yaitu

energI ikat per nuKleon, yang besarnya dapat dihitung dengan persamaan:

EN = E/A ..(1 4)

Semakin besar energy ikat inti suatu nukleon maka akan semakin besar kesetabilan inti yang dimilki suatu atom dan sebaliknya.

7

REAKSI NUKLIR

Reaksi nuklir adalah suatu proses interaksi yang berlangsung dalam waktu 10-12 detik. Antara inti atom sasaran (biasanya dalam keadaan diam disebut sebagai inti target) dengan inti lain yang umumnya lebih ringan- atau foton berenergi tinggi (disebut proyektil), sehingga menghasilkan suatu transformasi pada inti sasaran tersebut. Sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.

Reaksi inti pada umumnya merupakan hasil rekayasa manusia yang dilakukan pada suatu reaktor nuklir atau dengan menggunakan alat pemercepat partikel yang dapat menghasilkan proyektil berenergi kinetik sampai 500 GeV. Reaksi inti yang berlangsung secara alamiah antara lain diyakini terjadi di dalam matahari atau bintang-bintang sebagai reaksi fusi termonuklir dan reaksi pembentukan 14C di atmosfir.

1.1 Reaksi Pembelahan inti (Fisi Nuklir)

Dalam kurun waktu 1934-1938, secara bersamaan tiga kelompok peneliti yaitu Enrico Fermi di Itali, Curie-Savitch di Prancis dan Otto Hahn_Fritz

Strassman di Jerman meneliti hasil-hasil reaksi penembakan neutron terhadap senyawa uranium yang bertujuan untuk memperoleh unsur-unsur transuranium (Z > 92). Dari reaksi neutron dengan uranium, diharapkan terbentuk nuklida yang kaya akan neutron dan kemudia meluruh dengan pemancaran secara berturut-

turut sehingga akan dihasilkan unsur-unsur transuranium. Secara singkat reaksi yang diharapkan adalah:

238

92U + n

239

92U

Z = 94

Z= 95 dst.

Hasil analisis terhadap hasil-hasil penembakan neutron tersebut, Fermi hanya menemukan dua unsur

transuranium yaitu dengan Z = 93, Neptunium dan Z = 94, plutonium. Dilain pihak, Juliot Curie-Savitch mengidentifikasi adanya unsur yang sangat mirip dengan lantanum. Sedangkan Otto Hahn dan

Strassman menemukan adanya unsur Ba dan Kr

dari hasil penembakan uranium dengan neutron termal. Hal ini kemudian dijelaskan oleh Lise Meitner dan Otto Frisch bahwa isotop 235U menyerap neutron termal tersebut membentuk 236U yang kemudian belah menjadi dua fragmen nuklida yang lebih ringan disertai dengan pelepasan beberapa neutron.

U + n 236U Ba + Kr + 3 n

Jika disederhanakan, berdasarkan data di atas, fisi nuklir adalah sebuah

proses di mana terjadi pembelahan inti atom berat akibat ditumbukkan oleh neutron, pembelahan ini menghasilkan energi, inti atom yang lebih ringan,

neutron tambahan dan foton dalam bentuk sinar gamma. Produk dari reaksi fisi uranium, bervariasi, menghasilkan atom-atom yang

bermassa lebih kecil, seperti: Ba , Kr , Zr , Te , Sr , Cs , I , La dan Xe ,dengan massa atom sekitar 95 dan 135. Sedangkan, produk dari reaksi fisi plutonium, mempunyai massa atom sekitar 100 dan 135. Rata-rata reaksi fisi pada Uranium-235 (U-235) dan Plutonium-239 (Pu-239) yang disebabkan oleh neutron neutron + U-235 (atom-atom yang lebih kecil) + 2.52 neutron + 180 MeV neutron + Pu-239 (atom-atom yang lebih kecil) + 2.95 neutron + 200 MeV

Beberapa contoh: n + U-235 Ba-144 + Kr-90 + 2n + 179.6 MeV n + U-235 Ba-141 + Kr-92 + 3n + 173.3 MeV

Visualisasi dari

pembelahan atom

Uranium dalam reaksi

fisi nuklir

n + U-235 Zr-94 + Te-139 + 3n + 172.9 MeV n + U-235 Zr-94 + La-139 + 3n + 199.3 MeV

