Tindak balas nuklear

Dalam fizik nuklear, sebuah **tindak balas nuklear** melanggarkan dua nukleus atau zarah dua atom asing berhasil jauh beza dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah tindak balas dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang belanggar, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Dikenal dua tindak balas nuklear, iaitu tindak balas pelakuran nuklear yang menggabungkan dua atau lebih nukelus menjadi atom baru dan pembelahan nuklear. Reaksi pelakuran nuklear menghasilkan tenaga, juga dikenal sebagai tindak balas yang bersih.

Reaksi pembelahan nuklear adalah tindak balas pembelahan nukleus atom akibat berlanggar dengan nukelus atom lainnya, dan menghasilkan tenaga dan atom baru yang berjisim lebih kecil, serta radiasi elektromagnetik. Reaksi pelakuran juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gama yang sangat membahayakan manusia.

Contoh tindak balas pelakuran nuklear adalah tindak balas yang terjadi dalam nukleus hampir semua bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip tindak balas pelakuran tak terkawal. Contoh tindak balas ini adalah letupan senjata nuklear dan pembangkit tenaga elektrnik janaan nuklear.

Unsur yang sering digunakan dalam tindak balas fisi nuklear adalah Plutonium (terutama isotop 239) dan Uranium (terutama isotop 235), sedangkan dalam tindak balas pelakuran nuklear adalah litium dan hidrogen (terutama litium-6, Deuterium, Tritium).

## Perwakilan
Persamaan tindak balas nuklear ditulis serupa seperti persamaan dalam tindak balas kimia. Setiap isotop ditulis dalam bentuk: simbol kimianya dan nombor jisim. Partikel neutron dan elektron, masing-masing ditulis dalam simbol **n** dan **e**. Partikel proton atau protium (sebagai nukelus atom hidrogen) ditulis dalam simbol **p**. Partikel deuterium dan tritium, masing-masing ditulis dalam simbol **D** dan **T**.

Contohnya:
    **litium-6 + Deuterium -> Helium-4 + Helium-4**

   

       **<sup>6</sup>Li  +   D       ->   <sup>4</sup>He  +   <sup>4</sup>He**

   

       **<sup>6</sup>Li  +   D       -> 2 <sup>4</sup>He**
isotop helium-4, disebut juga zarah alfa, boleh ditulis dalam simbol **α**

Jadi, boleh juga ditulis:
       **<sup>6</sup>Li  +   D       ->    α    +    α**

   
atau:
   

       **<sup>6</sup>Li(D,α)α**     (bentuk yang dipadatkan)

## Tenaga
Untuk menghitung tenaga yang dihasilkan, perubahan jisim isotop sebelum dan sesudah tindak balas nuklear dikira. Jumlah jisim yang hilang dikalikan dengan kuadrat kelajuan cahaya bersamaan dengan tenaga yang dilepaskan dalam tindak balas itu.
    (lihat Jadual isotop unsur ringan (0 sampai 8))   

   

    jisim isotop **litium-6**: 6.015122795

    jisim isotop **deuterium**: 2.0141017778

    jisim isotop **helium-4**: 4.00260325415

   

     **litium-6  +  Deuterium  ->   Helium-4    +    Helium-4**

    **6.015122795 + 2.0141017778 -> 4.00260325415  +  4.00260325415**

                   

          **8.0292245728        ->          8.0052065083**

           
  Jisim yang hilang: 8.0292245728 - 8.0052065083 = 0.0240180645 μ  (**0.3**%)
         

                                                                   (dibulatkan)

                

               

          **E = mc''<sup>2</sup>***

             

               

          E = mc<sup>2</sup>  =       1[[Satuan massa atom|u]]             x      c<sup>2</sup>

                   = 1.660538782×10<sup>−27</sup> kg x (299,792,458&nbsp;m/s)<sup>2</sup>

                   = 149241782981582746.248171448×10<sup>−27</sup> Kg m<sup>2</sup>/s<sup>2</sup>

                   = 149241782981582746.248171448×10<sup>−27</sup> [[Joule|J]]

