Massa kritis
Reka ulang percobaan yang dilakukan oleh Harry Daghlian dengan bola plutonium yang dikelilingi oleh wolfram karbida yang dapat memantulkan neutron
Selain permasalahan pada toksisitas plutonium, akumulasi sejumlah plutonium yang mencapai massa kritis juga harus dihindari, terutama karena massa kritis plutonium hanyalah sepertiga daripada massa kritis uranium-235.[4] Plutonium yang mencapai massa kritis akan memancarkan sejumlah neutron dan sinar gama dalam kadar yang mematikan.[62] Plutonium dalam larutan lebih berkemungkinan membentuk massa kritis daripada plutonium dalam bentuk padatan.[10]
Dalam sejarahnya, telah terjadi beberapa kecelakaan yang melibatkan pembentukan massa kritis ini. Penanganan yang tidak hati-hati pada bata wolfram karbida yang diletakkan di sekitar 6,2 kg bola plutonium menyebabkan radiasi dengan dosis fatal pada tanggal 21 Agustus 1945 di Los Alamos, yang mana ilmuwan Harry K. Daghlian, Jr. menerima dosis yang diperkirakan setara dengan 5,1 Sievert dan meninggal 28 hari sesudahnya.[63] Sembilan bulan kemudian, ilmuwan Los Alamos lainnya, Louis Slotin, juga meninggal dalam kecelakaan yang melibatkan reflektor berilium dan inti plutonium yang sama, yang sebelumnya telah menyebabkan kematian Daghlian (bola plutonium ini kemudian diberi nama panggilan "demon core").[64] Insiden ini kemudian diangkat ke dalam film tahun 1989 Fat Man and Little Boy.
Pada bulan Desember 1958, selama proses pemurnian plutonium di Los Alamos, massa kritis terbentuk di dalam tabung pencampuran, menyebabkan kematian operator derek.[65] Selain itu, kecelakaan nuklir lainnya juga pernah terjadi di Uni Soviet, Jepang, dan negara-negara lainnya.[65]
[sunting] Kemudahbakaran
Logam plutonium juga merupakan bahan yang mudah terbakar. Ia akan bereaksi dengan oksigen dan air, yang akan menyebabkan akumulasi plutonium hidrida. Plutonium hidrida merupakan bahan piroforik dan akan menyala ketika terkena udara bebas pada suhu kamar. Plutonium akan mengembang melebihi 70% volume awal ketika ia teroksidasi, sehingga dapat merusak wadah penampung. Pasir magnesium oksida merupakan bahan yang paling efektif dalam memadamkan api plutonium. Ia mendinginkan bahan yang terbakar, dan bekerja sebagai sungap panas (heat sink) serta memblok oksigen. Untuk menghindari terjadinya kebakaran, penanganan yang khusus perlu diterapkan. Umumnya diperlukan penanganan dalam atomosfer inert.[66]
[sunting] Lihat pula
* Depleted uranium
* Teknik nuklir
* Putaran bahan bakar nuklir
* Fisika nuklir
* Reaktor nuklir
* Senjata nuklir
[sunting] Catatan
1. ^ Ion PuO2+ tidak stabil dalam larutan dan akan berdisproporsionasi menjadi Pu4+ dan PuO22+; Pu4+ kemudian akan mengoksidasi PuO2+ sisanya menjadi PuO22+, dan ia sendiri akan tereduksi menjadi Pu3+. Oleh karena itu, larutan plutonium cenderung berubah menjadi campuran Pu3+ dan PuO22+.
Crooks, William J. (2002). Nuclear Criticality Safety Engineering Training Module 10 – Criticality Safety in Material Processing Operations, Part 1. (PDF) Diakses pada 2006-02-15
2. ^ Edwin McMillan bukanlah yang pertama kali mengajukan bahwa sebuah unsur dinamakan sebagai "plutonium." Satu dekade setelah barium ditemukan, seorang Profesor Universitas Cambridge mengajukan bahwa unsur barium tersebut diganti namanya menjadi "plutonium". Ia beralasan bahwa unsur barium yang tidak termasuk unsur berat, memiliki akar kata dari Bahasa Yunani barys yang berarti "berat", dan oleh karena barium dihasilkan dari teknik elektrolisis, ia haruslah memiliki nama yang mewakili unsur api. Ia kemudian mengajukan bahwa unsur Barium tersebut diganti namanya menjadi "plutonium" (dari nama dewa Romawi Pluto). (Heiserman 1992)
3. ^ Pada sebuah artikel di mana Seaborg memberikan informasi:"The obvious choice for the symbol would have been Pl, but facetiously, Seaborg suggested Pu, like the words a child would exclaim, 'Pee-yoo!' when smelling something bad. Seaborg thought that he would receive a great deal of flak over that suggestion, but the naming committee accepted the symbol without a word."
