Reaksi Nuklir
Dalam fisika nuklir, 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 sanggup melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi insiden 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.
Persamaan reaksi nuklir ditulis serupa menyerupai persamaan dalam reaksi kimia. Setiap isotop ditulis dalam bentuk: simbol kimianya dan nomor massa. Partikel neutron dan elektron, masing-masing ditulis dalam simbol n dan e. Partikel proton atau protium (sebagai inti atom hidrogen) ditulis dalam simbol p. Partikel deuterium dan tritium, masing-masing ditulis dalam simbol D dan T.
Contohnya:
Lithium-6 + Deuterium -> Helium-4 + Helium-4
6Li + D -> 4He + 4He
6Li + D -> 2 4He
isotop helium-4, disebut juga partikel alfa, sanggup ditulis dalam simbol α
Jadi, sanggup juga ditulis:
6Li + D -> α + α
atau:
6Li(D,α)α (bentuk yang dipadatkan)
Energi
Untuk menghitung energi yang dihasilkan, perubahan massa isotop sebelum dan setelah reaksi nuklir diperhitungkan. Jumlah massa yang hilang, dikalikan dengan kuadrat kecepatan cahaya; karenanya sama dengan energi yang dilepaskan dalam reaksi itu.
(lihat Tabel isotop)
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
= 1,660538782×10−27 kg x (299.792.458 m/s)2
= 149241782981582746,248171448×10−27 Kg m2/s2
= 149241782981582746,248171448×10−27 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
Makara energi yang sanggup 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 sanggup dihasilkan (dengan 100 % efisien )
melalui reaksi fusi nuklir berbahan materi:
Lithium-6 + Deuterium = 64 Kt/kg (dibulatkan)
Rata-rata kandungan energi nuklir
Berikut yaitu jumlah energi nuklir yang sanggup dihasilkan per kg materi:
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
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 nuklir
Fusi nuklir (reaksi termonuklir) yaitu sebuah reaksi dimana dua inti atom bergabung membentuk satu atau lebih inti atom yang lebih besar dan partikel subatom (neutron atau proton).
Tenaga fusi adalah pengambilan energi, biasanya listrik, dari sebuah reaksi fusi nuklir, yaitu, dengan menggabungkan dua inti atom menjadi yang lebih berat dengan melepaskan tenaga.
Reaksi-reaksi yang sanggup terjadi di Bumi
Beberapa pola reaksi fusi nuklir yang sanggup dilangsungkan di permukaan Bumi yaitu 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) yaitu 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 b0m 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.
Fisi nuklir
Fisi nuklir adalah reaksi nuklir saat nukleus atom terbagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil (nuklei yang lebih ringan), yang seringkali menghasilkan foton dan neutron bebas (dalam bentuk sinar gamma), dan melepaskan energi yang sangat besar. Dua nuklei yang dihasilkan biasanya ukurannya sebanding, dengan rasio massa sekitar 3:2 untuk isotop fisil. Fisi yang biasanya terjadi yaitu fisi biner, namun kadang kala (2 sampai 4 kali per 1000 peristiwa), tiga pecahan bermuatan faktual dihasilkan dalam fisi ternari. Bagian terkecil dari ketiga nuklei ini ukurannya bervariasi antara sebesar proton hingga nukleus argon.
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
n + U-235 -> Zr-94 + Te-139 + 3n + 172.9 MeV
n + U-235 -> Zr-94 + La-139 + 3n + 199.3 MeV
Isotop| massa (u)
_______|_____________
U-235: 235.0439299
n : 1.008665
Ba-144: 143.922953
Ba-141: 140.914411
Kr-90: 89.919517
Kr-92: 91.926156
Zr-94: 93.9063152
Te-139: 138.93473
La-139: 138.9063533
_______|_____________
Reaksi Nuklir – Energi, Fusi, Fisi, Rata-rata kandungan energi nuklir. Sumber foto: Pexels
Rumus Kimia Konsep Mol Dan Empiris Beserta Contoh Soal Dan Jawaban
Jika Anda telah mempelajari atom, molekul dan ion sebagai partikel-partikel materi. Bagaimana caranya menghitung jumlah yang sangat banyak dari partikel-partikel materi yang berukuran sangat kecil tersebut?
Klik disini untuk mencar ilmu lebih lanjut perihal rumus-rumus MOL.
Bacaan Lainnya
- Manfaat Emas Dalam Pengobatan Kesehatan Medis
- Rumus Kimia Konsep Mol Dan Empiris Beserta Contoh Soal Dan Jawaban
- Manfaat Kalsium Untuk Tubuh Manusia
- Indonesia Juga Memiliki 3 Reaktor Nuklir
- Reaktor Nuklir Alami Zaman Purba
- Awalnya, reaktor nuklir pertama dipakai untuk produksi plutonium sebagai materi senjata nuklir
- Top 10 Sungai Terpanjang Di Dunia
- Tes Kepribadian Warna & Warna Mana Yang Anda Miliki? Hijau, Oranye, Biru, Emas
- Kepalan Tangan Menandakan Karakter Anda & Kepalan nomer berapa yang Anda miliki?
- Cara Membeli Tiket Pesawat Murah Secara Online Untuk Liburan Atau Bisnis
- Tibet Adalah Provinsi Cina – Sejarah Dan Budaya
- Puncak Gunung Tertinggi Di Dunia dimana?
- TOP 10 Gempa Bumi Terdahsyat Di Dunia
- Apakah Matahari Berputar Mengelilingi Pada Dirinya Sendiri?
- Test IPA: Planet Apa Yang Terdekat Dengan Matahari?
- 10 Cara Belajar Pintar, Efektif, Cepat Dan Praktis Di Ingat – Untuk Ulangan & Ujian Pasti Sukses!
- TOP 10 Virus Paling Mematikan Manusia
Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai
Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jikalau Anda mengunduh aplikasi kita!
Siapa bilang mau pandai harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan gosip yang menciptakan Anda menjadi lebih smart!
Sumber bacaan: Wikipedia, Royal Society of Chemistry, IUPAC, LANL
Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya
Sumber aciknadzirah.blogspot.com
EmoticonEmoticon