Mengenal Nuklir

A

Sebelum kita membahas lebih jauh tentang teknologi nuklir, kita perlu lebih dahulu tentang apa yang dimaksud dengan nuklir. Untuk mempermudah gambaran tentang nuklir, kita mulai pembahasan itu dari aktivitas kita sehari-hari. Sebelum melakukan aktivitas kehidupan, tentunya kita selalu menyempatkan diri untuk sarapan pagi. Nah, dari sarapan pagi inilah kita akan memulai pembahasan tentang nuklir.

Mari kita perhatikan hidangan pagi yang bisa kita siapkan. Di sana ada beberapa jenis makanan yang siap mengisi perut kita. Mari kita perhatikan nasi putih. Bila nasi putih itu diuraikan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, maka akan kita peroleh molekul-molekul penyusun nasi putih. Molekul adalah bagian terkecil dari benda yang masih memiliki sifat-sifat fisik dan kimiawi. Misal nasi itu berwarna putih, maka molekul dari nasi ini juga berwarna putih. Jika molekul nasi putih kita uraikan lagi ke bagian-bagian yang lebih kecil, maka akan kita peroleh atom-atom penyusun molekul tersebut. Dalam ilmu kimia, nasi putih termasuk senyawa karbohidrat monosakarida yang rumus molekulnya C₆H₁₂O₆. Artinya satu molekul nasi tersusun atas enam atom Carbon (C), dua belas atom Hidrogen (H), dan enam atom Oksigen (O). Jadi, molekul nasi dapat diuraikan atas atom-atom penyusunnya sehingga diperoleh atom C, H, O.[1]

Atom merupakan bagian terkecil dari molekul yang sudah tidak memiliki sifat dasar molekul. Dikatakan tidak memiliki sifat dasar molekul karena sifat dari atom-atom penyusun molekul sudah berlainan dengan sifat molekul tersebut. Misal molekul nasi bersifat padat dengan warna putih, sedang atom-atom penyusunnya seperti atom C bersifat padat dengan warna hitam, atom H dan O bersifat gas yang tidak tampak karena tidak berwarna.

Sekarang kita akan menguraikan atom lebih lanjut. Setiap atom digambarkan sebagai bola yang terdiri dari kulit atom di bagian luar dan inti atom di tengah-tengahnya. Pada bagian kulit atom terdapat elektron-elektron bermuatan listrik negatif (-) yang bergerak mengelilingi inti atom. Pada bagian inti terdapat proton dan neutron. Proton bermuatan listrik positif (+), sedang neutron tidak bermuatan listrik atau netral. Jadi, setiap atom dapat diuraikan lebih lanjut menjadi elektron, proton, neutron.

Kita dapat melihat perbandingan ukuran antara kulit atom dan intinya. Dalam ilmu fisika kita mengenal besaran panjang yang satuan internasionalnya adalah meter. Namun dalam membahas atom, satuan meter merupakan ukuran terlalu besar karena ukuran jari-jari kulit atom hanyalah 1 Angstrom (1 Angstrom = seper sepuluh miliar meter) sedang untuk inti atom, ukuran yang digunakan adalah Fermi (seper seribu triliun meter). Untuk mendapat gambaran yang lebih jelas, marilah kita perbesar hingga 10 triliun kali. Dari perbesaran ini akan kita dapatkan atom raksasa dengan jari-jari kulitnya satu kilometer dan inti atom di dalamnya kira-kira sebesar buah apel.

Elektron merupakan elemen penyusun atom yang tidak mempunyai massa atau massa dari electron adalah nol. Dan proton dan neutron, masing-masing mempunyai massa satu s.m.a (satuan massa atom, 1 s.m.a = 1,7 x 10^-27 Kg). Oleh sebab itu, massa dari suatu atom terpusatkan pada bagian inti atomnya. Sampai di sini kita telah mengenal kulit atom dan inti atom. Dalam fisika, inti atom ini disebut juga nuklir merupakan bagian yang sangat kecil dari atom di mana massa suatu atom terpusatkan. Setiap peristiwa yang berkaitan dengan nuklir selalu terjadi di dalam inti atom.

Gambar 1.3

Massa inti meliputi 99,975 persen total massa atom. Kerapatan rata-rata inti atom sebesar 3 x 10¹¹ Kg/cm³. Ini berarti, bahwa jika suatu materi dengan volume 1 cm³ (setara dengan satu sendok teh) yang tersusun dari pertikel-partikel inti saja seperti proton atau neutron, maka massa materi tersebut adalah sebesar 300.000.000.000 Kg (tiga ratus kilogram). Materi seberat itu dapat kita temui misalnya pada materi penyusun bintang neutron. Hal tersebut tentu sangat sulit kita bayangkan karena dalam kehidupan sehari-hari kita berhubungan dengan materi yang tersusun atas atom-atom yag sebagian besar isinya hanyalah ruang hampa. Namun dengan sedikit perhitungan matematika hal tersebut sebetulnya sudah mudah dimaklumi, mengingst diameter inti atom tersebut kita-kira 10^-12 cm atau 10.000 kali lebih kecil dibandingkan diameter atom.

Sampai di sini kita sudah mengenal apa sebenarnya nuklir itu. Selanjutnya kita akan membahas sejarah singkat perkembangan teknologi nuklir itu sendiri. Awal penguasaan teknologi nuklir oleh umat manusia dimulai ketika Wilhem K. Roentgen (1845-1923), fisikawan berkebangsaan Jerman, pada tahun 1895 menemukan sejenis sianr aneh yang belum pernah dikenal, maka sinar ini diberi nama sinar-X. Namun untuk menghargai jasa beliau dalam penemuan sinar-X ini maka sinar ini dinamai juga sebagai sinar Roentgen.

