Reaksi Inti dan Reaktor Atom

Kompetensi Dasar:

Siswa dapat mendeskripsikan Reaksi Inti dan Reaktor Nuklir

Indikator:

1. Siswa dapat mendeskripsikan pengertian Reaksi Inti,

2. Siswa dapat mendeskripsikan pengertian Reaksi Fusi,

3. Siswa dapat mendeskripsikan pengertian Reaksi Fisi,

4. Siswa dapat menghitung energi yang dilepaskan dalam Reaksi Inti,

5. Siswa dapat menyebutkan contoh-contoh Reaksi Fisi,

6. Siswa dapat mendeskripsikan pengertian Reaksi Fisi berantai,

7. Siswa dapat menjelaskan cara kerja Reaktor Nuklir Fisi

8. Siswa dapat menyebutkan berbagai jenis Reaktor Nuklir Fisi,

9. Siswa dapat menyebutkan kegunaan Reaktor Nulkir.

Materi

Pengantar

Anda tentu telah mendengar bahwa energi atom sangat dahsyat. Kenapa bisa terjadi energi atom? Bagaimana kita dapat mengolah serta mengatur energi atom agar bermanfaat bagi kehidupan orang banyak? Dalam waktu yang singkat anda akan mampu menjelaskan reaksi inti dan bagian-bagian reaktor atom beserta fungsinya.

Reaksi Inti

Bagaimana cara Atom Bereaksi?
Reaksi Inti adalah proses perubahan yang terjadi dalam inti atom akibat tumbukan dengan partikel lain atau berlangsung dengan sendirinya.
Reaksi inti ditemukan oleh Rutherford pada tahun 1919.
Persamaan Reaksi Inti:
Q : kalor (joule)
X : Inti sasaran
Y : Inti baru
a : Partikel penembak
b : Partikel yang dihasilkan bersama inti baru

Hukum-hukum apa yang mendasari terjadinya reaksi inti?
Persamaan Reaksi Inti:

Hukum-hukum yang berlaku pada reaksi inti adalah:

1. Hukum kekekalan momentum, yaitu: jumlah momentum sebelum dan setelah tumbukan adalah sama.
2. Hukum kekekalan energi, yaitu: jumlah energi sebelum dan setelah tumbukan adalah sama.
3. Hukum kekekalan nomor atom, yaitu: jumlah nomor atom sebelum dan setelah tumbukan adalah sama. maka R + S = T + U
4. Hukum kekekalan nomor massa, yaitu: jumlah momentum sebelum dan setelah tumbukan adalah sama. maka M + N = O + P

Bagamana cara menghitung energi yang dilepas/diperlukan dalam reaksi inti?
Rumus-rumus untuk menghitung energi yang dilepas/diperlukan dalam reaksi inti:

1. Q =Ep . N

Q :energi total (joule) Ep : energi 1 partikel tiap reaksi = (joule) N : jumlah partikel

2.Q =

Q : energi total (MeV)

: jumlah massa atom reaktan (sma)

: jumlah massa atom produk (sma)

Reaksi Fusi

Bagaimana Proses terjadinya 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.
Contoh:

Mengapa Reaksi Fusi disebut Reaksi Termonuklir?
untuk menggabungkan inti-inti ringan dibutuhkan suhu yang sangat tinggi, yaitu sekitar 1.10^{8 O}C, sehingga reaksi fusi disebut Reaksi Termonuklir.
Contoh:

Reaksi Fusi menghasilkan energi yang amat dahsyat.
Apakah Reaksi Termonuklir dapat dikendalikan dalam reaktor?
Untuk mengendalikan reaksi termonuklir dalam reaktor dibutuhkan syarat khusus , yaitu:
1. Suhu harus sangat tinggi yaitu sekitar 1.10^{8 O}C;
2. Pada suhu tersebut semua atom harus terionisasi habis membentuk plasma;
3. Membutuhkan dana dan pengetahuan yang sangat tinggi.
Dimana Reaksi Fusi dapat kita temukan?
Aplikasi Reaksi Fusi:
1. Reaksi Fusi Nuklir pada Bintang (Matahari)

Persamaan Reaksi, ada 3 tahap, yaitu:

Reaksi pertama dan kedua terjadi dua kali untuk menghasilkan , kedua positron saling menghilangkan dengan sebuah elektron dan menghasilkan radiasi elektromagnet dengan energi sebesar 1,02 MeV, sehingga secara singkat reaksi di atas dapat
ditulis:
2. Reaksi Fusi Nuklir pada Bom Hidrogen

Persamaan Reaksinya:

Reaksi Fisi

Bagaimana proses terjadinya Reaksi Fisi?
Reaksi Fisi adalah reaksi pembelahan inti atom berat menjadi beberapa inti atom ringan dan partikel elementer, disertai pelepasan energi yang besar.
Contoh:

Dalam reaksi Fisi inti litium ditembak dengan proton sehingga terbelah menjadi dua inti ringan helium.

