Langsung ke konten utama

Fusi nuklir

clip_image003

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.

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 samping.

Reaksi-reaksi fusi yang dikenal baik

Rantai-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 dalam bintang disebut sebagai proses "pembakaran". Pada pembakaran hidrogen, bahan bakar netto-nya adalah empat proton, dengan hasil netto satu partikel alpha, pelepasan dua positron dan dua neutrino (yang mengubah dua proton menjadi dua 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%

(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:

(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)

Reaksi-reaksi fusi yang lain

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.

Label

Label:

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Tangki penyimpan limbah nuklir di AS bocor

  Hanford merupakan fasilitas nuklir yang dibangun saat Perang Dunia II. Enam tangki penyimpanan limbah nuklir bawah tanah di sebuah fasilitas nuklir negara bagian Washington AS dilaporkan mengalami kebocoran. Gubernur Jay Inslee menggambarkan situasi di fasilitas Hanford ini sebagai ''berita yang mengganggu''. Tetapi dia menekankan bahwa tidak ada resiko bagi kesehatan manusia dalam insiden ini. "Tidak ada resiko kesehatan dalam jangka waktu dekat terkait dengan kebocoran ini, yang terletak lebih dari 8km dari Sungai Columbia,'' kata Inslee dalam sebuah pernyataan. "Tetapi bagaimanapun ini adalah berita yang mengganggu bagi semua warga Washington,'' tambahnya. Tidak ada radiasi Pekan lalu, sebuah bocoran dilaporan juga terjadi di satu tangki penyimpanan. Otoritas setempat mengatakan kebocoran mencapai 300 galon atau sekitar 1,136 liter per tahun. Mereka menyatakan bahwa pengawasan dan tes tidak mendeteksi adanya radiasi tinggi di dekat tangk...
Posting Komentar
Baca selengkapnya

Sebuah asteroid seukuran bus bertingkat baru saja melintas sangat dekat dengan Bumi

Asteroid Luput Tabrak Bumi Minggu, 17/10/2010 09:00 WIB - ant Sebuah asteroid seukuran bus bertingkat baru saja melintas sangat dekat dengan Bumi, tepatnya melintas di antara garis orbit Bulan dan Bumi, pada Senin (11/10), awal pekan lalu. Batu luar angkasa yang dinamai 2010 TD54 itu melintas hanya 28.000 mil dari Bumi pada pukul 10.51 pagi waktu London, atau kira-kira pukul 5.51 WIB. Para ilmuwan seperti laporan Dailymail, meski melintas sangat dekat dengan Bumi, asteroid tidak akan memasuki atmosfer Bumi. Astroid itu hancur sebelum mencapai permukaan Bumi. "Sebuah batuan luar angkasa seukuran itu akan terbakar habis di atmosfer kita dan tidak akan membahayakan permukaan bumi," tulis badan antariksa Amerika Serikat, NASA. Batu luar angkasa itu dideteksi oleh NASA di Arizona Kitt Peak National Solar Telescope, AS. Asteroid TD54 merupakan asteroid terbaru yang melintas sangat dekat dengan Bumi. September silam para astronom melihat sebuah benda luar angkasa berbahaya, ya...
Posting Komentar
Baca selengkapnya

Bintang Kerdil Terdingin Ditemukan

  Oleh Arief Sujatmoko antariksa NASA/JPL-Caltech/UCLA Bintang kerdil coklat dengan temperatur terdingin telah ditemukan oleh NASA. Temperaturnya mirip dengan temperatur ruangan, 25 derajat Celcius.  Si kerdil itu ditemukan teleskop Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) pada jarak bintang yang berjarak 9 hingga 40 tahun cahaya. "Bintang kerdil yang kami temukan sebelumnya memiliki temperatur seperti oven," ungkap anggota WISE, Davy Kirkpatrick. "Sekarang kami telah menemukan bagian dingin dari sebuah rumah," tambahnya. Michael Cushing yang juga anggota dari WISE mengatakan, "Hal ini membuktikan bahwa masih banyak tetangga Bumi yang belum terjelajah menggunakan WISE." Dengan menggunakan huruf para astronom mengklasifikasikan bintang sesuai dengan tingkat panasnya, O, B, A, F, G, K, M, L, T, dan Y. O adalah yang terpanas dan Y bintang yang paling dingin. Matahari terletak di posisi G dan untuk bintang kerdil coklat yang baru saja ditemukan terklas...
Posting Komentar
Baca selengkapnya