HUBUNGAN NUKLIR DENGAN RUMUS EINSTEIN

PENULIS : NUKLIR : FACEBOOK  : MULTISERVIS

Hubungan Nuklir dengan rumus Einstein

E = mc^2

Rumus einstein yang terkenal = mc^2 adalah rumus dasar untuk menghitung besarnya energi yang dihasilkan oleh suatu reaksi inti.

Definisikan variabel persamaan. Langkah pertama untuk memahami persamaan adalah mengetahui makna dari masing-masing variabelnya. Dalam hal ini, 

• E adalah energi dari sebuah objek diam, 
• m adalah massa benda, dan 
• c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa.

Kecepatan cahaya (c) adalah konstanta yang jumlahnya sama di setiap persamaan dan jumlahnya kira-kira sama dengan 3,00x108 meter per detik. Dalam konteks relativitas Einstein, c2 berfungsi lebih sebagai faktor konversi unit daripada konstanta. Oleh karenanya, c dikuadratkan sebagai hasil dari analisis dimensi (energi diukur dengan joule, atau kg m2 s-2) sehingga penambahan c2 untuk memastikan bahwa hubungan antara energi dan massa adalah konsisten secara dimensional.

seperti yang sudah saya jelaskan di atas, reaksi fisi uranium terjadi ketika atom uranium ditembak oleh neutron dan menghasilkan 2 atom lain (Barium dan Kripton) serta tiga buah neutron. atau dituliskan :

U + n = Ba + Kr + 3 n

U, Uraniumn, 

n, neutron

Ba, Barium

Kr, Kripton

katika dihitung massa reaktan (sebelum reaksi) diperoleh hasil :

massa uranium = 235,125 sma (satuan massa atom)

massa neutron = 1,009 sma

total massa reaktan = 236,134 sma

lalu coba hitung massa produk (setelah reaksi)

massa Barium = 140,958 sma

massa Kripton = 91,926 sma

massa 3 buah neutron = 3,027 sma

total massa produk = 235,911 sma

ternyata massa sebelum dan sesudah reaksi tidak sama

ada 0,223 sma massa yang hilang. ke mana perginya?

di sinilah terpakai rumus einstein, selisih massa ini berubah menjadi energi. energi inilah yang kita sebut sebagai energi nuklir. jika menggunakan rumusnyaa, energi yang kita peroleh dari sebuah reaksi fisi uranium adalah :

E = m.c^2

E = 0,233 sma x 1,66 x 10^-27 kg/sma x (3 x 10^8 m/s)^2

E = 3,33 x 10^-11 Joule

ini energi yang dilepas 1 reaksi inti atom uranium. jika dalam 1 mol uranium terdapat 6,02 x 10^23 atom, hitung sendiri energi yang dihasilkan. dalam perhitungannya, ahli nuklir lebih suka menggunakan satuan sma untuk massa dan MeV (mega elektron volt) untuk energi ketimbnag menggunkan kg dan Joule. alasannya hanya agar lebis simpel saja. tuh contoh perhitungan pakai kg dan joule menghasilkan angka yang berpangkat banyak.

untuk vaktor konversinya :

1 sma = 1,66 x 10^-27 kg

1 MeV = 1,6 x 10^-13 Joule

Hubungannya dengan bom Nuklir

Reaksi fisi uranium menghasilkan tiga buah neutron, ketiga buah neutron ini bisa saja menumbuk inti atom uranium lain dan terjadi reaksi fisi lagi, demikian seterusnya. jika tidak ada pengendalian, maka jumlah reaksi fisi akan meningkat terus dengan faktor pangkat 3. energi yang dihasilkan bisa sangat besar. inilah prinsip kerja bom atom. pada PLTN, reaksi fisinya dikendalikan. ketika terjadi reaksi fisi dan terbentuk 3 buah neutron, dua neutron langsung diserap oleh baatang pengendali (control rod), sehingga hanya satu saja yang bisa bereaksi. demikian seterusnya, sehingga energi yang dihasilkan dapat diatur.

Home