Reaksi inti, fisi, dan fusi

Yang akan kamu pelajari

• Reaksi inti
• Fisi
• Fusi
• Fisika inti

Pahami konsepnya

Nilai Q=(m_awal−m_akhir)c² positif berarti pelepasan energi dalam neraca reaksi. Reaksi harus memenuhi konservasi muatan, energi, momentum dan bilangan kuantum yang relevan. Fisi terinduksi dapat melepaskan neutron yang memicu reaksi berikutnya; laju rantai bergantung probabilitas reaksi dan kebocoran/absorpsi neutron.

Fusi inti ringan memerlukan peluang menembus penghalang Coulomb. Temperatur tinggi membantu distribusi energi, tetapi tunneling tetap penting.

Analisis lanjut

Penampang lintang σ(E) mengukur probabilitas efektif interaksi, bukan luas geometris sederhana. Laju reaksi plasma kira-kira n₁n₂⟨σv⟩ untuk dua spesies berbeda. Energi ikat per nukleon membantu memahami kecenderungan pelepasan energi dekat inti menengah, tetapi tidak menentukan semua kanal dan laju.

Kontrol reaktor dan rekayasa plasma jauh melampaui diagram energi sederhana.

Pendalaman: Energi ikat bukan prediksi laju

Dua kanal reaksi dapat sama-sama memiliki Q positif tetapi laju sangat berbeda. Penghalang Coulomb, aturan seleksi, resonansi dan penetrabilitas memengaruhi penampang lintang. Pada plasma Maxwellian, ⟨σv⟩ mengintegralkan penampang bergantung energi dengan distribusi kecepatan relatif.

Menyebut reaksi “menguntungkan secara energi” tidak berarti spontan cepat pada suhu ruang. Tugas: pisahkan dalam sebuah diagram neraca energi, probabilitas per tumbukan, laju tumbukan, dan kemampuan menahan energi dalam sistem.

Contoh terurai

Reaksi D+T→⁴He+n melepaskan sekitar 17,6 MeV per kejadian. Konversi ke joule: 17,6×10⁶×1,602×10⁻¹⁹≈2,82×10⁻¹² J. Energi ini terbagi terutama ke neutron dan helium sesuai konservasi momentum, bukan semuanya menjadi listrik.

Coba, amati, jelaskan

Susun neraca A dan Z untuk reaksi D–T pada kertas. Jelaskan perbedaan energi reaksi, energi yang dapat ditangkap, dan energi listrik akhir tanpa membuat instruksi eksperimen nuklir.

Cek pemahaman

Nilai Q positif menyatakan apa?

• Energi tidak kekal
• Massa diam total awal lebih besar dan energi dapat dilepas
• Semua reaksi pasti cepat

Jawab dan baca pembahasannya di aplikasi.