Selang satu tahun dari penemuan sinar Roentgen, yaitu pada tahun 1896, fisikawan Perancis Antonie Henry Becquerel menemukan unsur Uranium (U) yang dapat memancarkan radiasi secara spontan. Untuk selanjutnya bahan yang memiliki sifat seperti ini disebut bahan radioaktif. Dua tahun kemudian, yaitu pada tahun 1898, pasangan suami-istri ahli kimia berkebangsaan Perancis Marie Curie (1867-1936) dan Pierre Curie (1859-1905) menemukan unsur Plutonium (Po) dan Radium (Ra) yang memperlihatkan gejala yang sama dengan unsur Uranium yang telah ditemukan sebelumnya, yaitu mampu memancarkan radiasi spontan.

Penelitian demi penelitian terus dilakukan oleh para ahli fisika, sehingga pada tahun 1932, Sir James Chadwick menemukan neutron. Chadwick melakukan penelitiannya di Laboratorium Cavendish dengan cara menembaki unsur Berilium (Be) dengan partikel alfa. Dari penembakan ini dipancarkan partikel berdaya tembus tinggi yang belum pernah ditemui sebelumya. Setelah penyelidikan lebih lanjut ternyata partikel tersebut tidak bermuatan listrik atau netral, sehingga partikelnya disebut neutron.

Setelah penemuan Uranium oleh Becquerel  dan penemuan neutron oleh Chadwick, Otto Hanh dan Fritz Strasmann pada tahun 1983 menemukan reaksi pembelahan inti atom. Mereka melakukan penelitian di Institut Kaisar Wilhelm, Jerman, dengan cara menembaki unsur Uranium-235 (U-235) dengan partikel neutron (n) yang bergerak lambat. Reaksi yang ditemukan oleh Hanh dan Strasmann ternyata sangat berlainan denga raksi kimia biasa yang sudah dikenal pada saat itu.

Untuk mendapat reaksi nuklir yang aman, maka manusia berusaha mewujudkan reactor nuklir, yaitu suatu tempat di mana reaksi nuklir terkendali dapat berlangsung. Pengertian reaksi nuklir terkendali dan tak terkendali :

1.      Reaksi Nuklir terkendali, yaitu reaksi nuklir di mana jumlah atom yang melakukan reaksi dan jumlah panas yang dilepaskan dapat diatur atau dikendalikan disesuaikan kebutuhan. Reaksi nuklir terkendali ini hanya terjadi di dalam reaktor nuklir.

2.      Reaksi Nuklir tak terkendali, yaitu reaksi nuklir di mana jumlah atom yang melakukan reaksi beserta panas yang dilepaskannya selalu meningkat. Reaksi nuklir jenis ini dapat ditemukan pada saat terjadinya ledakan bom nuklir untuk jenis reaksi fisi dan ledakan bom hidrogen untuk jenis reaksi fusi. Reaksi nuklir yang terjadi sengaja tidak dikendalikan agar dilepaskan panas yang luar biasa besarnya sehingga dihasilkan daya rusak yang besar pula.

Reaktor nuklir pertama di dunia dibuat oleh fisikawan di Universitas Chicago yang dipimpin oleh Enrico Fermi. Reaktor buklir itu dibangun di bawah stadion olahraga universitas tersebut. Reaksi nuklir berantai yang terkendali pertama kali ditemukan pada saat dimulainya operasi reaktor tersebut pada tanggal 2 Desember 1942

Arah perkembangan teknologi nuklir berikutnya tak terlepas dari situasi politik dunia pada saat itu, hingga perkembangan teknologi nuklir mengarah ke pembuatan senjata untuk perang berupa bom nuklir. Bermula dari kenyataan inilah istilah nuklir seringkali dikaitkan dengan senjata pamungkas maha dahsyat yang disebut bom nuklir. Hal itu tentu tidak lepas dari pengalaman pahit sejarah umat manusia di muka bumi ini. Pada umumnya kita mengenal istilah nuklir dari sejarah Perang Dunia Kedua. Pada saat itu, dua buah nuklir meledak masing-masing di kota Hiroshima pada tanggal 6 Agustus 1945 dan kota Nagasaki pada tanggal 9 Agustus 1945.

Dari pengalaman mengerikan inilah kita pada umumnya mengkaitkan istilah nuklir dengan senjata pamungkas yang mengerikan. Jadi dapat dikatakan, bahwa perkembangan teknologi nuklir memiliki “cacat bawaan” karena dipakainya teknologi tersebut untuk pembuatan bom nuklir. Dari pengalaman ini pula kita semua tahu, bahwa penemuan bom nuklir merupakan salah satu bentuk penyimpangan dari penguasaan teknologi nuklir oleh manusia. Sehingga tidak jarang dari kita sering menolak teknologi nuklir dalam bentuk apa pun tanpa mau melihat lebih jauh untuk apa teknologi nuklir tersebut. Meskipun, pada kenyataannya, teknologi nuklir bukan hanya untuk pembuatan nuklir. Ada beberapa manfaat yang dapat dinikmati oleh umat manusia di muka bumi ini jika teknologi nuklir dimanfaatkan secara benar.

---

[1] Drs. Mukhls Akhadi. Pengantar Teknologi Nuklir, PT. Rineka Cipta, Jakarta, 1997, hal. 6.