Clark, David L., Hobart, David E. (2000). "Reflections on the Legacy of a Legend: Glenn T. Seaborg, 1912–1999" (PDF). Los Alamos Science 26: 56–61, on 57 Diakses pada 15 Februari 2009.
4. ^ Kamar 405 Laboratorium George Herbert Jones yang merupakan tempat isolasi unsur plutonium yang pertama ini ditentukan sebagai National Historic Landmark oleh pemerintah AS pada Mei 1967.
5. ^ Semasa Proyek Manhattan, plutonium sering dirujuk sebagai "49": nomor 4 adalah digit terakhir 94 (bilangan atom plutonium), dan 9 adalah digit terakhir dari Pu-249 (isotop yang digunakan dalam bom nuklir).
Hammel, E.F. (2000). "The taming of "49" – Big Science in little time. Recollections of Edward F. Hammel, pp. 2-9. In: Cooper N.G. Ed. (2000). Challenges in Plutonium Science". Los Alamos Science 26 (1): 2–9 Diakses pada 15 Februari 2009.
Hecker, S.S. (2000). "Plutonium: an historical overview. In: Challenges in Plutonium Science". Los Alamos Science 26 (1): 1–2 Diakses pada 15 Februari 2009.
6. ^ The American Society of Mechanical Engineers (ASME) established B Reactor as a National Historic Mechanical Engineering Landmark in September 1976.
Wahlen, R.K. (1989). History of 100-B Area (PDF), Richland, Washington: Westinghouse Hanford Company. WHC-EP-0273. Diakses pada 15 Februari 2009.
7. ^ Perhitungan efisiensi ini didasarkan pada fakta bahwa fisi 1 kg Pu-239 (ataupun U-235) menghasilkan pelepasan energi yang setara dengan 17 kiloton TNT,
Proliferation of Nuclear Weapons and Materials to State and Non-State Actors: What It Means for the Future of Nuclear Power. University of Michigan Symposium. Federation of American Scientists. Diakses pada 2009-01-04
8. ^ Kebanyakan plutonium ini digunakan untuk membuat inti senjata termonuklir Teller-Ulam. Senjata yang disebut sebagai 'bom hidrogen' ini merupakan varian senjata nuklir yang menggunakan bom fisi untuk memicu fusi nuklir hidrogen berat. Kerusakan yang disebabkan oleh senjata ini umumnya setara dengan jutaan ton TNT, bandingkan dengan senjata nuklir yang hanya menggunakan fisi nuklir dan menghasilkan kerusakan setara dengan ribuan ton TNT.(Emsley 2001)
9. ^ Gadolinium zirkonium oksida (Gd2Zr2O7) juga telah dikaji karena ia dapat menampung plutonium selama 30 juta tahun.(Emsley 2001)
10. ^ Komposisi plutonium pada batangan bahan bakar nuklir bekas: Pu-239 (~58%), Pu-240 (24%), Pu-241 (11%), Pu-242 (5%), dan Pu-238 (2%).
Kamis, 03 Juni 2010
los alamos laboratory of nuclear
Enrico Fermi mengingat awal proyek dalam pidato yang dilontarkan pada 1954 ketika dia pensiun sebagai Presiden dari American Physical Society.
- Saya sangat ingat di bulan pertama, Januari 1939, selagi saya mulai bekerja di Laboratorium Pupin karena banyak hal terjadi sangat cepat. Dalam periode itu, Niels Bohr masih mengajar di Universitas Princeton dan saya ingat suatu sore willis Lamb kembali dengan sangat gembira dan berkata bahwa Bohr telah membocorkan berita besar. Berita besar itu adalah tentang penemuan fisi nuklir dan garis besar dari interpretasinya. Kemudian, pada bulan itu juga, ada beberapa pertemuan di Washington di mana pentingnya penemuan baru tersebut dibicarakan dalam pembicaraan "semi-jocular" sebagai sumber yang memungkinkan dari tenaga nuklir.