                   = 931494003.23310656815183435498209 [[Elektronvolt|ev]]

                   = 931.49 Mev       (dibulatkan)

    Jadi, jisim 1[[Mikrometer|μ]] = 931.49 Mev

         

         

         

          E = mc<sup>2</sup>  =       1 Kg           x      c<sup>2</sup>

                  =       1&nbsp;kg           x (299,792,458&nbsp;m/s)<sup>2</sup>

                   = 89875517873681764 Kg m<sup>2</sup>/s<sup>2</sup>

                   = 89875517873681764 [[Joule|J]]

                   = 89.875 PJ       (dibulatkan)
  Jadi, jisim 1 Kg = 89.875 [[Awalan SI|P]][[Joule|J]]
         

         

         
  Jadi tenaga yang dapat dihasilkan = 89,875 [[Awalan SI|P]]J/kg =  21.48 [[Ton#Satuan Tenaga|Mt TNT]]/kg
                                    =149.3   pJ/[[Unit jisim atom|μ]]   = 931.49 [[Awalan SI|M]][[Elektronvolt|eV]]/μ

                    

                      

          E = 0.0240180645 μ    x   931.49 MeV

               

          E = 22.372586901105 MeV  (dengan *'ketepatan 1**%)

          **E = 22.4 Mev**            (dibundarkan)

   

    
  Jadi, persamaan tindak balasnya:
            

     **6Li + D ->  4He** (**11.2 MeV**)   +   **4He** (**11.2 MeV**)

     

     **6Li + D -> 2 4He**  +  **22.4 MeV**

     

     
  Jisimnya hilang sebanyak **0.3** % (dibundarkan dari ''0.2991330517938 %'')
   

                           0.3 %  x  21.48 [[Ton#Satuan Tenaga|Mt TNT]]/kg  = **64** [[Ton#Satuan Tenaga|Kt]]/kg (dibulatkan)
  Maka, jumlah tenaga yang boleh dihasilkan (dengan **100 % kecekapan**)

  melalui tindak balas pelakuran nuklear bahan:
      

      **Litium-6 + Deuterium  =  64** [[Ton#Satuan Tenaga|Kt]]/kg  (dibundarkan)

== Rata-rata kandungan tenaga nuklear ==
Berikut adalah jumlah tenaga nuklear yang boleh dihasilkan setiap kg bahan mentah:

**Pembelahan nuklear**:
    Uranium-233: 17.8 [[Ton#Satuan Tenaga|Kt]]/kg  =  17800 [[Ton#Satuan Tenaga|Ton TNT]]/kg

    Uranium-235: 17.6 Kt/kg  = 17600 Ton TNT/kg
  Plutonium-239: 17.3 Kt/kg  = 17300 Ton TNT/kg

**Pelakuran nuklear*':

  Deuterium + Deuterium: 82.2 Kt/kg  =  82200 Ton TNT/kg

  Tritium   + Deuterium: 80.4 Kt/kg  = 80400 Ton TNT/kg

  Litium-6 + Deuterium: 64.0 [[Ton#Satuan Tenaga|Kt]]/kg =  64000 Ton TNT/kg

== Lihat pula ==

* [[Otto Hahn]]

* [[E=mc²|Persamaan jisim-tenaga (E=mc²)]]

* [[Jadual isotop unsur ringan (0 sampai 8)]]

* [[Jadual isotop (lengkap)]]

* [[nukleus atom]]

* [[Fizik nuklear]]

* [[Nombor atom|Nombor atom (angka atom)]]

* [[Jisim atom]]

* [[Kitaran CNO|Kitaran CNO (tindak balas pelakurann karbon-nitrogen)]]

* [[Proses Oppenheimer-Phillips]]

* [[Born approximation]]

== Rujukan   ==

* Isotope masses - [http://www.nndc.bnl.gov/amdc/index.html Ame2003 Atomic Mass Evaluation]  by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in *Nuclear Physics'' A729 (2003).

## Pautan luar

* The Physics Hypertextbook - Pelakuranon

* Nuclear Weapons Frequently Asked Questions & Useful Tables