Energi Nuklir

Diterjemahkan dari Wikipedia

Energi Fusi, dikenal sebagai energi yang dihasilkan oleh reaksi fusi nuklir. Pada reaksi ini dua atom ringan berfusi bersama membentuk inti lebih berat dan melepas energi yang sangat besar.

Pada kasus umum, istilah energi nuklir mengarah ke produksi energi dari rangkaian energi yang dihasilkan reaksi fusi yang terus menerus. Sistim ini disebut dengan uap-energi atau "steam power."

Reaksi ini berlangsung di reactor yang pada umunya dirancang untuk reaksi fusi yang menghasilkan panas, yang mampu menggerakan steam turbine, yang dapat mebangkitkan tenaga listrik.

Bertepatan dengan July 2010, sebuah eksperimen besar yang dinamakan Magnetic confinement fusion telah dilakukan oleh gabungan Negara eropa yang menamakan proyek energi nuklir. Kerjasam tersebut diberi nama Joint European Torus (JET).

Pada tahun 1997, JET memproduksi energi maksimal sebesar 16.1 megawatts (21,600 hp) dari hasil energi fusi ( menggunakan 65% energi input), sistim tersebut berhasil menghasilkan 10 MW (13,000 hp) tiap 0.5 sec.

Sementara itu pada June 2005, ereka berhasil merancang kontruksi reactor yang dinamakan ITER, yang dirancang 7 negara, termasuk diantaranya AS., China, dan Negara Eropa (EU), turut pula dalam proyek tersebut India, Russian Federation, dan Korea Selatan.

ITER dirancang untuk memproduksi energi fusi 10 kali lebih kuat dibanding dengan energi yang dihasilkan oleh plasma; sebagai contoh dengan tenaga input 50 MW mampu menghasilkan output 500 MW. ITER dirancang bangun di Cadarache, Perancis. Di lain pihak lembaga “ US National Ignition Facility” telah menawarkan proyek yang dinamakan European Union High Power laser Energy Research (HiPER) kepada Negara Negara Eropa yang berbeda cara kerjanya dibanding dengan Inertial confinement fusion.

Sirkulasi Bahan Dasar


Reaksi fusi akan meningkat tajam pada kenaikan temperature dan mencapai maksimal pada ttk tertentu, kemudian akan menurun lagi.
.Fusi deuterium-tritium mencapai puncak pada suhu dibawah 70 keV, atau 800 juta kelvins

Konsep dasar dari reaksi fusi adalah mendekatkan dua atau lebih inti, sehingga akan membangkitkan energi nuklir atau residual strong force (nuclear force) pada inti mereka masing masing. Antara inti satu dan lainnya akan saling mendorong untuk membentuk inti yang lebih besar.

Jika terdapat dua inti yang lebih ringan, mereka akan menyusun inti yang lebih kecil masanya dibanding dengan masa kedua inti semula. Tetapi fenomena ini tidak selalu terjadi. Perbedaan masa dengan energi yang dilepas dirumuskan oleh Albert Einstein dalam teori mass-energy equivalence atau dengan rumus E = mc2.

Jika input inti memiliki masa yang besar, maka produk fusi yang dihasilkan lebih berat dari jumlah reaktan/inti yang digabung, dalam kasus ini maka reaksi membutuhkan sumber energi dari luar. Garis pembagi antara unsure ringan dan berat terdapat pada unsure besi-56. Diatas masa atom tersebut maka energi yang dihasilkan dari reaksi nuclear fission dan dibawahnya adalah reaksi fusi. Fusi antara inti yang berlawanan karena muatan listrik positif dari proton.

Untuk menghasilkan muatan elektrostatis atau muatan Coulomb, sejumlah sumber energi dari luar harus diberikan dan dengan cara memanaskan atom atom tersebut, sehingga elektron akan meloncat dan meninggalkan atomnya yang kini telanjang. Atom dan electron yang demikian akan berada di media yang disebut plasma.

Temperatur dibutuhkan untuk memberi energi pada inti agar bermuatan positip dengan besar muatan yang cukup, sehingga hydrogen, dengan muatan nuklir yang paling kecil membutuhkan suhu yang paling kecil. Helium yang memiliki masa partikel atomnya yang paling rendah, menjadi unsure yang paling ideal untuk produk fusi. Sehingga sebagian besar reaksi fusi menggabungkan Isotop Hidrogen ("protium", deuterium, atau tritium) untuk membentuk Isotop helium (3He atau 4He).

Hydrogen-2 (Deuterium) adalah isotope hydrogen dan terdapat di alam.. Isotop Hidtogen yang dibuat dengan pemisahan lebih mudah dibanding dengan proses pengayaan Uranium. Hydrogen-3 (Tritium) juga termasuk Isotop Hidrogen, juga tersedia di alam tetapi memliki waktu paruh ( radioactive half-life) hanya 12.32 tahun. Sehingga bahan bakar nuklir deuterium-tritium dapat diperoleh dari pemecahan (breeding) unsure lithium , dengan reaksi kimia :
10n + 63Li → 31T + 42He
10n + 73Li → 31T + 4
2He + 10n