Sebutkan penggabungan dua inti atom !
Jawaban 1 :
Fusi
Dijawab Oleh :
Aryani, S.Pd
Jawaban 2 :
Fusi
Dijawab Oleh :
Dr. Yohanes Nong Loar, M.Pd
Penjelasan :
Mengenal Fusi Nuklir: Jawaban dari Penggabungan Inti Atom
Fusi nuklir, atau sering disebut reaksi termonuklir, adalah proses fundamental yang menggerakkan alam semesta. Ini adalah kebalikan dari fisi nuklir, di mana inti atom yang berat dipecah menjadi inti-inti yang lebih kecil. Dalam fusi, inti atom yang ringan, seperti isotop hidrogen, dipaksa untuk bersatu mengatasi gaya tolak-menolak alaminya.
Ketika penggabungan dua nukleus inti atom ini berhasil, inti baru yang terbentuk memiliki massa yang sedikit lebih kecil daripada total massa dua inti awal. “Massa yang hilang” ini tidak benar-benar lenyap, melainkan dikonversi menjadi energi murni sesuai dengan persamaan paling terkenal di dunia fisika, E=mc² oleh Albert Einstein. Karena nilai ‘c’ (kecepatan cahaya) sangat besar, sedikit saja massa yang hilang dapat menghasilkan energi yang luar biasa dahsyat.
Bagaimana Proses Penggabungan Dua Nukleus Inti Atom Terjadi?
Meskipun konsepnya terdengar sederhana, menyatukan dua inti atom adalah tugas yang sangat sulit. Inti atom sama-sama memiliki muatan positif karena proton di dalamnya, dan seperti kutub magnet yang sama, mereka akan saling tolak-menolak dengan kuat. Untuk mengatasi gaya tolakan (dikenal sebagai gaya Coulomb) ini, diperlukan kondisi yang sangat ekstrem.
Kondisi Ekstrem yang Diperlukan
Agar fusi dapat terjadi, partikel-partikel harus bergerak dengan kecepatan sangat tinggi untuk saling bertabrakan dan menyatu. Hal ini hanya bisa dicapai dalam dua kondisi utama:
- Suhu Super Tinggi: Diperlukan suhu jutaan derajat Celsius, bahkan lebih panas dari inti Matahari. Pada suhu ini, materi berubah menjadi wujud keempat yang disebut plasma, di mana elektron terlepas dari inti atom, menciptakan “sup” partikel bermuatan yang sangat energik.
- Tekanan Sangat Kuat: Diperlukan tekanan yang luar biasa besar untuk memaksa inti-inti atom berada dalam jarak yang sangat dekat satu sama lain, sehingga meningkatkan kemungkinan mereka untuk bertabrakan dan bergabung. Di bintang, tekanan ini disediakan oleh gaya gravitasi yang masif.
Pelepasan Energi yang Dahsyat
Energi yang dilepaskan selama fusi nuklir berasal dari konversi massa. Ketika inti-inti ringan menyatu, inti baru yang lebih berat menjadi lebih stabil. Kestabilan ini dicapai dengan melepaskan sejumlah energi yang sebelumnya mengikat partikel-partikel di inti awal. Pelepasan energi inilah yang membuat bintang bersinar dan menjadi target utama dalam pengembangan reaktor fusi di Bumi. Proses penggabungan dua nukleus inti atom adalah kunci utama dari konversi energi ini.
Bahan Bakar Utama: Isotop Hidrogen
Reaksi fusi yang paling mudah dicapai dan dipelajari di Bumi melibatkan isotop dari hidrogen, elemen paling ringan dan paling melimpah di alam semesta. Dua isotop utama yang digunakan adalah:
- Deuterium (²H): Inti atomnya terdiri dari satu proton dan satu neutron. Deuterium dapat diekstraksi dari air laut dalam jumlah yang sangat melimpah.
- Tritium (³H): Inti atomnya terdiri dari satu proton dan dua neutron. Tritium bersifat radioaktif dan langka di alam, tetapi dapat “dibiakkan” dari elemen litium di dalam reaktor fusi.
Reaksi antara deuterium dan tritium (reaksi D-T) dianggap paling menjanjikan karena memerlukan suhu dan tekanan yang relatif lebih rendah dibandingkan reaksi fusi lainnya.
