Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir
Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir - Peningkatan populasi manusia dan kebutuhan hidup mengakibatkan peningkatan pemakaian energi dan sumber daya alam secara terus menerus. Beberapa energi dan sumber daya alam ini tidak dapat diperbarui dan menghasilkan limbah yang berbahaya bagi keberlangsungan makhluk hidup dan alam. Misalnya saja efek rumah kaca yang diakibatkan oleh pembakaran bahan bakar fosil pada pembangkit listrik berbahan bakar batu bara. Bukankah bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang tidak dapat diperbarui?
Oleh karena itu, ilmuwan terus melakukan inovasi untuk mengatasi masalah tersebut. Nuklir merupakan satu dari sekian banyak inovasi yang ditawarkan, dikembangkan, dan diaplikasikan oleh banyak negara terutama negara maju seperti Amerika, Perancis, Rusia, dan masih banyak negara lain. Pemanfaatan nuklir juga meliputi berbagai bidang mulai dari energi, pertanian, kesehatan, industri, dan masih banyak lagi. Indonesia sendiri juga sudah mengaplikasikan penggunaan nuklir pada bidang-bidang tersebut melalui sebuah lembaga penelitian yang dikenal sebagai BATAN (Badan Tenaga Nuklir Nasional). Apa kalian tahu tentang nuklir dan seberapa jauh pemanfaatan nuklir pada generasi sekarang?
 |
| Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir |
Ketika pertama kali menyebutkan kata “nuklir” mungkin banyak dari kalian akan membayangkan peristiwa bom atom Hiroshima dan Nagasaki di Jepang pada peristiwa Perang Dunia ke-2. Memang nuklir pertama kali diaplikasikan dalam peperangan dan Jepang mengalami dampak buruk dari penggunaan nuklir yang tidak tepat tersebut. Namun sekarang ini, masyarakat dunia lebih bijaksana dalam memanfaatkan nuklir untuk perdamaian. Penggunaan nuklir dalam bidang energi, misalnya Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Akan tetapi, masyarakat Indonesia masih skeptis dan khawatir mengenai pemanfaatan nuklir dalam bidang energi ini. Peristiwa bocornya PLTN Fukushima di Jepang yang menggemparkan dunia pada 2011 yang lalu menjadi kekhawatiran masyarakat Indonesia apabila nuklir benar dimanfaatkan di negara kita.
Nuklir selalu dikaitkan dengan inti atom ataupun energi atom. Tentu sudah kalian ketahui bahwa inti atom terdiri dari proton dan neutron bukan. Reaksi nuklir melibatkan inti atom dan menghasilkan produk yang berbeda dari inti atom atau partikel sebelum reaksi. Hal ini diakibatkan oleh reaksi suatu inti atom dengan inti atom yang lain atau dengan partikel elementer. Agar lebih jelas, perhatikan reaksi inti berikut.
Atom hidrogen (H) ditembakkan pada sasaran atom tembaga (Cu) sehingga kedua inti atom bereaksi menghasilkan neutron dan seng (Zn). Jika kalian perhatikan jumlah proton dan neutron pada kedua ruas persamaan reaksi haruslah sama sehingga reaksi seimbang. Coba hitung berapa proton dan neutron yang terlibat pada reaksi di atas?
Dalam fisika dikenal dua reaksi penting, yaitu reaksi fusi (reaksi penggabungan) dan reaksi fisi (reaksi pembelahan). Reaksi fusi (nuclear fusion) terjadi ketika dua buah inti atom bergabung sehingga menghasilkan inti atom yang lebih berat. Pada reaksi fusi, partikel-partikel elementer fusi atom, misalnya Deuterium (²H) bereaksi dengan Tritium (3H) atau (D-T Fusion) sehingga menghasilkan sebuah atom Helium (He) dan neutron (n) disertai pelepasan energi. Energi yang dilepaskan merupakan kelebihan energi ikat inti berat dibandingkan terhadap kedua inti ringan. Salah satu contoh reaksi fusi adalah reaksi nuklir yang terjadi pada matahari. Apa kalian tahu bagaimana cara matahari dapat terus bersinar dan menghasilkan energi? Begini reaksinya.
Reaksi fisi (nuclear fision) terjadi akibat pecahnya inti atom menjadi dua atau tiga buah atom lain yang lebih ringan. Partikel elementer neutron melakukan penetrasi ke dalam inti atom sehingga menjadi tidak stabil dan pecah menjadi dua inti atom lain atau produk fisi. Selain itu, pada reaksi ini dilepaskan beberapa buah neutron (n) serta energi dalam bentuk panas dan radiasi gamma. Lalu darimanakah energi yang dilepaskan pada reaksi nuklir ini dihasilkan? Sekitar 80% energi yang dilepaskan pada reaksi fisi berubah sebagai energi kinetik pecahan-pecahan inti atom. Salah satu pemanfaatan energi kinetik ini yaitu dalam reaktor nuklir. Inti pecahan hasil reaksi fisi yang relatif lebih berat bertumbukan dengan bahan bakar reaktor sehingga energi kinetik yang dibawa berubah menjadi energi panas. Panas ini digunakan untuk mendidihkan air sehingga menghasilkan uap air yang digunakan untuk menggerakkan turbin yang dapat membangkitkan energi listrik.
Selain sebagai reaktor nuklir dan bom nuklir, teknologi nuklir juga dapat dimanfaatkan pada bidang kedokteran, misalnya untuk diagnosa ataupun pengobatan terapi. Pada penderita tumor, dapat dilakukan terapi penyembuhan dengan menyinarkan radiasi gamma dan berkas meson pi pada jaringan tumor tanpa merusak jaringan sehat di sekitarnya. Selain itu, nuklir dimanfaatkan untuk mendeteksi cacat bangunan pada konstruksi. Iradiasi gamma pada dosis tertentu terhadap bahan makanan, obat-obatan, jamu herbal, kosmetika, dan alat-alat kesehatan (jarum suntik, kantong darah, dan sebagainya) dapat mengawetkan dan membuat steril barang-barang tersebut. Dalam arkeologi, nuklir digunakan untuk menghitung umur satu situs sejarah. Begitu banyak nuklir yang telah diaplikasikan, bukan?
Ilmuwan terus meningkatkan inovasi guna memanfaatkan nuklir secara tepat guna, aman, dan efisien. Di Indonesia, BATAN telah memanfaatkan nuklir dalam bidang pertanian, industri, makanan, kesehatan, dan sebagainya. Ke depannya, BATAN berencana untuk membuat PLTN skala kecil yang akan dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan listrik di lingkungan BATAN. Hal ini bertujuan untuk menunjukkan pada masyarakat bahwa penggunaan nuklir pada pembangkit listrik bersifat aman, efisien, dan tidaklah berbahaya seperti yang diasumsikan banyak masyarakat. Tentunya, hal ini memerlukan komitmen, ketelitian, dan zero error dalam pelaksanaannya. Apa kalian tertarik untuk menjadi ilmuwan nuklir atau insinyur nuklir yang kelak akan meneliti, membangun, dan mengoperasikan teknologi nuklir tepat guna? Belajarlah yang giat.