Fusi nuklir

Pengarang: Leandro Alegsa Tanggal pembuatan: 18 Mei 2022

Fusi nuklir adalah proses pembuatan inti berat tunggal (bagian dari atom) dari dua inti yang lebih ringan. Proses ini disebut reaksi nuklir. Reaksi ini melepaskan sejumlah besar energi.

Inti yang dibuat oleh fusi lebih berat daripada salah satu inti awal. Namun, itu tidak seberat kombinasi massa asli dari inti awal (atom). Massa yang hilang ini diubah menjadi banyak energi. Hal ini ditunjukkan dalam persamaan Einstein yang terkenal E=mc . ²

Fusi terjadi di tengah-tengah bintang, seperti Matahari. Atom-atom hidrogen menyatu menjadi helium. Hal ini melepaskan banyak energi. Energi ini menggerakkan panas dan cahaya bintang. Tidak semua unsur dapat bergabung. Unsur-unsur yang lebih berat tidak mudah bergabung dibandingkan unsur yang lebih ringan. Besi (logam) tidak bisa bergabung dengan atom lain. Inilah yang menyebabkan bintang-bintang mati. Bintang-bintang menggabungkan semua atomnya untuk membuat atom-atom yang lebih berat dari berbagai jenis, sampai mereka mulai membuat besi. Inti besi tidak dapat menyatu dengan inti lainnya. Reaksi berhenti. Bintang akhirnya akan mendingin dan mati.

Di Bumi, sangat sulit untuk memulai reaksi fusi nuklir yang melepaskan lebih banyak energi daripada yang dibutuhkan untuk memulai reaksi. Alasannya adalah bahwa reaksi fusi hanya terjadi pada suhu dan tekanan tinggi, seperti di Matahari, karena kedua inti memiliki muatan positif, dan positif menolak positif. Satu-satunya cara untuk menghentikan tolakan adalah dengan membuat inti saling menabrak dengan kecepatan yang sangat tinggi. Mereka hanya melakukan itu pada tekanan dan suhu tinggi. Satu-satunya pendekatan yang berhasil sejauh ini adalah senjata nuklir. Bom hidrogen menggunakan bom atom (fisi) untuk memulai reaksi fusi. Para ilmuwan dan insinyur telah mencoba selama beberapa dekade untuk menemukan cara yang aman dan bekerja untuk mengendalikan dan menahan reaksi fusi untuk menghasilkan listrik. Mereka masih memiliki banyak tantangan yang harus diatasi sebelum tenaga fusi dapat digunakan sebagai sumber energi bersih.

Matahari menghasilkan energinya melalui fusi nuklir inti hidrogen menjadi helium. Di intinya, Matahari memadukan 620 juta metrik ton hidrogen setiap detik.

Reaksi fusi hidrogen deuterium-tritium (D-T) digunakan untuk melepaskan energi fusi.

Versi tabel periodik yang menunjukkan asal-usul - termasuk nukleosintesis bintang - dari unsur-unsur. Unsur-unsur di atas 94 adalah buatan manusia dan tidak termasuk.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa itu fusi nuklir?

J: Fusi nuklir adalah proses pembuatan inti berat tunggal (bagian dari atom) dari dua inti yang lebih ringan. Proses ini disebut reaksi nuklir dan melepaskan sejumlah besar energi.

T: Bagaimana proses ini bekerja?

J: Inti yang dibuat oleh fusi lebih berat daripada salah satu inti awal, tetapi tidak seberat kombinasi massa aslinya. Massa yang hilang ini diubah menjadi banyak energi, yang dapat dilihat dalam persamaan E=mc2 Einstein yang terkenal.

T: Di mana proses ini terjadi?

J: Fusi terjadi di tengah-tengah bintang, seperti Matahari kita, di mana atom hidrogen menyatu bersama untuk membuat helium dan melepaskan banyak energi yang menggerakkan panas dan cahayanya.

T: Apakah semua elemen dapat bergabung melalui fusi?

J: Tidak, unsur yang lebih berat kurang mudah bergabung daripada unsur yang lebih ringan, dan besi (logam) tidak dapat menyatu dengan atom lain sama sekali. Inilah yang menyebabkan bintang-bintang mati ketika mereka menggabungkan semua atom mereka bersama-sama untuk membuat atom yang lebih berat sampai mereka mulai membuat besi yang tidak dapat menyatu lagi.

T: Apakah mudah untuk memulai reaksi fusi nuklir di Bumi?

J: Tidak, sangat sulit karena reaksi ini hanya terjadi pada suhu dan tekanan tinggi seperti di Matahari karena kedua inti memiliki muatan positif yang saling tolak-menolak sehingga mereka harus saling menabrak dengan kecepatan yang sangat tinggi agar berhasil menyatu.

T: Apakah sudah ada yang berhasil mengendalikan atau menahan reaksi-reaksi ini untuk menghasilkan listrik?

J: Belum - para ilmuwan dan insinyur telah mencoba selama beberapa dekade, tetapi masih memiliki banyak tantangan sebelum tenaga fusi dapat digunakan sebagai sumber energi bersih.

T: Apa yang telah berhasil sejauh ini sehubungan dengan fusi nuklir?

J: Satu-satunya pendekatan yang berhasil sejauh ini adalah dalam senjata nuklir di mana bom hidrogen menggunakan bom atom (fisi) untuk memulai reaksi.