Fusi nuklir

Dalamfisika nuklir,fusi nuklir(reaksi termonuklir) adalah sebuahreaksidi mana duainti atombergabung membentuk satu atau lebih inti atom yang lebih besar dan partikel subatom (neutronatauproton). Perbedaan dalam massa antara reaktan dan produk dimanifestasikan sebagai pelepasan energi dalam jumlah besar. Perbedaan dalam massa ini muncul akibat perbedaan dalamenergi ikataninti atom antara sebelum dan setelah reaksi. Fusi nuklir adalah proses yang memberikan daya bagibintanguntuk bersinar.
Proses fusi yang menghasilkan nukleus lebih ringan daribesi-56ataunikel-62secara umum tidak akan melepaskan sejumlah energi bersih. Elemen-elemen ini memiliki massa per nukleon terendah danenergi ikatanpernukleontertinggi. Fusi elemen-elemen ringan akan melepas energi (eksotermis), sedangkan fusi yang menghasilkan inti lebih berat dari elemen ini, akan menghasilkan energi yang ditahan oleh nukleon yang dihasilkan (reaksi endotermis). Kebalikannya ini benar untuk proses yang berkebalikan,fisi nuklir. Hal ini berarti untuk elemen ringan, seperti hidrogen danheliumsecara umum lebih mudah fusi; sedangkan untuk elemen yang lebih berat, sepertiuraniumdanplutonium, lebih mudah fisi.
Proses fusi membutuhkan energi yang besar untuk menggabungkan inti nuklir, bahkan elemen yang paling ringan,hidrogen. Tetapi fusi inti atom yang membentuk inti atom yang lebih berat danneutronbebas, akan menghasilkan energi yang lebih besar lagi dari energi yang dibutuhkan untuk menggabungkan mereka—sebuahreaksi eksotermisyang dapat menciptakan reaksi yang terjadi sendirinya.
Energiyang dilepas di banyakreaksi nuklirlebih besar darireaksi kimia, karenaenergi pengikatyangmengelemkedua inti atom jauh lebih besar dari energi yang menahanelektronke inti atom. Contoh,energi ionisasiyang diperoleh dari penambahan elektron ke hidrogen adalah13.6elektronvolt—lebih kecil satu per sejuta dari 17MeVyang dilepas oleh reaksi D-T seperti gambar di samping.
Proses fusi paling penting di alam adalah yang terjadi di dalambintang. Meskipun tidak melibatkan reaksi kimia, tetapi sering kali fusi termonuklir di dalam bintang disebut sebagaiproses"pembakaran". Pada pembakaran hidrogen, bahan bakar netto-nya adalah empatproton, dengan hasil netto satupartikel alpha, pelepasan duapositrondan duaneutrino(yang mengubah dua proton menjadi dua netron), dan energi. Ada dua jenis pembakaran hidrogen, yaiturantai proton-protondansiklus CNOyang keberlangsungannya bergantung pada massa bintang. Untuk bintang-bintang seukuranMatahariatau lebih kecil, reaksi rantai proton-proton mendominasi, sementara untuk bintang bermassa lebih besar siklus CNO yang mendominasi. Reaksi pembakaran lain seperti pembakaran helium dan karbon juga terjadi bergantung terutama pada tahapan evolusi bintang.
Beberapa contoh reaksi fusi nuklir yang dapat dilangsungkan di permukaan Bumi adalah sebagai berikut:
p (protium), D (deuterium), dan T (tritium) adalah sebutan untuk isotop-isotop hidrogen.
Sebagai tambahan/ pendukung kepada reaksi fusi utama (yang diinginkan), beberapa reaksi fusi berikut yang mana diikutsertakan/ disebabkan olehneutrondandeuteriumadalah penting. Dimana reaksi ini menghasilkantritiumdan lebih banyak neutron, dalam bomb nuklir dan reaktor nuklir:
(energi yang diserap jauh terlalu kecil, neutron-neutron tetap bergerak pada level energi yang tinggi)
Ada banyak reaksi fusi yang lain. Pada umumnya, reaksi fusi antara dua inti atom yang lebih ringan daripadabesidannikel, melepaskan energi. Sedangkan, reaksi fusi antara dua inti atom yang lebih berat daripada besi dan nikel, menyerap energi.