Reaksi Nuklir: Pengertian, pentingnya, Risiko dan jenis

Reaksi nuklir adalah prosedur yang mengarah pada penggabungan dan modifikasi inti atom dan partikel subatom. Melalui proses semacam ini, inti dapat dikombinasikan atau terfragmentasi, menyerap atau melepaskan partikel dan energi sesuai dengan setiap kasus.

Reaksi nuklir dapat menyebabkan pembentukan berbagai unsur. Ketika inti terfragmentasi, reaksinya dikenal sebagai fisi nuklir. Di sisi lain, jika inti bersatu, ada pembicaraan tentang fusi nuklir.

Di sisi lain, jika reaksi nuklir memerlukan energi untuk dilakukan, itu memenuhi syarat sebagai reaksi endoterm. Jika dalam kerangka proses melepaskan energi, kita berbicara reaksi nuklir eksoterm.

Apa pentingnya?

Studi dan pengelolaan reaksi nuklir sangat penting bagi manusia. Melalui reaksi nuklir, dimungkinkan untuk memperoleh energi dalam jumlah besar yang kemudian digunakan untuk menghasilkan listrik, memungkinkan mobilitas kendaraan, dll. Reaksi nuklir juga merupakan dasar dari apa yang disebut bom nuklir atau atom, dari kekuatan destruktif yang sangat besar.

Risiko

Karena tingkat energi yang mereka dapat lepaskan, reaksi nuklir menimbulkan risiko besar. Itulah sebabnya banyak yang mengkritik keberadaan pembangkit listrik tenaga nuklir di mana proses ini dipromosikan. Kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir, seperti yang terjadi di kota Chernobyl, Ukraina pada tahun 1986, dapat menghancurkan dan menyebabkan ribuan kematian, serta kerusakan lingkungan yang tidak dapat diperbaiki.

Saat ini, penciptaan dan pemeliharaan pabrik yang didedikasikan untuk menghasilkan reaksi nuklir sedang dalam perdebatan atas tekanan yang ada.

Reaksi berantai nuklir

Reaksi nuklir Ketika reaksi nuklir meluas dari waktu ke waktu sejak neutron menyebabkan fisi atom, dan ini menghasilkan banyak neutron yang dilepaskan dan menyebabkan fisi baru, kita berbicara tentang reaksi nuklir berantai. Syarat utama untuk jenis reaksi yang akan dilakukan adalah setidaknya satu dari neutron yang dipancarkan dalam fisi memiliki kualitas untuk menghasilkan fisi yang lain.

Sejarah reaksi berantai nuklir berawal pada 1933, ketika Leó Szilárd, seorang ilmuwan dari Hongaria, menciptakan istilah tersebut dan setahun kemudian mematenkan konsep reaktor nuklir sederhana. Gagasan lain yang berfungsi untuk membangun reaktor nuklir adalah teori yang didalilkan oleh fisikawan Semyonov, dari Uni Soviet, yang disebut reaksi rantai kimia total, yang juga mendukung lebih dari satu teknologi yang menggunakan insinerasi campuran gas.

Tiga tahun setelah konsepsi awal, Szilárd gagal untuk mencoba reaksi berantai menggunakan indium dan berilium, dua unsur kimia. Hanya pada akhir 30-an ia menemukan, dengan bantuan Enrico Fermi (seorang ahli fisika asal Italia) bahwa dengan membombardir uranium dengan serangkaian neutron dimungkinkan untuk mendapatkan banyak produk sampingan, karena fisi terjadi pada nukleusnya. Setelah temuan ini, mereka membuat demonstrasi yang relevan.

Perlu disebutkan bahwa penemuan Szilárd dan Fermi menyebabkan Albert Einstein yang terkenal menyatakan untuk menghubungi Presiden Roosevelt melalui surat untuk memperingatkannya bahwa Jerman Nazi mungkin sedang membangun bom atom.

Reaksi nuklir mandiri pertama kali terjadi di reaktor yang dibuat oleh Fermi, yang ia beri nama Chicago Pile-1, di University of Chicago, pada akhir tahun 1942. Proyek Manhattan dilaksanakan di sana, nama kode penelitian. bahwa Amerika Serikat, Kanada dan Inggris dilakukan dalam Perang Dunia II dengan maksud mengembangkan bom atom pertama sebelum Jerman.

Jenis

Dua jenis umum reaksi nuklir adalah reaksi peluruhan nuklir dan reaksi transmutasi nuklir.

Dalam reaksi peluruhan nuklir, juga disebut peluruhan radioaktif, sebuah inti  yang tidak stabil memancarkan radiasi dan ditransformasikan menjadi inti dari satu atau lebih unsur lainnya. Inti anak yang dihasilkan memiliki massa yang lebih rendah dan energi yang lebih rendah (lebih stabil) daripada inti induk yang meluruh.

Sebaliknya, dalam reaksi transmutasi nuklir, nukleus bereaksi dengan partikel subatomik atau inti lain untuk membentuk inti produk yang lebih masif daripada bahan awal.

Seperti yang akan kita lihat, reaksi peluruhan nuklir terjadi secara spontan dalam semua kondisi, tetapi reaksi transmutasi nuklir hanya terjadi dalam kondisi yang sangat khusus, seperti tumbukan seberkas partikel yang sangat energik dengan inti target atau di bagian dalam bintang. Kita memulai bagian ini dengan mempertimbangkan kelas-kelas berbeda dari inti radioaktif, bersama dengan reaksi peluruhan nuklir khas mereka dan radiasi yang mereka pancarkan.

Reaksi peluruhan nuklir terjadi secara spontan dalam semua kondisi, sedangkan reaksi transmutasi nuklir terjadi.

Kelas Inti Radioaktif

Tiga kelas umum inti radioaktif dicirikan oleh proses peluruhan atau rangkaian proses yang berbeda:

  • Inti kaya neutron. Inti di sisi kiri atas pita nukleus stabil memiliki rasio neutron-terhadap-proton yang terlalu tinggi untuk menghasilkan inti stabil. Inti ini meluruh dengan proses yang mengubah neutron menjadi proton, sehingga menurunkan rasio neutron-dengan-proton.
  • Inti miskin neutron. Inti di sisi kanan bawah pita inti stabil memiliki rasio neutron-dengan-proton yang terlalu rendah untuk menghasilkan inti stabil. Inti ini meluruh dengan proses yang memiliki efek bersih mengubah proton menjadi neutron, sehingga meningkatkan rasio neutron-dengan-proton.
  • Inti berat. Dengan sedikit pengecualian, inti berat (yang dengan A ≥ 200) secara intrinsik tidak stabil terlepas dari rasio neutron-dengan-proton, dan semua inti dengan Z> 83 tidak stabil. Ini mungkin karena efek kumulatif dari tolakan elektrostatik antara sejumlah besar proton bermuatan positif, yang tidak dapat sepenuhnya diatasi oleh kekuatan nuklir yang kuat, terlepas dari jumlah neutron yang ada. Inti seperti itu cenderung membusuk dengan memancarkan partikel α (inti helium, 2He4, yang menurunkan jumlah proton dan neutron dalam inti asli sebesar 2. Karena rasio neutron-ke-proton dalam partikel α adalah 1, hasil bersih dari emisi alfa adalah peningkatan rasio neutron-ke-proton.

Reaksi peluruhan nuklir selalu menghasilkan inti anak yang memiliki rasio neutron-ke-proton yang lebih disukai dan karenanya lebih stabil daripada inti induk.

Baca Juga

© 2022 Sridianti.com