Penggunaan
Tenaga Atom dan Radioisotop
Penggunaan
tenaga atom dan radioisotop didasarkan pada prinsip berikut:
1.
Sebagai Sumber Energi
Reaksi
fisi dan fusi menghasilkan energi yang sangat besar. Energi dari reaksi ini
dapat digunakan sebagai sumber energi yang dapat menggantikan bahan bakar
minyak dan batu bara.
2.
Sebagai Perunut
Radiasi
yang dipancarkan radioisotop dapat diikuti dengan detektor.
Dengan
demikian perpindahan/gerak radioisotop dapat terdeteksi.
Partikel
alpha atau beta yang masuk ke dalam tabung Geiger akan mengionkan gas dalam
tabung tersebut. Ion yang terjadi memungkinkan pula arus listrik di antara dua
elektroda. Pulsa listrik dikuatkan dengan amplifier selanjutnya akan terbaca
pada pengukur.
3.
Radiasi Mempengaruhi Materi
Radiasi
dari radioisotop dapat mengionkan materi yang dilaluinya. Dengan demikian
materi yang terkena radiasi dapat mengalami perubahan sifat.
4.
Materi Mempengaruhi Radiasi
Radiasi
dari radioisotop yang melewati materi intensitasnya akan berkurang.
Berkurangnya intensitas radiasi dapat untuk menentukan sifat materi yang
dilalui, misalnya kerapatan dan ketebalan suatu materi.
Berdasar
prinsip-prinsip di atas radioisotop digunakan dalam berbagai
bidang,
yaitu sebagai berikut.
1.
Bidang Kimia
Radioisotop
digunakan dalam bidang kimia antara lain untuk mempelajari mekanisme reaksi,
pengaruh katalis pada reaksi, mengidentifikasi unsur dan menentukan konsentrasi
suatu unsur dalam bahan.
Contoh:
Pada
reaksi esterifikasi atom O pada H2O yang dihasilkan berasal dari asam
karboksilat, hal ini dapat dipelajari dengan menggunakan radioisotope O-18.
Dengan
O adalah radioisotop O-18 terbukti bahwa atom O dalam H2O berasal dari asam karboksilat.
2.
Bidang Biologi
Dalam
bidang biologi radioisotop digunakan untuk mempelajari reaksi fotosintesis dan
untuk menentukan lamanya unsur berada dalam tubuh.
Pada
reaksi fotosintesis oksigen yang diperlukan untuk membentuk karbohidrat berasal
dari H2O bukan dari CO2.
3.
Bidang Kedokteran
Sinar
gamma yang dihasilkan Co-60 digunakan untuk menghancurkan kanker.
Nuklida
Co-60 memancarkan sinar gamma yang diarahkan pada sel kanker untuk
menghancurkan pertumbuhan kanker. Radiasi sinar gamma diatur dengan alat
pengukur radiasi sehingga berfungsi efektif.
Na-24
dalam larutan NaCl diinjeksikan ke dalam pembuluh darah untuk mengetahui
penyempitan atau gangguan sistem peredaran darah. Aliran larutan NaCl dipantau
dengan detektor sehingga adanya penyempitan pembuluh darah akan terdeteksi.
Adanya penyempitan
pembuluh
darah atau peredaran darah yang tidak baik ditunjukkan dengan pembacaan rendah
dari detektor.
4.
Bidang Teknik dan Industri
Dalam
bidang teknik dan industri, sinar yang dipancarkan isotop digunakan untuk
mengukur ketebalan bahan, menentukan kerapatan sambungan logam, kebocoran
bendungan dan pipa bawah tanah dan mengukur kepadatan aspal/ beton landasan
pacu lapangan udara dan jalan raya.
5.
Bidang Pertanian
Dalam
bidang pertanian radioisotop digunakan untuk mempelajari cara pemupukan
tanaman, pemberantasan hama, pengawetan hasil panen dan memperoleh bibit
unggul. Sinar gamma dari isotop Co-60 atau Ce-137 untuk iradiasi agar terjadi
mutasi yang menghasilkan varietas yang
unggul.
Umbi-umbian dan biji-bijian dapat diawetkan dengan cara menunda pertunasan
secara iradiasi.
