Reaksi fisi adalah proses pemecahan inti atom menjadi dua atau lebih bagian yang lebih kecil, biasanya disertai dengan pelepasan sejumlah besar energi. Reaksi fisi biasanya terjadi dalam inti atom yang besar, seperti uranium atau plutonium.
Reaksi fisi dapat terjadi secara alami, seperti dalam kasus uranium-238 yang mengalami fisi karena peluruhan radioaktif alami, atau dapat dipicu dalam konteks seperti reaktor nuklir atau senjata nuklir.
Dalam sebuah reaktor nuklir, reaksi fisi dipicu oleh penyerangan neutron pada inti atom yang besar. Jika neutron memukul inti atom dengan kecepatan dan sudut yang tepat, dapat menyebabkan inti atom memecah menjadi dua atau lebih bagian yang lebih kecil, melepaskan lebih banyak neutron dalam prosesnya. Neutron-neutron ini kemudian dapat memicu lebih banyak reaksi fisi, menciptakan reaksi berantai yang melepaskan sejumlah besar energi.
Energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi digunakan dalam reaktor nuklir untuk memanaskan air dan menghasilkan uap, yang kemudian digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik.
Namun, perlu diingat bahwa pengendalian reaksi fisi adalah hal yang sangat penting. Jika reaksi berantai tidak dikendalikan, dapat terjadi ledakan nuklir, seperti yang terjadi dalam senjata nuklir. Itulah sebabnya pengendalian dan pengawasan ketat diperlukan dalam pengoperasian reaktor nuklir.
Pertanyaan Konseptual dan Jawaban tentang Reaksi Fisi
- Jelaskan definisi reaksi fisi. Reaksi fisi adalah proses pemecahan inti atom menjadi dua atau lebih bagian yang lebih kecil, biasanya disertai dengan pelepasan sejumlah besar energi.
- Apa yang memicu reaksi fisi dalam reaktor nuklir? Dalam sebuah reaktor nuklir, reaksi fisi dipicu oleh penyerangan neutron pada inti atom yang besar.
- Apa yang terjadi jika reaksi fisi tidak dikendalikan? Jika reaksi fisi tidak dikendalikan, dapat terjadi ledakan nuklir. Pengendalian dan pengawasan ketat diperlukan dalam pengoperasian reaktor nuklir.
- Sebutkan dua elemen yang biasanya digunakan dalam reaksi fisi. Dua elemen yang biasanya digunakan dalam reaksi fisi adalah uranium dan plutonium.
- Sebutkan contoh reaksi fisi alami. Contoh reaksi fisi alami adalah peluruhan radioaktif alami uranium-238.
- Apa yang dimaksud dengan reaksi berantai dalam konteks reaksi fisi? Dalam konteks reaksi fisi, reaksi berantai mengacu pada proses di mana neutron yang dihasilkan dari reaksi fisi dapat memicu lebih banyak reaksi fisi, menciptakan siklus yang melepaskan sejumlah besar energi.
- Bagaimana energi yang dihasilkan dari reaksi fisi digunakan dalam reaktor nuklir? Energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi digunakan dalam reaktor nuklir untuk memanaskan air dan menghasilkan uap, yang kemudian digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik.
- Apa yang terjadi pada neutron dalam reaksi fisi? Dalam reaksi fisi, jika neutron memukul inti atom dengan kecepatan dan sudut yang tepat, dapat menyebabkan inti atom memecah menjadi dua atau lebih bagian yang lebih kecil, melepaskan lebih banyak neutron dalam prosesnya.
- Berikan contoh reaksi fisi yang melibatkan uranium-235. Contoh reaksi fisi yang melibatkan uranium-235 adalah sebagai berikut:
¹⁰n + ²³⁵U → ¹⁴⁰Ba + ⁹⁴Kr + 2¹⁰n + energi
- Apa peran neutron dalam reaksi fisi? Neutron berperan sebagai ‘peluru’ yang memicu reaksi fisi dengan menabrak inti atom yang besar, menyebabkan atom tersebut memecah dan melepaskan lebih banyak neutron.
- Apa yang dimaksud dengan ‘massa kritis’ dalam konteks reaksi fisi? Massa kritis dalam konteks reaksi fisi adalah jumlah minimum bahan nuklir yang diperlukan untuk mempertahankan reaksi berantai. Jika massa bahan nuklir kurang dari massa kritis, reaksi berantai akan berhenti.
- Bagaimana reaksi fisi digunakan dalam pembangkit listrik? Dalam pembangkit listrik nuklir, energi yang dihasilkan oleh reaksi fisi digunakan untuk memanaskan air dan menghasilkan uap. Uap ini kemudian digunakan untuk memutar turbin yang menggerakkan generator listrik.
- Apa perbedaan antara reaksi fisi dan fusi? Reaksi fisi adalah proses pemecahan inti atom menjadi bagian yang lebih kecil, sedangkan reaksi fusi adalah proses penggabungan dua inti atom menjadi satu inti atom yang lebih besar.
- Sebutkan contoh reaksi fisi yang melibatkan plutonium-239. Contoh reaksi fisi yang melibatkan plutonium-239 adalah sebagai berikut:
¹⁰n + ²³⁹Pu → ¹⁴⁴Ba + ⁹⁵Kr + 2¹⁰n + energi
- Jelaskan bagaimana reaksi berantai dapat dikendalikan dalam reaktor nuklir. Dalam reaktor nuklir, reaksi berantai dikendalikan dengan menggunakan batang kendali yang dapat menyerap neutron tanpa memicu reaksi fisi lebih lanjut. Dengan memasukkan atau menarik batang kendali, operator reaktor dapat mengontrol jumlah neutron yang tersedia dan dengan demikian mengontrol laju reaksi fisi.
- Apa yang terjadi jika reaksi fisi berlangsung terlalu cepat dalam reaktor nuklir? Jika reaksi fisi berlangsung terlalu cepat dalam reaktor nuklir, dapat terjadi overheating dan dalam kasus yang ekstrem, ledakan.
- Bagaimana senjata nuklir menggunakan reaksi fisi? Senjata nuklir menggunakan reaksi fisi dengan mengumpulkan massa kritis bahan nuklir dan kemudian memicu reaksi berantai dengan menggunakan neutron. Hal ini menghasilkan pelepasan energi dalam jumlah yang sangat besar, menyebabkan ledakan.
- Apa yang membedakan isotop uranium yang digunakan dalam reaktor nuklir? Isotop uranium yang paling umum digunakan dalam reaktor nuklir adalah uranium-235, karena memiliki probabilitas lebih tinggi untuk memicu reaksi fisi ketika ditembak dengan neutron dibandingkan dengan isotop lain seperti uranium-238.
- Bagaimana uranium diperkaya untuk digunakan dalam reaktor nuklir? Uranium diperkaya dengan meningkatkan persentase uranium-235 (yang lebih reaktif) dibandingkan dengan uranium-238. Proses ini biasanya melibatkan pemisahan isotop menggunakan difusi gas atau sentrifugasi.
- Apa dampak lingkungan dari penggunaan reaksi fisi dalam pembangkit listrik? Meski tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca, penggunaan reaksi fisi dalam pembangkit listrik dapat menghasilkan limbah radioaktif yang membutuhkan penanganan dan penyimpanan yang aman dan jangka panjang untuk mencegah kontaminasi lingkungan.