Ilmuwan nuklir Leó Szilárd, Edward Teller dan Eugene Wigner (semuanya pengungsi Yahudi dari Hongaria karena Hitler) percaya bahwa energi yang dilepas dalam fisi nuklir dapat diguankan dalam bom oleh Jerman. Mereka membujuk Albert Einstein, salah satu ilmuwan paling terkenal dunia dan juga pengungsi Yahudi, untuk memperingati Presiden Franklin D. Roosevelt akan bahaya ini dalam sebuah surat pada 2 Agustus, 1939 yang dirancang oleh Szilárd [2]. Sebagai balasan akan peringatan tersebut Roosevelt mendorong riset lebih lanjut menjadi keamanaan nasional implikasi fisi nuklir. Setelah pemboman Hiroshima, Einstein kemudian berkomentar "Saya dapat membakar tangan saya karena menulis surat kepada Roosevelt." Ankatan Laut menganugrahkan pendanaan energi atom pertama sebesar $6.000 untuk eksperimen frafit, yang tumbuh menjadi Proyek Manhattan di bawah kepempinan ilmiah dari J. Robert Oppenheimer dan Enrico Fermi.
Roosevelt menciptakan ad hoc Komite Uranium di bawah "chairmanship" ketua National Bureau of Standards Lyman Briggs. Dia memulai program riset kecil pada 1939 di Laboratorium Riset Naval di Washington, di mana fisikawan Philip Abelson mengecek pemisahan isotop uranium. Di Universitas Columbia fisikawan nuklir dilahirkan di Italia Enrico Fermi membuat prototipe reaktor nuklir menggunakan berbagai konfigurasi dari grafit dan uranium. Pada 9 Oktober 1941 Roosevelt mengijinkan pengembangan senjata nuklir.
Vannevar Bush, direktur Carnegie Institution Washington, mengatur National Defense Research Committee pada 1940 untuk memobilisasi sumber daya ilmiah Amerika Serikat untuk mendukung perang.
Laboratorium baru diciptakan, termasuk Radiation Laboratory at the Massachusetts Institute of Technology, yang membantu pengembangan radar, dan Underwater Sound Laboratory di San Diego, yang mengembangkan sonar.
National Defense Research Council (NDRC) juga mengambil alih proyek uranium. Pada 1940, Bush dan Roosevelt menciptakan Office of Scientific Research and Development untuk mengembangkan upaya tersebut.
Proyek Uranium tidak mengalami kemajuan pada musim semi 1941, ketika kabar datang dari penghitungan Britania oleh Otto Frisch dan Fritz Peierls. Laporan tersebut, dipersiapkan oleh Komite MAUD, yang merupakan sebuah sub-komite untuk "Scientific Survey of Air Warfare " di bawah G.P. Thomson, profesor fisika di Imperial College, London, menunjukan bahwa jumlah isotop dapat terfissi dari uranium, U-235, yang sangat sedikit dapat memproduksi ledakan yang sama dengan beberapa ratus ribu ton TNT.
Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional mengusulkan usaha penuh untuk membangun senjata nuklir, Bush menciptakan komite khusus, Komite S-1, untuk membimbing usaha tersebut. Ini terjadi sehari sebelum Jepang menyerang Pearl Harbor, pada 7 Desember 1941, dan berarti dimulainya perang bagi Amerika Serikat.
Ilmuwan di departemen fisika University of Chicago Metallurgical Laboratory, University of California Radiation Laboratory dan Universitas Columbia, mempercepat kerja mereka untuk menyiapkan bahan nuklir untuk sebuah senjata. Mereka harus belajar memisahkan Uranium 235 dari bijih uranium mentah (kebanyakan dari Uranium 238), dan mereka juga harus bisa bagaimana menciptakan plutonium, sebuah unsur yang sangat jarang, dengan pengeboman Uranium alami (U-238) dalam sebuah reaktor dengan netron yang diproduksi oleh Uranium 235. Dimulai pada 1942, pabrik besar dibuat untuk memproduksi Uranium 235 di Oak Ridge National Laboratory di Tennessee dan untuk memproduksi plutonium di Hanford Site di luar Richland, Washington.
Ketika AS masuk dalam PDII pada Desember 1941, beberapa proyek sedang berjalan untuk menyelidiki pemisahan uranium 235 yang dapat difisikan dari uranium 238, pembuatan plutonium, dan kemungkinan tumpukan nuklir dan peledakannya.
Fisikawan dan penerima Nobel Arthur Holly Compton mengatur Laboratorium Metalurgis di Universitas Chicago pada awal 1942 untuk mempelajari plutonium dan tumpukan fisi. Compton menanyakan fisika teori kepada Dr. J. Robert Oppenheimer dari Universitas California untuk mengambil alih riset dalam penghitungan netron cepat, penting bagi kemungkinan sebuah senjata nuklir. John Manley, seorang fisikawan di Laboratorium Metalurgis Universitas Chicago, ditugasi untuk menolong Dr. Oppenheimer mencari jawaban dengan mengkoordinasi dan menghubungi beberapa grup fisikawan eksperimen yang tersebar di pelosok negara.