Rata-rata kandungan energi dari reaksi fisi nuklir:

Uranium-233: 17,8 Kt/kg = 17800 Ton TNT/kg Uranium-235: 17,6 Kt/kg = 17600 Ton TNT/kg Plutonium-239: 17,3 Kt/kg = 17300 Ton TNT/kg

1.2 Reaksi Pengggabungan (Fusi/Termonuklir)

Reaksi penggabungan (fusi) adalah kebalikan dari reaksi pembelahan inti (fisi). Pada reaksi ini dua isotop sangat ringan bergabung membentuk nuklida yang lebih berat disertai dengan pelepasan energi yang sangat besar. Secara sederhana, reaksi fusi nuklir (reaksi termonuklir) dapat didefinisikan 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. Persamaan reaksi Bom Hidrogen:

H + + 17,6 MeV

Berdasarkan contoh gambar disamping:

Tithium-6 + Deuterium -> Helium-4 + Helium-4

6Li + D -> 4He + 4He

6Li + D -> 2 4He

Senjata nuklir adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir. Baik pada reaksi fisi Maupun reaksi fusi dihasilkan nuklida-nuklida yang memiliki energi pengikat inti rata-rata per nukleon yang lebih besar daripada inti peraksi semula,

maka kedua reaksi tersebut bersifat eksogernik. Walaupun demikian, untuk

Reaksi fusi antara

Lithium-6 dan Deuterium

yang menghasilkan 2

atom Helium-4.

berlangsungnya suatu reaksi fusi diperlikan energmengatasi gaya tolak-menolak coulomb antara kedua inti yang akan bergabung.

Misalnya, agar gaya tarikCoulomb antara dua proton, maka kedua proton tersebut harus berjarak 7F dengan penghalang potensial sekitar 0,2 MeV.proton akan memiliki energi penghalang rata

potensial tersebut pada suhu 10memerlukan suhu yang sangat tinggi maka

disebut juga reaksi termonuklir.Proses ini membutuhkan energi yang

besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, 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 menggabungkansebuah reaksi eksotermikmenciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.

Energi yang dilepas di banyak

karena energi pengikat

energi yang menahan elektron

dari penambahan elektron ke hidrogen adalah per sejuta dari 17 MeV yang dilepas oleh reaksi D

Rantai-rantai reaksi di dalam astrofisikaProses fusi paling penting di alam adalah yang terjadi di dalam bintang.

Meskipun tidak melibatkan reaksi kimia, tetapi seringkali fusi termonuklir di

dalam bintang disebut sebagai proses "pembakaran". Pada pembakabahan bakar netto-nya adalah empat

pelepasan dua positron dan dua

berlangsungnya suatu reaksi fusi diperlikan energi pengaktifan, terutama untuk menolak coulomb antara kedua inti yang akan bergabung.

, agar gaya tarik-menarik nuklir dapat mengimbangi gaya tolakCoulomb antara dua proton, maka kedua proton tersebut harus berjarak 7F dengan penghalang potensial sekitar 0,2 MeV. Berdasarkan pada distribusi Maxwell, proton akan memiliki energi penghalang rata-rata sebesar penghalang pada potensial tersebut pada suhu 108 K. Karena memerlukan suhu yang sangat tinggi maka

disebut juga reaksi termonuklir. 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

bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka --

reaksi eksotermik yang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.

yang dilepas di banyak reaksi nuklir lebih besar dari reak

yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari elektron ke inti atom. Contoh, energi ionisasi yang diperoleh

dari penambahan elektron ke hidrogen adalah 13.6 elektronvolt -- lebih kecil satu yang dilepas oleh reaksi D-T seperti gambar di atas

rantai reaksi di dalam astrofisika Proses fusi paling penting di alam adalah yang terjadi di dalam bintang.

Meskipun tidak melibatkan reaksi kimia, tetapi seringkali fusi termonuklir di

bintang disebut sebagai proses "pembakaran". Pada pembakaran hidrogen, nya adalah empat proton, dengan hasil netto satu partikel alpha

dan dua neutrino (yang mengubah dua proton menjadi dua

Reaksi fusi deuterium(D-T) dipertimbangkan sebagai proses yang paling menjanjikan dalam memproduksi tenaga fusi

pengaktifan, terutama untuk

menolak coulomb antara kedua inti yang akan bergabung.

menarik nuklir dapat mengimbangi gaya tolak-menolak Coulomb antara dua proton, maka kedua proton tersebut harus berjarak 7F dengan

sarkan pada distribusi Maxwell, rata sebesar penghalang pada

reaksi kimia,

yang mengelem kedua inti atom jauh lebih besar dari yang diperoleh

lebih kecil satu atas.

