Teori kesetaraan massa dan energi dikemukakan oleh Einstein.
Kesetaraan massa dan energi dari Einstein menyatakan bahwa energi sama dengan
massa dikalikan dengan kuadrat kecepatan cahaya, yang dapat dituliskan dengan
persamaan:
E = mc2
Rumus yang sangat sederhana itu ternyata mampu meluluh
lantakan Negeri Sakura (Jepang) pada Perang Dunia II, dengan dijatuhkannya
senjata peledak dengan kekuatan yang sangat dahsyat di kota Hirosima dan
Nagasaki. Kini pengembangan teori kesetaraan massa dan energi ini untuk
penggunaan senjata sudah dilarang oleh dunia. Akan tetapi jika digunakan untuk
membantu orang banyak, penggunaannya masih diizinkan seperti untuk pembangkit
tenaga listrik yakni Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
Pada PLTN, panas dihasilkan dari reaksi pembelahan inti
atom yang bahan bakarnya Uranium di dalam reaktor nuklir. Panas yang dihasilkan
digunakan untuk membangkitkan uap di dalam alat pembangkit uap dan kemudian uap
tersebut digunakan untuk menggerakkan turbin dan generator untuk menghasilkan
listrik.
Panas untuk membangkitkan uap dalam PLTN didapatkan dari
proses pembelahan inti. Bila sebuah partikel neutron berhasil masuk ke dalam
inti atom bahan bakar Uranium, maka inti Uranium menjadi lebih tidak stabil dan
akibatnya mengalami pembelahan.
Hasil dari pembelahan ini adalah dua buah atom materi
yang lain, 2 sampai 3 buah neutron baru dan energi. Total massa seluruh materi
yang terbentuk sesudah terjadinya pembelahan inti atom Uranium lebih kecil
daripada sebelum terjadi pembelahan. Selisih massa inilah yang berubah menjadi
energi. Neutron baru yang terbentuk setelah pembelahan inti dapat menumbuk inti
atom Uranium lain dan seterusnya menghasilkan atom materi lain, 2-3 buah
neutron baru dan energi. Demikian seterusnya sehingga terbentuklah sebuah
reaksi berantai.
Perlu diketahui dari beberapa penlitian yang telah
dilakukan, didaptkan bahwa 1 gram Uranium setara dengan 2 ton batu bara, yang
mampu menghasilkan daya listrik sebesar 1000 kW selama 1 hari. Wow sangat keren
bukan? Jika energi listrik tersebut digunakan mengaliri rumah untuk penerangan
5 buah lampu dengan daya masing-masing sebesar 10 watt, maka daya yang
digunakan dalam sehari sebesar 600 watt atau 0,6 kW (anggap lampu menyala selama
12 jam maka dalam sehari). Maka energi yang dihasilkan 1 gram Uranium dapat
digunakan untuk menerangi 1.667 rumah dalam sehari.
Agar reaksi berantai tidak berkembang menjadi tidak
terkendali, seperti halnya bom atom, maka digunakanlah bahan kendali, antara
lain terbuat dari Cadmium, untuk membuat reaksi berantai berjalan stabil dan
terkendali. Neutron baru hasil pembelahan memiliki kecepatan yang sangat
tinggi, karena itu agar dapat lebih mudah masuk ke dalam inti atom neutron ini
harus diperlambat. Bahan yang sering digunakan sebagai pelambat atau moderator
adalah air biasa yang telah dihilangkan mineralnya. Bisa juga digunakan air
berat, atau grafit sebagai moderator sesuai dengan jenis bahan bakarnya.
Panas yang dihasilkan di dalam bahan bakar uranium sangat
tinggi. Jika tidak dilakukan pendinginan maka bahan bakar bisa mengalami
kerusakan atau meleleh. Ada beberapa jenis bahan yang biasanya dipakai sebagai
pendingin, misalnya air ringan, air berat, logam natrium cair, dan gas.
Pemilihan jenis pendingin bergantung juga kepada jenis bahan bakarnya.
Menurut wikipedia, sudah ada 30 negara di dunia yang
mengoperasikan pembangkit listrik tenaga nuklir. Amerika Serikat, Perancis, dan
Jepang sebagai negara yang memiliki reaktor nuklir terbanyak di dunia. Nah itu
penerapan fisika modern untuk materi kesetaraan massa dan energi.
0 Response to "Penerapan Fisika Modern Untuk Materi Kesetaraan Massa Dan Energi"
Post a Comment