Fusi Nuklir di Alam Semesta dan Upaya Manusia
Fusi nuklir adalah proses yang terjadi di mana-mana di kosmos, namun sangat menantang untuk diciptakan kembali di planet kita. Manusia terus berupaya untuk meniru proses ini demi mendapatkan sumber energi yang hampir tak terbatas.
Matahari dan Bintang: Reaktor Fusi Raksasa
Di inti Matahari, suhu mencapai sekitar 15 juta derajat Celsius dengan tekanan yang tak terbayangkan. Dalam kondisi ini, inti-inti hidrogen (proton) terus-menerus bertabrakan dan melalui serangkaian langkah (dikenal sebagai rantai proton-proton) untuk membentuk inti helium. Setiap detik, Matahari mengubah sekitar 600 juta ton hidrogen menjadi helium melalui proses penggabungan dua nukleus inti atom, melepaskan energi yang kemudian terpancar ke seluruh tata surya.
Upaya Manusia Meniru Matahari di Bumi
Para ilmuwan di seluruh dunia sedang bekerja keras untuk menciptakan dan mengendalikan fusi nuklir di laboratorium. Tujuannya adalah membangun pembangkit listrik tenaga fusi komersial. Ada dua pendekatan utama yang sedang dikembangkan untuk mencapai tujuan ini.
Tokamak: Kurungan Magnetik
Pendekatan paling umum adalah menggunakan perangkat berbentuk donat yang disebut Tokamak. Di dalam Tokamak, gas hidrogen dipanaskan hingga menjadi plasma super panas. Medan magnet yang sangat kuat kemudian digunakan untuk “mengurung” dan menahan plasma ini agar tidak menyentuh dinding reaktor, yang akan langsung meleleh jika bersentuhan. Proyek internasional terbesar yang menggunakan desain ini adalah ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) di Prancis.
Inertial Confinement Fusion (ICF)
Pendekatan lainnya adalah fusi kurungan inersia. Dalam metode ini, sebuah kapsul kecil berisi bahan bakar deuterium dan tritium ditembakkan secara serentak dari berbagai arah oleh laser berdaya sangat tinggi. Tembakan laser ini menguapkan permukaan kapsul, menciptakan ledakan ke dalam (implosi) yang menekan dan memanaskan bahan bakar di pusatnya secara instan, memicu penggabungan dua nukleus inti atom dalam waktu yang sangat singkat.
Potensi Fusi Nuklir sebagai Sumber Energi Masa Depan
Jika berhasil dikuasai, energi fusi menjanjikan revolusi bagi peradaban manusia. Beberapa keunggulan utamanya adalah:
- Bahan Bakar Melimpah: Deuterium dapat diekstraksi dari air laut, dan litium (untuk membuat tritium) melimpah di kerak bumi. Bahan bakar ini cukup untuk ribuan tahun.
- Energi Bersih: Fusi nuklir tidak menghasilkan gas rumah kaca atau polutan udara lainnya. Produk utamanya adalah helium, gas yang tidak berbahaya.
- Keamanan Tinggi: Proses fusi secara inheren aman. Tidak ada risiko ledakan atau kebocoran radiasi skala besar seperti pada reaktor fisi. Jika terjadi gangguan, reaksi akan berhenti dengan sendirinya.
- Limbah Radioaktif Minimal: Fusi menghasilkan limbah radioaktif yang jauh lebih sedikit dan dengan waktu paruh yang lebih pendek dibandingkan fisi nuklir.
Kesimpulan
Jadi, ketika ditanya “Sebutkan penggabungan dua inti atom!”, jawaban definitifnya adalah Fusi Nuklir. Lebih dari sekadar jawaban dari buku teks fisika, fenomena penggabungan dua nukleus inti atom ini adalah proses fundamental yang menghidupi bintang-bintang dan menerangi alam semesta. Meskipun tantangan teknis untuk mereplikasinya di Bumi masih sangat besar, potensi fusi sebagai sumber energi yang bersih, aman, dan hampir tak terbatas menjadikannya salah satu pencarian ilmiah terpenting bagi masa depan energi umat manusia.