Bila massa atom masing-masing nukleda adalah: = 1.007825 u,

= 7,016003 u,

= 4,002602 u,

Hitung energi yang dibebaskan dalam reaksi tersebut?

Jawab:
+ + + Q
Q = ((1.007825 + 7,016003 + 4,002602)) 931 MeV = 17,3 MeV
Jadi untuk tiap atom yang membelah dibebaskan energi sebesar 17,3 MeV.
Siapakah yang mencetuskan Reaksi Fisi pada atom?
Tokoh Reaksi Fisi:

Reaksi Berantai

Mengapa terjadi Reaksi Fisi Berantai?
Reaksi Fisi Berantai adalah sederetan pembelahan inti dimana neutron-neutron yang dihasilkan dalam tiap pembelahan inti menyebabkan terjadinya pembelahan itni-inti yang lain.
Reaksi Fisi Berantai ada 2 macam, yaitu:
1. Reaksi Fisi Berantai Terkendali, sebagai dasar untuk membuat PLTN.
2. Reaksi Fisi Berantai Tak terkendali, sebagai dasar untuk membuat bom atom.
Animasi Reaksi Fisi Berantai

Animasi Reaksi Fisi Berantai Tak Terkendali

Bagaimana cara menghasilkan Reaksi Fisi Berantai:
Untuk menghasilkan Reaksi Fisi Berantai tidaklah mudah, karena dibutukhan syarat-syarat tertentu.
Adapun syarat-syarat itu adalah:
1. Penguasaan Teknologi canggih yang mantap.
2. Uranium yang dipakai adalah ²³⁵U di alam hanya terkandung 0,718%
3. Neutron yang dipakai untuk menembak harus mempunyai energi yang cukup (energi termal).
Cara mendapatkan Reaksi Fisi Berantai adalah:
1. Memperbesar konsentrasi ²³⁵U, menghasilkan Reaksi Fisi Berantai Tak Terkendali.
2. Memperlambat gerak neutron agar neutron berada dalam energi termal, menghasilkan
Reaksi Fisi Berantai Terkendali.

Reaktor Atom

Bagaimana cara mengendalikan Reaksi Fisi Berantai?
Reaktor atom adalah alat untuk mengendalikan Reaksi Fisi Berantai

teras reaktor nuklir/atom

(sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Reaktor_nuklir)

Terdiri dari apa saja bagian-bagian pokok Reaktor Atom?
Bagian-bagian Reaktor Atom Fisi

Reaktor Atom mempunyai 5 (lima) bagian pokok, yaitu:

1. Elemen bahan bakar (terdapat dalam reaktor), adalah: bahan bakar reaktor atom yang berupa batang-batang tipis uranium;
2. Moderator Neutron, adalah: material (misalnya: air, grafit, deuterium oksida, berilium) yang memperlambat kelajuan neutron;
3. Batang Kendali, adalah: peralatan untuk mejaga agar reaktor tetap bekerja normal;
4. Pendingin, adalah: materi (misalnya: air, karbon dioksida) yang digunakan untuk memindahkan kalor dari reaktor;
5. Perisai Radiasi, adalah: peralatan untuk melingkupi reaktor agar radiasinya tidak menjalar ke mana-mana.

Bagaimana aplikasi Sinar Radioaktif (Radiasi Atom):

Aplikasi-aplikasi Sinar Radioaktif:

1.Perunut/penjejak di bidang kesehatan;

2.Menganalisa material;

3.Terapi radiasi, misalnya menyembuhkan kanker;

4.Pengawetan makanan

5.Menentukan umur benda, dibidang Sejarah;

6.Untuk pembangkit listrik, PLTN yaitu Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.

Bagaimana dampak Radiasi Atom?
Dampak-dampak adanya Reaksi Atom yaitu: Kanker kulit, membunuh sel-sel tubuh.

orang yang terkena kanker kulit akibat radiasi atom

Bagaimana dampak Tenaga Atom?
Dampak Tenaga Atom sangat dahsyat.

Apabila energi atom yang sangat besar ini disalahgunakan misalnya dipakai senjata dalam perang, maka akan menimbulkan dampak yang sangat dahsyat, yaitu: membunuh orang banyak, merusak lingkungan, radiasinya menimbulkan cacat pada makhluk hidup dan merusak generasi penerus.

awan cendawan pengeboman Nagasaki Jepang, 1945

(sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Bom_nuklir)