Selasa, 15 Desember 2009
Proses fusi nuklir (reaksi termonuklir) menurut situs wikipedia adalah sebuah proses di mana dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Dibandingkan dengan fisi nuklir, fusi nuklir mempunyai banyak keuntungan tidak hanya sebagai sumber energi melimpah, juga lebih aman karena segala kegagalan lebih dini bisa dicegah karena reaktor fusi nuklir lebih mudah dimatikan.
Selain itu, proses fusi nuklir tidak menghasilkan polusi di atmosfer yang mengakibatkan hujan asam atau efek rumah kaca. Radioaktif yang dihasilkan fusi nuklir mudah menguap dan diminimalisasikan dengan proses tertentu sehingga tidak berbahaya bagi manusia dan lingkungan hidup. Masalahnya membuat fusi nuklir ternyata tidak semudah proses untuk membuat fisi nuklir. Banyak kendala yang dihadapi dalam upaya membuat fusi nuklir.
Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan Bom Hidrogen meledak.
Proses fusi nuklir membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan, hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang ringan, yang membentuk inti atom yang lebih berat dan neutron bebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka sebuah reaksi eksotermik yang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.
Proses fusi paling penting di alam adalah yang terjadi di dalam bintang. Meskipun tidak melibatkan reaksi kimia, tetapi seringkali fusi termonuklir di dalam bintang disebut sebagai proses "pembakaran". Pada pembakaran hidrogen, bahan bakar netto-nya adalah empat proton, dengan hasil netto satu partikel alpha, pelepasan dua positron dan dua neutrino (yang mengubah dua proton menjadi dua netron), dan energi. Ada dua jenis pembakaran hidrogen, yaitu rantai proton-proton dan siklus CNO yang keberlangsungannya bergantung pada massa bintang. Untuk bintang-bintang seukuran Matahari atau lebih kecil, reaksi rantai proton-proton mendominasi, sementara untuk bintang bermassa lebih besar siklus CNO yang mendominasi. Reaksi pembakaran lain seperti pembakaran helium dan karbon juga terjadi bergantung terutama pada tahapan evolusi bintang. Khusus reaksi proton-proton dan reaksi siklus CNO akan dibahas kemudian.
Reaksi-reaksi yang dapat terjadi di Bumi
Beberapa contoh reaksi fusi nuklir yang dapat dilangsungkan di permukaan Bumi adalah sebagai berikut:
(1)
|
D
|
+
|
T
|
→
|
4He
|
(3.5 MeV)
|
+
|
n
|
(14.1 MeV)
| |||||||||||||
(2i)
|
D
|
+
|
D
|
→
|
T
|
(1.01 MeV)
|
+
|
p
|
(3.02 MeV)
|
50%
| ||||||||||||
(2ii)
|
→
|
3He
|
(0.82 MeV)
|
+
|
n
|
(2.45 MeV)
|
50%
| |||||||||||||||
(3)
|
D
|
+
|
3He
|
→
|
4He
|
(3.6 MeV)
|
+
|
p
|
(14.7 MeV)
| |||||||||||||
(4)
|
T
|
+
|
T
|
→
|
4He
|
+
|
2
|
n
|
+ 11.3 MeV
| |||||||||||||
(5)
|
3He
|
+
|
3He
|
→
|
4He
|
+
|
2
|
p
|
+ 12.9 MeV
| |||||||||||||
(6i)
|
3He
|
+
|
T
|
→
|
4He
|
+
|
p
|
+
|
n
|
+ 12.1 MeV eV
|
51%
| |||||||||||
(6ii)
|
→
|
4He
|
(4.8 MeV)
|
+
|
D
|
(9.5 MeV)
|
43%
| |||||||||||||||
(6iii)
|
→
|
4He
|
(0.5 MeV)
|
+
|
n
|
(1.9 MeV)
|
+
|
p
|
(11.9 MeV)
|
6%
| ||||||||||||
(7)
|
D
|
+
|
6Li
|
→
|
2
|
4He
|
+ 22.4 MeV
| |||||||||||||||
(8)
|
p
|
+
|
6Li
|
→
|
4He
|
(1.7 MeV)
|
+
|
3He
|
(2.3 MeV)
| |||||||||||||
(9)
|
3He
|
+
|
6Li
|
→
|
2
|
4He
|
+
|
p
|
+ 16.9 MeV
| |||||||||||||
(10)
|
p
|
+
|
11B
|
→
|
3
|
4He
|
+ 8.7 MeV
| |||||||||||||||
(11)
|
p
|
+
|
7Li
|
→
|
2
|
4He
|
+ 17.3 MeV
| |||||||||||||||
Sebagai tambahan/pendukung kepada reaksi fusi utama (yang diinginkan), beberapa reaksi fusi berikut yang mana diikutsertakan/disebabkan oleh neutron dan deuterium adalah penting. Dimana reaksi ini menghasilkan tritium dan lebih banyak neutron, dalam bom nuklir dan reaktor nuklir :
(12)
|
n
|
+
|
6Li
|
→
|
4He
|
+
|
T
|
+ 4.7 MeV
| ||||
(13)
|
n
|
+
|
7Li
|
→
|
4He
|
+
|
T
|
+ n - 2.47 MeV
| ||||
(14)
|
n
|
+
|
9Be
|
→
|
8Be
|
+
|
2n
|
- 1.67 MeV
| ||||
(15)
|
D
|
+
|
9Be
|
→
|
8Be
|
+
|
T
|
+ 4.53 MeV
|
(energi yang diserap jauh terlalu kecil, neutron-neutron tetap bergerak pada level energi yang tinggi)
Dapat dilihat bahwa reaksi-reaksi itu yang menghasilkan partikel alfa, biasanya melepaskan energi yang besar sekali. Penggabungan dua neutron dan dua proton yang terjadi pada partikel alfa, menghasilkan konfigurasi yang sangat stabil dengan nilai energi pengikatan yang sangat tinggi per nukleon.
Reaksi ini dinamakan reaksi fusi karena inti senyawa terangsang carbon-12* pecah menjadi tiga bagian yang sama. Reaksi ini masih tetap merupakan reaksi termonuklir karena reaktan adalah inti bermuatan positif.
ENERGI TERMONUKLIR
Reaksi eksotermik dasar dalam bintang-jadi merupakan sumber dari hamper semua energi dalam semesta ini – ialah fusi inti hydrogen menjadi inti helium. Gejala ini dapat terjadi pada kondisi bintang menurut dua deretan proses yang berbeda. Dalam salah satu proses itu yang disebut siklus proton-proton, tumbukan langsung dari proton-proton menghasilkan inti lebih berat yang diikuti dengan tumbukan antara inti-inti itu sehingga menghasilkan inti helium. Proses lainnya disebut siklus karbon, merupakan sederetan langkah dimana inti karbon menyerap proton berturut-turut sampai akhirnya inti itu memancarkan partikel alfa dan kembali menjadi inti karbon lagi.
Reaksi awal siklus proton-proton ialah :
Pembentukan deutron melalui penggabungan langsung dari dua proton yang diikuti dengan pemancaran positron. Kemudian deuteron itu dapat bergabung dengan proton untuk membentuk inti 
:
:
2H + 1H → 3He + γ + 5.49 MeV
Akhirnya dua inti bereaksi sehingga menghasilkan inti 
ditambah dua proton :
bereaksi sehingga menghasilkan inti ditambah dua proton :
3He + 3He → 4He + 1H + 1H + 12,86 MeV
Postingan
0 komentar:
Posting Komentar