Pada musim semi 1942, Oppenheimer dan Robert Serber dari Universitas Illinois, bekerja dalam masalah difusi netron (bagaimana netron bergerak dalam reaksi berantai) dan hidrodinamika (bagaimana ledakan yang diproduksi oleh reaksi berantai berperilaku).
Untuk mereview hasil kerja ini dan teori umum dari reaksi fissi, Oppenheimer mengadakan belajar musim panas di Universitas California, Berkeley pada Juni 1942. Teoritis Hans Bethe, John Van Vleck, Edward Teller, Felix Bloch, Emil Konopinski, Robert Serber, Stanley S. Frankel, dan Eldred C. Nelson (tiga terakhir adalah bekas murid Oppenheimer) menyimpulkan bahwa sebuah bom fissi bisa terjadi. Para ilmuwan ini menyarankan bahwa reaksi tersebut dapat diawali oleh pembuatan sebuah massa kritikal - jumlah ledakan nuklir yang cukup untuk menahannya - baik dengan menembakan dua massa subkritikal plutonium atau uranium 235 bersamaan atau dengan menghancurkan ("imploding") sebuah bola kosong terbuat dari bahan tersebut dengan sebuah selimut peledak besar. (Serber memberikan kredit ide awal dari implosi kepada Tolman). Sampai jumlahnya dapat diketahui lebih lanjut, hanya ini yang dapat dilakukan.
Teller melihat kemungkinan lain: Dengan mengelilingi fisi bom dengan deuterium dan tritium, sebuah "bom super" yang jauh lebih kuat dapat dibuat. Konsep ini berdasarkan penelitian produksi energi dalam bintang-bintang yang dibuat oleh Bethe sebelum perang. Ketika gelombang detonasi dari bom fisi digerakan melalui campuran nuklei deuterium dan tritium, mereka akan memfusi menjadi satu untuk memproduksi energi yang lebih banyak dari yang dapat diproduksi oleh fissi, dalam proses fusi nuklir, seperti unsur difusi di matahari untuk menciptakan cahaya dan panas.
Bethe merasa skeptik, dan Teller mendorong kuat untuk "bom super"nya, dan mengusulkan skema demi skema, Bethe menolak semuanya. Idenya harus ditaruh kesamping ketika bom fisi, dan perang, telah selesai. "Bom super" itu atau alat termonuklir, diproduksi setelah perang dan dites pada 1952, setelah perang politik antara Teller melawan Oppenheimer, yang berakhir dengan kalahnya Oppenheimer yang kehilangan status resminya, dan menggunakan metode yang berbeda dari ide Teller, yang Bethe benar ketika menolaknya.)
Teller juga menaikkan kemungkinan bahwa sebuah bom atom dapat "menyalakan" atmosfer, dikarenakan reaksi fusi hipotetik dari nuklei nitrogen. Bethe menunjukkan, menurut Serber, secara teoritis hal tersebut tak dapat terjadi; dalam bukunya The Road from Los Alamos. Bethe mengatakan bahwa sebuah penolakan yang tiulis oleh Kononpinski, C. Marvin, dan Teller di laporan LA-602 (dibuka kerahasiaanya pada Februari 1973 [3]), menunjukkan tidak mungkin. Menurut Serber, Oppenheimer memberitahukan kepada Arthur Compton, yang tidak bisa diam. Kemudian hal ini masuk ke dokumen yang berlanjut ke Washington" yang menuju ke pertanyaan "tidak pernah dikasih istirahat". Menurut Bethe, kekacauan ini datang lagi pada 1975 ketika hal ini muncul di sebuah artikel majalah oleh H.C. Dudley, yang mendapat ide ini dari sebuah laporan oleh Pearl Buck dari interview yang dia lakukan dengan Arthur Compton di 1959, di mana dia tidak mengerti Compton seluruhnya! Kecemasan ini tidak pernah hilang di pikiran beberapa orang sampa tes Trinity; meskipun begitu kalau saja Bethe salah, kita tak akan pernah tahu.
Konferensi musim panas, hasilnya yang kemudian dirangkum oleh Serber di "The Los Alamos Primer" (LA-1 online), memberikan dasar teoritikal asli berdasarkan untuk rancangan bom atom, yang kemudian menjadi tugas utama di Los Alamos saat perang, dan ide bom-H, yang menhantui Laboratorium tersebut di masa setelah perang.
Pengukuran interaksi neutron cepat dengan bahan di sebuah bom sangatlah penting karena jumlah neutron yang diproduksi dalam fissi uranium dan plutonium harus diketahui, dan karena zat yang mengelilingi bahan nuklir hari memliki kemampuan untuk memantulkan, atau menyebarkan, neutron kembali ke reaksi berantai sebelum dia meledak dalam rangka untuk meningkatkan energi yang diproduksi. Oleh karena itu, ciri-ciri penyebaran neutron dari bahan tersebut harus diukur untuk mencari pemantul yang terbaik.
