REAKSI INTI

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.
Misalkan pada percobaan reaksi inti
dalam sebuah laboratorium ditembakan
seberkas partikel a berenergi tinggi pada
inti sasaran X. Setelah reaksi inti terjadi,
terbentuk 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  ma  m X   mY  mb 931 MeV / sma
Ketika a dengan energi kinetik ka ditembakan pada
inti sasaran X yang diam (KX=0). Kemudian terbentuk
inti baru Y bergerak dengan energi kinetik KY dan
partikel b bergerak dengan energi kinetik Kb, maka
selisih antara energi kinetik sesudah dan sebelum
reaksi sama dengan energi reaksi Q
Q  KY  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. 108 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. 11H  11 H  12H  01e    0,42 MeV
2. 12H  11H  23He    5,49 MeV
3. 23He  23He  24He  11H 12,86 MeV
Reaksi pertama dan kedua terjadi dua kali, kedua positron saling
menghilangkan dengan sebuah elektron dan menghasilkan radiasi
elektromagnet , reaksi di atas dapat ditulis:
4 H  He  2e  2  2  26,7MeV
2
1
4
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
1
H  H  He  n  17,6MeV
3
1
4
2
1
0
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.
U  n  U  Ba  Kr  2 n
235
1
236
*
142
92
1
U  Ba  Kr  n
A BC  D
m  mA  (mB  mC  mD )
235
142
92
1
Q  mA  (mB  mC  mD 931 MeV
Q  (massa reak tan  massa produk ) 931 MeV
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 235U  n  93Rb 

 
Cs  2n
141

Q  m 235U  m 93Rb  m141Cs  m1n  931,5 MeV
Q  235,04394  92,92172 140,91949 1,0087 931,5 MeV
Q  0,19403  931,5MeV
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