Proses fusi paling penting di alam adalah yang terjadi di dalam bintang. Meskipun tidak melibatkan reaksi kimia, tetapi seringkali fusi termonuklir di

ran hidrogen, partikel alpha,

(yang mengubah dua proton menjadi dua

deuterium-tritium T) dipertimbangkan sebagai

proses yang paling menjanjikan tenaga fusi

11

netron), dan energi. Ada dua jenis pembakaran hidrogen, yaitu rantai proton-proton dan siklus CNO yang keberlangsungannya bergantung pada massa bintang. Untuk bintang-bintang seukuran Matahari atau lebih kecil, reaksi rantai proton-proton mendominasi, sementara untuk bintang bermassa lebih besar siklus CNO

yang mendominasi. Reaksi pembakaran lain seperti pembakaran helium dan karbon juga terjadi bergantung terutama pada tahapan evolusi bintang.

Reaksi-reaksi yang dapat terjadi di Bumi 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% (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

12

dan deuterium adalah penting. Dimana reaksi ini menghasilkan tritium dan lebih banyak neutron, dalam bomb nuklir dan reaktor nuklir:

(12) n + 6Li 4He

+ T + 4.7 MeV

(13) n + 7Li 4He

+ T + n - 2.47 MeV

(14) n + 9Be 8Be

+ 2n - 1.67 MeV

(15) D + 9Be 8Be

+ T + 4.53 MeV

(energi yang diserap jauh terlalu kecil, neutron-neutron tetap bergerak pada level energi yang tinggi)

Ada banyak reaksi fusi yang lain. Pada umumnya, reaksi fusi antara dua

inti atom yang lebih ringan daripada besi dan nikel, melepaskan energi. Sedangkan, reaksi fusi antara dua inti atom yang lebih berat daripada besi dan nikel, menyerap energi.

Rata-rata kandungan energi dari reaksi fusi nuklir:

Deuterium + Deuterium: 82,2 Kt/kg = 82200 Ton TNT/kg Tritium + Deuterium: 80,4 Kt/kg = 80400 Ton TNT/kg Lithium-6 + Deuterium: 64,0 Kt/kg = 64000 Ton TNT/kg

Fusi Dingin Karena reaksi fusi harus berlangsung pada suhu tinggi yaitu 108 K, maka

energi yang diperlukan untuk mencapai suhu ideal tersebut sangatlah besar. Pada tahun 1990-an, sekelompok ilmuwan mengklaim berhasil melakukan reaksi nuklir pada suhu kamar. Sampai sekarang, eksperimen mereka tidak berhasil di reka

ulang kembali, sehingga sebagian besar ilmuwan menjadi skeptis/tidak percaya bahwa mereka telah berhasil melakukan reaksi nuklir pada suhu kamar.

Pada tahun 1989, Martin Fleischmann dan Stanley Pons melaporkan reaksi nuklir yang terjadi di Unveristas Utah. Mereka melaporkan pada konferensi pers bahwa terjadi pemanasan aneh pada sel elektrolitik selama proses elektrolisis air menggunakan elektrode palladium (Pd). Karena tidak terdapat penjelasan mengenai sumber, maka mereka membuat hipotesis bahwa panas berasal dari

13

reaksi nuklir deuterium. Laporan hasil mereka meningkatkan harapan adanya sumber energi murah.

Fusi dingin mendapat reputasi sebagai sains patologi sebab ilmuwan lain gagal untuk menirunya. Panel penilaian dari Departemen Energi Amerika Serikat

tahun 1989 tidak menemukan buktinya. Sejak saat itu, banyak laporan tentang timbulnya pemanasan pada helium-4 yang telah dilaporkan dan didiskusikan di

konferensi pers. Banyak ilmuwan yang masih skeptis. Pada tahun 2004, Departemen Energi Amerika Serikat merekomendasikan pendanaan terhadap program energi rendah pada reaksi nuklir. Pada tahun 2004, panel mengidentifikasikan wilayah penelitian yang dapat membantu memecahkan masalah tersebut. Hal tersebut mungkin menguntungkan.

