Reaktor Nuklir di Langit.
Lihatlah ke langit pada malam yang
cerah, kita bisa melihat dengan mata telanjang ribuan bintang dari
milyaran bintang galaksi bima sakti. Bintang sebenarnya adalah reaktor
nuklir tertua dan yang masih beroperasi sampai saat ini. Cahaya bintang
merupakan suatu bentuk energi yang dipancarkan selama proses fusi nuklir
berlangsung. Reaktor nuklir tertua dan terdekat dengan Bumi adalah
matahari, yang telah beroperasi selama 10 milyar tahun. Cahaya matahari
yang menjadi sumber cahaya dan kehidupan di Bumi sebenarnya adalah
produk dari reaksi termonuklir.
Seandainya kita panaskan campuran unsur
bernomor atom rendah sampai beberapa juta derajat, akan terjadi tabrakan
antar atom yang menyebabkan fusi atau bersatunya inti atom. Selama
reaksi tersebut, sejumlah energi terlepas, yang selanjutnya meningkatkan
suhu campuran unsur, yang menyebabkan meningkatkan kemungkinan
terjadinya fusi lanjut. Percepatan proses yang terjadi, disertai dengan
terlepasnya sejumlah besar energi, disebut reaksi fusi nuklir atau
reaksi berantai termonuklir. Terjadinya seluruh fusi bisa berlangsung
dengan amat cepat, sebagai contoh bom hidrogen. Akan tetapi kenyataannya
matahari dan juga milyaran bintang memancarkan radiasinya secara
konstan. Mengapa matahari dan bintang bisa membangkitkan energi secara
terkendali dan stabil, tidak seperti bom hidrogen, yang dalam sekejap
meledak dan habis?
Di alam semesta, hidrogen merupakan
unsur yang paling dominan. Inti hidrogen merupakan sebuah proton
tunggal, sehingga tahap awal dari suatu reaksi fusi harus melibatkan dua
inti hidrogen. Dan reaksinya adalah sebagai berikut:
1H + 1H = 2He
Fusi dua inti hidrogen, 1H,
menghasilkan satu inti berisi dua proton yang tidak stabil. Kecil
kemungkinan terjadi peluruhan beta positif selama interval waktu yang
sangat sempit sewaktu dua proton tersebut bersatu. Dalam kasus ini salah
satu proton akan bertransformasi menjadi deuteron dengan menangkap
elektron atau memancarkan positron (anti partikel atau elektron)
e- + 2He = 2H , atau 2He = 2H + e+
Deuteron yang dihasilkan merupakan inti
stabil, yang cocok untuk fusi proses selanjutnya. Dalam orde detik
terjadi proses berikut:
1H + 2H = 3He + sinar gamma
3He + 3He = 4He + 1H + 1H
3He + 3He = 4He + 1H + 1H
Proses dapat disingkat sebagai berikut:
4·1H = 4He + e+ + e+ + 5 pJ energi.
Oleh karena itu, energi ikat helium selama milyaran tahun telah menyumbang 4x1026 watt daya matahari, yang setara dengan masa 1030 kg. Peluruhan beta positif dari 2H,
yang berperan sebagai "kran nuklir" adalah yang bertanggung jawab untuk
terjadinya daya matahari. Sedangkan proton memiliki peran dalam
mempertahankan selama milyaran tahun, dan menyempurnakan tahap awal
proses di atas.
Deskripsi pembangkit energi matahari
merupakan hasil kerja Bethe és Salpeter pada tahun 30-an dan 40-an,
berdasarkan teori Gamow dan Teller.
ditulis oleh : Ir. Endang Kurnia
E-Mail : ptnbrbatan.go.id
Alamat : Jl. Tamansari No.71, Bandung 40132