Reaktor Nuklir
Energi yang dihasilkan dalam reaksi
fisi nuklir dapat dimanfaatkan untuk keperluan yang berguna. Untuk itu, reaksi
fisi harus berlangsung secara terkendali di dalam sebuah reaktor nuklir. Sebuah
reaktor nuklir paling tidak memiliki empat komponen dasar, yaitu elemen bahan
bakar, moderator neutron, batang kendali, dan perisai beton.
skema reaktor nuklir
Elemen bahan bakar menyediakan
sumber inti atom yang akan mengalami fusi nuklir. Bahan yang biasa digunakan
sebagai bahan bakar adalah uranium U. elemen bahan bakar dapat berbentuk batang
yang ditempatkan di dalam teras reaktor.
Neutron-neutron yang dihasilkan
dalam fisi uranium berada dalam kelajuan yang cukup tinggi. Adapun, neutron
yang memungkinkan terjadinya fisi nuklir adalah neutron lambat sehingga
diperlukan material yang dapat memperlambat kelajuan neutron ini. Fungsi ini
dijalankan oleh moderator neutron yang umumnya berupa air. Jadi, di dalam teras
reaktor terdapat air sebagai moderator yang berfungsi memperlambat kelajuan
neutron karena neutron akan kehilangan sebagian energinya saat bertumbukan
dengan molekul-molekul air.
Fungsi pengendalian jumlah neutron
yang dapat menghasilkan fisi nuklir dalam reaksi berantai dilakukan oleh
batang-batang kendali. Agar reaksi berantai yang terjadi terkendali dimana
hanya satu neutron saja yang diserap untuk memicu fisi nuklir berikutnya,
digunakan bahan yang dapat menyerap neutron-neutron di dalam teras reaktor.
Bahan seperti boron atau kadmium sering digunakan sebagai batang kendali karena
efektif dalam menyerap neutron.
Batang kendali didesain sedemikian
rupa agar secara otomatis dapat keluar-masuk teras reaktor. Jika jumlah neutron
di dalam teras reaktor melebihi jumlah yang diizinkan (kondisi kritis), maka
batang kendali dimasukkan ke dalam teras reaktor untuk menyerap sebagian
neutron agar tercapai kondisi kritis. Batang kendali akan dikeluarkan dari
teras reaktor jika jumlah neutron di bawah kondisi kritis (kekurangan neutron),
untuk mengembalikan kondisi ke kondisi kritis yang diizinkan.
Radiasi yang dihasilkan dalam proses
pembelahan inti atom atau fisi nuklir dapat membahayakan lingkungan di sekitar
reaktor. Diperlukan sebuah pelindung di sekeliling reaktor nuklir agar radiasi
dari zat radioaktif di dalam reaktor tidak menyebar ke lingkungan di sekitar
reaktor. Fungsi ini dilakukan oleh perisai beton yang dibuat mengelilingi teras
reaktor. Beton diketahui sangat efektif menyerap sinar hasil radiasi zat
radioaktif sehingga digunakan sebagai bahan perisai.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Energi yang dihasilkan dari reaksi
fisi nuklir terkendali di dalam reaktor nuklir dapat dimanfaatkan untuk
membangkitkan listrik. Instalasi pembangkitan energi listrik semacam ini
dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).
skema pembangkit listrik tenaga
nuklir
Salah satu bentuk reaktor nuklir
adalah reaktor air bertekanan (pressurized water reactor/PWR) yang
skemanya ditunjukkan dalam gambar. Energi yang dihasilkan di dalam reaktor
nuklir berupa kalor atau panas yang dihasilkan oleh batang-batang bahan bakar.
Kalor atau panas dialirkan keluar dari teras reaktor bersama air menuju alat
penukar panas (heat exchanger). Di sini uap panas dipisahkan dari air dan
dialirkan menuju turbin untuk menggerakkan turbin menghasilkan listrik, sedangkan
air didinginkan dan dipompa kembali menuju reaktor. Uap air dingin yang
mengalir keluar setelah melewati turbin dipompa kembali ke dalam reaktor.
Untuk menjaga agar air di dalam
reaktor (yang berada pada suhu 300oC) tidak mendidih (air mendidih
pada suhu 100oC dan tekanan 1 atm), air dijaga dalam tekanan tinggi
sebesar 160 atm. Tidak heran jika reaktor ini dinamakan reaktor air bertekanan.
foto:dancewithshadows.com
Nama :
Komang Anggada S
No
: 15
Kelas :
XII IPA 2
Sumber : Internet
Jika ingin copas harus menyantumkan alamat blog ini dan harus izin dahulu. Semoga artikel ini bisa bermanfaat untuk kita semua. Amin.