Contoh perhitungan energi yang didapatkan dari reaksi fusi: massa isotop Lithium-6 : 6,015122795 massa isotop Deuterium : 2,0141017778 massa isotop Helium-4 : 4,00260325415

Lithium-6 + Deuterium -> Helium-4 + Helium-4 6,015122795 + 2,0141017778 -> 4,00260325415 + 4,00260325415

8,0292245728 -> 8,0052065083

Massa yang hilang: 8,0292245728 - 8,0052065083 = 0,0240180645 u (0,3%) (dibulatkan)

E = mc2 E = mc2 = 1u x c2 = 1,6605387821027 kg x (299.792.458 m/s)2 = 149241782981582746,2481714481027 Kg m2/s2 = 149241782981582746,2481714481027 J = 931494003,23310656815183435498209 ev = 931,49 Mev (dibulatkan) Jadi, massa 1u = 931,49 Mev

E = mc2 = 1 Kg x c2 = 1 kg x (299.792.458 m/s)2 = 89875517873681764 Kg m2/s2 = 89875517873681764 J = 89,875 PJ (dibulatkan) Jadi, massa 1 Kg = 89,875 PJ

14

Jadi energi yang dapat dihasilkan = 89,875 PJ/kg = 21,48 Mt TNT/kg =149,3 pJ/u = 931,49 MeV/u

E = 0,0240180645 u x 931,49 MeV

E = 22,372586901105 MeV (dengan keakuratan 1%) E = 22,4 Mev (dibulatkan)

Jadi, persamaan reaksinya:

6Li + D -> 4He (11.2 MeV) + 4He (11.2 MeV)

6Li + D -> 2 4He + 22,4 MeV

massanya hilang sebanyak 0,3 % (dibulatkan dari 0,2991330517938 %)

0,3 % x 21,48 Mt TNT/kg = 64 Kt/kg (dibulatkan)

jadi, Jumlah energi yang bisa dihasilkan (dengan 100 % efisien ) melalui reaksi fusi nuklir berbahan materi:

Lithium-6 + Deuterium = 64 Kt/kg (dibulatkan)

15

SIMPULAN Reaksi nuklir adalah suatu proses interaksi yang berlangsung dalam waktu

10-12 detik. Antara inti atom sasaran (biasanya dalam keadaan diam disebut sebagai inti target) dengan inti lain yang umumnya lebih ringan- atau foton berenergi tinggi (disebut proyektil), sehingga menghasilkan suatu transformasi pada inti sasaran tersebut. Sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda

dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.

Fisi nuklir adalah sebuah proses di mana terjadi pembelahan inti atom berat akibat ditumbukkan oleh neutron, pembelahan ini menghasilkan energi, inti atom

yang lebih ringan, neutron tambahan dan foton dalam bentuk sinar gamma. Reaksi penggabungan (fusi) adalah kebalikan dari reaksi pembelahan inti

(fisi). Pada reaksi ini dua isotop sangat ringan bergabung membentuk nuklida yang lebih berat disertai dengan pelepasan energi yang sangat besar.

Secara sederhana, reaksi fusi nuklir (reaksi termonuklir) dapat didefinisikan sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih

besar dan melepaskan energi.

16

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Hiskia. 2001. Kimia Unsur dan Radiokimia. Bandung: Citra Aditya Bakti.

Agus, Akhryl. 2000. Radiokimia. Bandung: UPI Press Brady, James E. 1998. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Jakarta :

Bina Rupa Aksara

Bundjali, Bunbun. 2002. Kimia Inti. Bandung: ITB Press. Feyman ,Richard. 1967. The carakter Of Physical Law. The M.I.T Press,

March.

Giancoli, Douglas C. 1998 . Fisika 4. Jakarta: Erlangga Guitton, Jean. 1991. Deauet La Sciance: Vers Le Metarealisme, Paris:

Grasset.

Keenan, Charles.W.1989. Ilmu Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Soedojo, Peter.1979. Asas-Asas Ilmu Fisika. Jilid I. Yogyakarta: Gardah University Proses.