Memperkirakan tenaga ledakan membutuhkan pengetahuan dari banyak ciri-ciri nuklir lainnya, termasuk persimpangan (sebuah ukuran kemungkinan sebuah pertemuan antara partikel yang menghasilkan dalam sebuah efek yang ditentukan) untuk proses-proses neutron nuklir di uranium dan unsur lainnya. Neutron cepat hanya dapat diproduksi oleh pemercepat partikel, yang masih merupakan alat yang tidak umum dalam departemen fisika pada 1942.
Koordinasi yang lebih baik sangat dibutuhkan. Pada September 1942, kesulitan terlibat dengan melakukan penelitian awal tentang senjata nuklir di universitas tersebar di seluruh negara yang menandakan kebutuhan untuk sebuah laboratorium yang dibuat untuk tujuan tersebut saja. Kebutuhan ini dibayangi oleh permintaan pabrik untuk meproduksi uranium-235 dan plutonium - bahan dapat difissi yang menyediakan peledak nuklir.
Vannevar Bush, kepala sipil Office of Scientific Research and Development (OSRD), menanyakan Presiden Roosevelt untuk menugaskan operasi skala-besar yang dihubungi dengan proyek senjata nuklir yang berkembang untuk militer. Roosevelt memilih Angkatan Darat untuk bekerja dengan OSRD dalam membangun pabrik produksi. Army Corps of Engineers memilih Kol. James Marshall untuk mengawasi konstuksi pabrik untuk memisahkan isotop uranium dan pemroduksian plutonium untuk bom tersebut.
Ilmuwan OSRD telah mecoba beberapa metode untuk memproduksi plutonium dan memisahkan uranium-235 dari uranium, namun tidak ada dari proses tersebut yang siap untuk produksi - hanya jumlah mikroskopik yang telah disediakan.
Hanya satu cara - pemisahan elektromagnetik, yang telah dikembangkan oleh Ernest Lawrence di University of California Radiation Laboratory di University of California, Berkeley - terlihat meyakinkan pada saat untuk produksi skala-besar. Namun ilmuwan tidak dapat berhenti mempelajari metode berpotensial lainnya untuk memproduksi bahan yang dapat terfissi, karena proses tersebut sangat mahal dan karena sangat tidak bisa terjadi proses tersebut dapat memproduksi cukup bahan sebelum perang berakhir.
Marshall dan deputinya, Kol. Kenneth Nichols, harus berjuang untuk mengerti baik proses dan juga ilmuwan yang bekerja sama dengan mereka. Tiba-tiba menerobos masuk ke dalam bidang fisika nuklir yang baru, mereka merasa tidak mampu untuk membedakan antara keinginan teknikal dan pribadi. Meskipun mereka memutuskan bahwa sebuah lokasi di dekat Knoxville, Tenn., akan cocok untuk pabrik produksi pertama, mereka tidak tahu betapa besar lokasi tersebut dan membatalkan pengambilannya. Ada masalah lain juga.
Karena sifat eksperimen, kerja senjata nuklir tidak dapat bertanding dengan tugas Angkatan Darat lainnya yang lebih penting. Pemilihan kerja ilmuwan dan konstruksi pabrik-produksi sering kali tertunda karena ketidakmampuan Marshall untuk mendapatkan bahan yang sangat penting, seperti baja, yang juga dibutuhkan di produksi militer lainnya.
Bahkan memilih nama untuk proyek AD tersebut pun sulit. Nama yang dipilih oleh Jend. Brehon Somerwell, "Pengembangan Bahan Pengganti", sangat tidak tepat karena terlihat mengungkapkan terlalu banyak.
Distrik Teknik Manhattan
Pada musim panas 1942, Kol. Leslie Groves merupakan seorang deputi dari ketua konstruksi untuk Army Corps of Engineers dan telah mengawasi konstuksi Pentagon, gedung perkantoran terbesar di dunia. Groves menolak berat ketika Somervell menunjuk dia untuk mengawasi proyek senjata. Keberatannya ditolak dan Groves mengundurkan diri daripada memimpin proyek yang dia pikir memiliki sedikit kesempatan untuk sukses.
Hal pertama yang dia lakukan adalah "mechristen" proyek The Manhattan District. Namanya berkembang dari kebiasaan Corps of Engineers menamakan distrik setelah nama markas besarnya (markas besar Marshall berada di kota New York). Pada saat yang bersamaan, Groves dipromosikan menjadi brigadir jenderal, yang memberikan dia kesempatan berhadapan dengan ilmuwan senior dalam proyek tersebut.
