Fusi nuklir

The fusi nuklir adalah sebuah proses di mana berbagai inti atom yang memiliki beban seperti itu, bersama-sama membentuk inti yang lebih berat. Pada saat yang sama, sejumlah besar energi dilepaskan dan diserap, yang memungkinkan materi memasuki keadaan lain, yang dikenal sebagai keadaan plasma .

Tertinggi energi ikat per nukleon (ENE) berlangsung dalam besi unsur dan nikel, tanpa, misalnya, kita sekering dua inti kurang massa dari besi, energi umum akan dirilis. Namun, peleburan inti yang lebih berat dari unsur ini akan menyebabkan penyerapan energi dan bukan pelepasannya. Oleh karena itu, fenomena ini merupakan proses kebalikan dari fusi nuklir, dan dikenal sebagai fisi, sebagai proses yang terjadi dalam arah yang berlawanan.

Kasus fusi paling sederhana yang diketahui adalah hidrogen, di mana dua proton harus cukup dekat untuk memiliki interaksi nuklir yang kuat yang berhasil melewati gaya tolak listrik keduanya dan dengan demikian mencapai pelepasan energi.

Fusi nuklir terjadi secara alami di bintang. Di Matahari misalnya, dengan suhu tinggi di bagian dalamnya yang bisa mencapai sekitar 15 juta C, terjadi reaksi fusi yang dikenal sebagai termonuklir.

Adalah fisikawan-kimiawan Ernest Rutherford yang pertama kali membahas masalah fusi nuklir ketika membahas transmutasi nuklir. Kemudian Hans Bethe mengabdikan dirinya untuk mempelajari fusi yang terjadi di inti bintang.

Masalah ini juga telah diselidiki untuk tujuan militer, terutama pada tahun 1940-an, dalam sebuah proyek yang dikenal sebagai Manhattan, dan diikuti oleh lebih banyak penyelidikan sipil pada tahun 1950-an, yang berlanjut hingga hari ini.

Agar fusi nuklir terjadi, penghalang yang diciptakan oleh gaya elektrostatik harus dilintasi. Ketika mereka berada pada jarak yang jauh, inti cenderung saling tolak oleh gaya tolak elektrostatik yang ada antara proton mereka, yang memiliki muatan positif. Tetapi jika inti didekatkan, inti-inti tersebut akan cenderung saling tarik menarik karena interaksi inti yang menjadi jauh lebih besar dalam jarak pendek, sehingga mampu melewati gaya tolak-menolak elektrostatik yang ada.

Ketika sebuah nukleon, yang terdiri dari proton dan neutron, bergabung dengan nukleus, gaya nuklir menyebabkan nukleon lain tertarik, namun, karena gaya ini jarak pendek, tetangga terdekat akan bergabung secara utama. Nukleon di dalam nukleus memiliki lebih banyak nukleon tetangga daripada yang ada di permukaan. Karena rasio antara luas permukaan dan volume inti, semakin kecil ini, semakin besar permukaan, umumnya menyebabkan energi ikat per nukleon (EEN), berkat gaya nuklir, meningkat tergantung pada ukuran inti, tetapi mendekati nilai batas yang sesuai dengan inti dengan diameter sekitar 4 nukleon.

Juga, gaya elektrostatik adalah kebalikan dari kuadrat jarak, yang berarti bahwa jika sebuah proton telah ditambahkan ke nukleus, itu akan menyebabkan semua proton lainnya terpengaruh dengan tolakan elektrostatik. Jadi, ketika inti semakin besar, energi elektrostatik untuk setiap nukleon meningkat tanpa henti.

Hasil dari gaya yang berlawanan ini adalah bahwa secara umum ENE tumbuh tergantung pada ukuran inti, sehingga mencapai unsur besi dan nikel, dan penurunan berikutnya pada inti yang lebih berat.

Dengan demikian disimpulkan bahwa energi ikat mengambil nilai negatif, dan inti yang lebih berat (dengan lebih dari 208 nukleon) tidak stabil.

Inti Helium biasanya dipelajari dengan pengecualian aturan yang disebutkan di atas, karena proton dan neutronnya tidak dapat hidup berdampingan dalam keadaan yang sama.

Fusi nuklir adalah subjek studi yang menarik karena melibatkan keuntungan tertentu, seperti bahwa sebagian besar limbah yang dihasilkannya kurang bermasalah dibandingkan dari fisi nuklir, ada juga banyak bahan baku yang dapat digunakan untuk melakukan proses tersebut, dan biayanya rendah, dan kita harus menambahkan semua ini bahwa jika fasilitas nuklir berhenti bekerja, fasilitas itu akan segera ditutup tanpa menimbulkan bahaya yang menakutkan dari fusi non-nuklir.

Related Posts