kelasXIIIPA_Mudah_dan_aktif_belajar_fisika_Dudi..

274
inti bulatan
inti U-235
neutron
pertama
n
U
Gambar 10.19
Diagram reaksi berantai
reaksi fisi kedua
menghasilkan 4 neutron
reaksi fisi U-235
memunculkan
2 neutron
Sumber: Physics for ‘O’ Level, 1990
Gambar 10.20
Pada reaksi pembelahan inti,
jumlah neutron bertambah
pada setiap tingkatan.
Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
2. Pembuatan Isotop Radioaktif dari Reaksi Inti
Radioaktif dapat diproduksi melalui suatu reaksi inti, proses
pembentukan isotop baru yang radioaktif itu dilakukan dengan
penembakan isotop yang stabil dengan suatu partikel. Sebagai contoh,
isotop radioaktif 197
196
79Au ,diperoleh dari penembakan isotop stabil 79Au 1 196 197
oleh neutron dengan reaksi n + Au $ Au.
3. Reaksi Berantai
0 79 79
Penembakan neutron pada uranium-235, inti yang terbentuk dari
penangkapan neutron tersebut tidak stabil sehingga segera terbelah
menjadi inti-inti yang lebih ringan. Hasil pembelahan adalah sebagai
berikut.
1 235 140 94 1 1
n + U $ Xe + Sr + n + n + Q
Isotop 140
54
0 92 54 38 0 0
Xe dan 94
38
Sr adalah isotop-isotop yang tidak stabil dengan
Xe akhirnya
memancarkan sinar ! empat kali berturut-turut, isotop 140
54
berubah menjadi 140
94
58Ce yang stabil. Demikian juga 38Sr menjadi isotop
stabil 140
54Xe dengan memancarkan sinar ! dua kali berturut-turut. Reaksi
yang demikian disebut reaksi berantai. Q merupakan energi yang
dilepaskan dalam bentuk kalor.
Pada reaktor nuklir, neutron cepat dikendalikan sehingga tidak terlalu
banyak neutron yang terlibat dalam reaksi inti. Namun dalam bom atom,
neutron cepat ini tidak terkendali sehingga terbentuk ledakan yang sangat
dahsyat.
4. Reaksi Fisi
Penemuan reaksi fisi nuklir berawal dari eksperimen interaksi neutron
dengan uranium. Tiga kelompok kerja yang berhasil menemukan fisi nuklir
adalah Enrico Fermi, Juliet Currie-Savit, dan Otta Hahn-Strassman
pada 1939. Mereka mengatakan bahwa penangkapan neutron oleh suatu
inti uranium akan memberikan gaya pada energi permukaan sehingga
inti akan terbelah dua dengan massa sebanding. Kemungkinan lain inti
tereksitasi dan menghasilkan peluruhan gamma. Hal ini disebut reaksi
fisi. Perhatikan Gambar 10.20.
236
Gambar 10.20 memperlihatkan inti yang terbentuk ( 92U ) tidak
stabil dan segera terbelah menjadi inti-inti lebih ringan yang stabil.
Pasangan-pasangan yang terjadi pada fisi 236
92U tidak menunjukkan
pasangan yang khas, tetapi merupakan satu dari 40 kemungkinan yang
terjadi di antaranya.
( )
( )
( )
U $ Kr + Ba + 2 n
236 94 140 1
92 36 56 0
U $ Sr + Ba + 2 n
236 95 139 1
92 38 54 0
U $ Zr + Te + 3 n , dan seterusnya.
236 96 187 1
92 40 52 0
Pada hampir semua reaksi fisi terjadi pengurangan massa sekitar 8,2
sma, berarti 100× lebih besar daripada massa yang hilang pada semua
jenis reaksi peluruhannya, sebagai contoh, fisi 235 U dengan neutron lambat
menghasilkan inti 45 Mo dan 139 La. Massa yang hilang dan energi yang
dihasilkan dihitung sebagai berikut.