Dalam seminggu sejak penunjukannya, Groves telah memecahkan masalah paling penting Proyek Manhattan. Gayanya yang kuat dan efektif segera terkenal di antara ilmuwan atom.
Hambatan ilmiah utama yang pertama dipecahkan pada 2 Desember 1942 di bawah tempat duduk stadion Stagg Field di University of Chicago, di mana sebuah kelompok yang dipimpin Enrico Fermi menggagas reaksi rantai nuklir pertama yang berkelanjutan. Sebuah panggilan telepon sandi dari Compton yang mengatakan, "Navigator Italia (Fermi) telah mendarat di Dunia Baru, penduduk aslinya bersahabat" kepada Conant di Washington, DC, menimbulkan berita bahwa percobaan itu berahsil. Inilah titik balik utama.
Dua jalan yang berbeda untuk bom
Masalah industri berpusat pada produksi bahan fisil yang cukup. 2 usaha paralel dan yang sepenuhnya terpisah dijalankan. Satu proyek memproduksin bom uranium dan proyek lainnya memproduksi 2 bom plutonium, semuanya berhasil diledakkan.
Bom Hiroshima, Little Boy, dibuat dari Uranium-235, isotop uranium yang jarang yang harus dipisahkan secara fisik dari isotop uranium-238 yang lebih lazim, yang tidak cocok digunakan sebagai alat peledak. Pemisahan itu sebagian besar diakibatkan oleh difusi gas uranium heksafluorida (UF6), namun juga oleh teknik lain, seperti difusi termal, dan metode kalutron, menggunakan asas pemisahan magnetik spektrometer massa. Sebagian besar kerja pemisahan ini dipertunjukkan di Oak Ridge. Bom uranium menggunakan yang disebut mekanisme "pistol" untuk mengumpulkan massa kritis U-235; satu massa U-235, the "bullet," ditembaki tabung ke dalam massa lain U-235, menimbulkan massa kritis U-235 dan menghasilkan ledakan besar.
Namun sebaliknya, bom yang digunakan dalam uji pertama di Trinity Site, New Mexico, dan juga dalam pengeboman Nagasaki, Fat Man, terutama terbuat dari Plutonium-239. Plutonium ialah unsur sintetis yang, dalam bentuk yang diciptakan oleh reaktor yang digunakan untuk memproduksinya, terlalu banyak memuat isotop yang terlalu mudah mengalami pemisahan untuk digunakan dalam alat jenis senapan. (Karena kecepatan yang relatif rendah dari alat jenis senapan, bom plutonium mungkin "melempem" (yakni meledakkan sebagian darinya), sebelum menghasilkan daya maksimum). Alat yang disebut "implosion" yang menggunakan bidang plutonium yang mengempis ke dalam, lebih cepat dan dijanjikan solusi yang lebih baik terhadap masalah itu. Banyak ilmuwan di Los Alamos berkonsentrasi pada rancangan alat implosion selama proyek.
Walau Uranium-238 sia-sia dibuat bom atom, U-238 diperlukan untuk menciptakan plutonium -- karena U-235 memproduksi neutron yang relatif lambat, U-238 akan menyerap neutron dan, setelah perjalanan melalui reaktor dan pembusukan beberapa hari, U-238 akan berubah menjadi plutonium-239. Produksi dan penyaringan plutonium ialah di tengah masa perang, dan pasca perang, usaha di Hanford Site, menggunakan teknik yang dikembangkan sebagian oleh Glenn Seaborg.
Uji coba bom plutonium langsung yang pertama ialah pada 16 Juli 1945, dekat Alamagordo, New Mexico, dan diberi nama "Trinity". "Energi yang dihasilkan dalam tes beberapa kali lebih besar daripada yang diharapkan kelompok ilmuwan." (Laporan resmi)Usaha yang mirip dijalankan di Uni Soviet yang dikepalai oleh Igor Kurchatov (dengan perbedaan spesifik dalam beberapa pengamatan PD II Kurchatov yang berasal dari tangan kedua dari negara-negara Proyek Manhattan, berterima kasih pada mata-mata, termasuk setidaknya 2 orang pada kelompok ilmiah di Los Alamos, Klaus Fuchs dan Theodore Hall, tak dikenal masing-masing). Usaha di Jerman Nazi, (dikepalai oleh Werner Heisenberg,) dan di Jepang, juga dijalankan selama perang.
