Apa itu Reaksi Fusi Nuklir?

Reaksi Fusi Nuklir adalah proses yang menggabungkan dua atom menjadi satu atom baru yang lebih berat. Reaksi dapat terjadi melalui reaktor buatan dan menghasilkan energi bersih dan tidak terhingga. Paling tidak jika dibandingkan dengan energi dari bahan bakar fosil. China menjadi salah satu negara yang sudah memanfaatkan energi ini melalui matahari Buatan yang mereka ciptakan.

Reaksi Fusi Nuklir terjadi secara alami di Inti bintang, dimana dua atom ringan pada umumnya Hidrogen bergabung menjadi sebuah satu atom Hidrogen.

_1^2H+_1^2H→_2^4H+_1^0n+ Energi

Reaksi fusi ini praktis tidak melibatkan atom karbon, sehingga sangat ramah emisi. Meskipun demikian ada beberapa produk dalam bentuk sampah nuklir. Sifat ini membuat energi fusi sangat ramah lingkungan dan menghasilkan energi yang besar bersamaan.

Energi Ikat Inti

Reaksi fusi terjadi pada dua atom ringan yang saling berikatan sehingga menghasilkan atom jenis baru. Jika pada reaksi kimia jenis atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama (Teori Model Atom), Reaksi fusi menghasilkan atom baru yang berbeda dengan sumbernya. Misalnya penggabungan 2 Hidrogen (Tritium dan Deuterium) akan menghasilkan 1 atom hidrogen.

Energi Ikat inti dari reaksi fusi berasal dari total massa yang hilang selama proses reaksi. Hal ini dideskripsikan oleh Einstein melalui persamaan E = mc².

Pada umumnya, Inti saling tolak-menolak karena memiliki karena memiliki muatan yang sama. Muatan ini kemudian diberikan energi dalam suhu dan tekanan yang sangat tinggi hingga akhirnya saling berikatan. Berdasarkan hukum kekekalan energi, maka hal sebaliknya terjadi ketika sebuah proses melepaskan ikatan atom di dalam inti.

A. Fisi dan fusi

Selain reaksi penggabungan dua atom atau fusi terdapat reaksi lain yang berlawanan yang disebut reaksi fisi. Fisi adalah reaksi yang terjadi pada inti atom berat umumnya memiliki massa atom yang besar dan tidak stabil seperti Uranium, Plutonium dan sejenisnya.

Misalnya reaksi penembakan Uranium-236 dengan neutron akan menghasilkan reaksi rantai

_{92}^{236}U+_0^1n→_{42}^{103}Mo+_{50}^{131}Sn+ 2_{1}^{2}n + Energi

Hanya saja reaksi ini menghasilkan zat sisa reaksi dalam bentuk atom berat, seperti Molibdenum-103 yang tidak stabil. Limbah ini disebut limbah radioaktif yang memiliki banyak potensi berbahaya. Hal ini membuat Reaktor Fisi tidak digunakan sebagai suplai energi.

Reaksi Fusi lebih dominan ditemukan di alam semesta ini. Seluruh bintang yang diamati saat ini mengandalkan reaksi fisi dan yang paling sering ditemukan adalah turunan atom Hidrogen misalnya Deuterium dan Tritium.

B. Reaksi Fusi pada Bintang

Fusi Proton

Hampir semua bintang termasuk matahari memiliki suhu pada bagian inti 15 000 000^oC. Reaksi fusi proton dimulai dari dua proton dan menghasilkan partikel dengan energi yang sangat tinggi seperti Positron, neutron dan sinar gamma.

Beberapa tempat di matahari mungkin suhu memiliki suhu yang lebih rendah, namun pemicu fusi tidak datang hanya dari suhu panas tapi juga tekanan yang sangat tinggi. Matahari dan pada umumnya bintang memiliki kekuatan gravitasi yang sangat tinggi sehingga menghasilkan tekanan 200 juta kali lebih tinggi dari tekanan atmosfer bumi.

Siklus Karbon

Pada bintang dengan suhu yang tinggi, lebih tinggi dari matahari, reaksi fusi terjadi dengan menggabungkan Atom Karbon, bukan atom Hidrogen. Carbon-12 mengalami proses penggabungan dengan Carbon-12 lainnya kemudian mengalami 6 langkah sampai pada akhirnya menghasilkan Atom Helium dan Carbon-12 atom.

Selain dari Carbon-12, Bintang yang masuk dalam kategori Red Giant Star dengan suhu di atas 100 000 000 ^oC, reaksi fusi terjadi pada atom Helium yang menghasilkan atom sisa dalam bentuk Hidrogen dan Karbon.