Bersama dengan usaha kriptografi yang dipusatkan di Bletchley Park di Inggris, Arlington Hall dan Naval Communications Annex (semuanya dalam sekolah putri swasta yang disita di Washington DC), dan perkembangan radar gelombang mikro di laboratorium radiasi MIT, Proyek Manhattan mewakili salah satu dari sedikit usaha teknologi yang besar, dan rahasia yang ditimbulkan oleh konflik Perang Dunia II.
Kimia Nuklir
Kategori Kimia
NuklirNuklirJika saya mengucapkan kata "Nuklir" pada orang awam, mungkin dibenaknya saya sedang membicarakan kata yang sepada maknanya yaitu “Kematian”.
Tragedi Hiroshima dan Nagasaki 60 tahun silam telah cukup meninggalkan “cacat bawaan” terhadap nuklir sebagai teknologi yang harus ditolak dan menutup mata bahwa sekarang ini, teknologi nuklir telah banyak didayagunakan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat.
Indonesia sendiri telah lama mengembangkan teknologi nuklir dan memiliki tiga reaktor nuklir yaitu Reaktor G. A Siwabessy di Serpong, Reaktor Triga 2000 di Bandung dan Reaktor Kartini di Yogyakarta. Ketiga reaktor ini termasuk dalam jenis reaktor riset yang tujuannya pun untuk berbagai penelitian dibidang nuklir dan menghasilkan berbagai macam teknologi yang penggunaanya non energi, misalnya untuk bidang pertanian, biologi, peternakan, industri, kedokteran, dan bidang-bidang non energi lainnya.Nuklir, Inti Atom Tanpa KulitUntuk mengenal lebih jauh tentang nuklir, kita harus mengetahui lebih dahulu apa itu atom. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu molekul, sedangkan molekul adalah bagian terkecil dari benda yang masih memiliki sifat-sifat fisik dan kimia.
Atom dan molekul sendiri memiliki sifat yang berbeda. Dalam modelnya, atom digambarkan sebagai sebuah bola kecil yang terdiri dari inti atom bermuatan positif dan kulit atom bermuatan negatif. Elektron dikulit terluar atom tidak memiliki massa (massa=0) sedangkan proton dan neutron masing-masing memiliki massa 1 sma (1,7x 10-27 Kg). Sehingga dapat dikatakan bahwa massa atom terpusat didalam inti yang meliputi 99,975% total massa atom. Didalam ilmu fisika, inti inilah yang disebut nuklir.
Jadi nuklir merupakan bagian terkecil dari atom dimana massa atom terkumpul. Nuklir tidak mempunyai struktur yang khas dan hanya merupakan inti yang terkandung dalam atom sebagaimana nukleus yang terdapat dalam inti sel dalam ilmu biologi. Sehingga bila berbicara tentang nuklir, sebenarnya kita sedang berbicara tentang inti atom yang “telanjang” tanpa kulit yang mengelilinginya. Reaksi NuklirBahan bakar yang digunakan untuk melakukan reaksi nuklir adalah Uranium dan tidak dapat menggunakan sembarang unsur. Umumnya Uranium yang digunakan adalah Uranium-235 (92U235) yang merupakan isotop dari Uranium-238 (92U238). Ada dua macam reaksi pada nuklir yaitu reaksi fisi (pembelahan inti) dan reaksi fusi (penggabungan inti).
Pada reaksi fisi, inti atom akan pecah menjadi inti-inti yang lebih kecil. Secara eksperimen hal ini dapat dijelaskan melalui penembakan unsur U235 dengan partikel neutron termik (partikel neutron yang bergerak sangat lambat). Saat partikel neutron ini menembus inti Uranium maka inti tersebut akan tereksistasi dan menjadi tidak stabil dan akan kehilangan bentuk asalnya. Inti akan membelah menjadi unsur-unsur yang lebih kecil dengan melepaskan energi dalam bentuk panas, sekaligus melepas 2-3 neutron. Saat inti mengalami perubahan bentuk, inti memancarkan radiasi-radiasi alfa, beta, dan gamma.
Reaksi lain yang terjadi pada nuklir adalah reaksi fusi. Pada reaksi jenis ini inti-inti atom bergabung membentuk inti atom yang lebih besar. Reaksi ini biasanya terjadi pada matahari atau bintang-bintang dan ledakan bom hidrogen. Reaksi fusi ini digolongkan dalam reaksi endotermik (bereaksi dengan memerlukan energi), sedangkan reaksi fisi termasuk reaksi eksotermik yaitu bereaksi dengan melepas energi. Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi sangatlah luar biasa besar.
Sebagai ilustrasi: dalam 1 gram U235 terdapat 25,6x1020 atom U235. Atom ini bereaksi dengan melepaskan energi sebesar 200 MeV, sehingga 1 gram U235 dapat melepas energi sebesar 51,2x 1022 MeV atau sebesar 81,92x109 Jolue. Energi ini biasanya dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik (PLTN), pengerak kapal selam atau kapal induk sehingga bisa bertahan di lautan bertahun-tahun tanpa perlu suplai energi dari luar. Proteksi Radiasi NuklirKarena reaksi nuklir merupakan reaksi yang sangat berbahaya, maka reaksi nuklir harus dilakukan didalam suatu reaktor nuklir.
Hal ini dilakukan untuk memproteksi masyarakat, peneliti nuklir, dan lingkungan dari radiasi nuklir yang berbahaya. Untuk itu, reaktor nuklir dilengkapi dengan sistem keselamatan terpasang dan ditambah dengan lapisan-lapisan pelindung/proteksi lainnya. Sistem keselamatan terpasang berupa air pendingin yang bekerja untuk mendinginkan reaktor. Bila suhu dalam teras reaktor naik melebihi suhu operasi normal, maka suhu air akan naik pula dan air akan menjadi uap sehingga air tersebut tidak dapat lagi memperlambat gerakan neutron cepat hasil fisi. Karena neutron dalam keadaan cepat maka neutron ini tidak dapat lagi digunakan untuk reaksi nuklir selanjutnya.
Selain itu, reaktor juga dilengkapi dengan tujuh lapisan pengaman yaitu penghalang pertama adalah matrik bahan bakar yang berbentuk padat. Ini dimaksudkan agar semua limbah radioaktif tetap terikat pada bahan bakar.
Penghalang kedua adalah kelongsong bahan bakar yang dirancang tahan terhadap korosi pada temperatur tinggi dan dibuat dari campuran khusus (zircaloy).
Penghalang ketiga adalah sistem pendingin yang akan melarutkan bahan radioaktif apabila terlepas dari kelongsong.
Penghalang keempat adalah perisai beton yang berbentuk kolam sebagai wadah atau penampung air. Penghalang kelima dan keenam adalah sistem pengukung reaktor secara keseluruhan yang terbuat dari pelat baja dan beton setebal dua meter dan kedap udara dan penghalang terakhir adalah jarak, karena umumnya reaktor nuklir dibangun didaerah yang cukup jauh dari pemukiman penduduk. Pengolahan Limbah Radioaktif Sebagaimana proses industri, pengolahan nuklir untuk tujuan penelitian juga menghasilkan limbah yang dinamakan limbah radioaktif. Limbah ini hampir 99% berasal dari bahan bakar bekas yang radioaktifitasnya masih tinggi, sedangkan 1% berasal dari baju pelindung, kain pembersih, peralatan laboratorium, dan sarung tangan yang digunakan oleh para pekerja reaktor.
Untuk proses pengolahan limbah nuklir di Indonesia, dilakukan di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR) di PPTN Serpong. Tahapan pengolahan limbah radioaktif ini dimulai dari pengangkutan limbah dari instalasi penimbun limbah ke IPLR dengan mobil pengangkut khusus. Untuk limbah padat dimasukkan kedalam drum yang dilengkapi dengan label informasi limbah, sedangkan limbah cair dimasukkan dalam tangki penampung. Pengolahan limbah cair dilakukan dengan cara evaporasi untuk mereduksi volume limbah. Konsentrat hasil evaporasi selanjutnya dikungkung dalam shell beton 950 dengan campuran semen. Sedangkan untuk limbah radioaktif cair korosif yang mengandung flour, dilakukan secara kimia pada fasilitas chemical treatmen.
Untuk limbah cair organik dan limbah padat terbakar, direduksi volumenya dengan cara insenerasi dengan kapasitas pembakaran 50 kg/jam beserta peralatan sementasi abu dalam drum 100L.
Untuk limbah padat termampatkan proses reduksi volume dilakukan dengan cara kompaksi dengan kekuatan 600 kN. Sedangkan untuk limbah padat tak terbakar dan tak termampatkan, pengolahannya dilakukan secara langsung dengan cara sementasi dalam shell beton 350L/200L. Selanjutnya limbah dengan berbagai aktivitas (aktivitas tinggi, menengah, dan rendah) disimpan di fasilitas penyimpanan limbah sementara, yang kedap air berdasarkan kelompok aktivitasnya masing-masing. Waktu penyimpanan sementara berkisar antara 10-50 tahun dan selama itu, aktivitas zat radioaktif selalu dipantau, hingga waktu paruhnya benar-benar telah habis dan aman bagi lingkungan.
Pemanfaatan NuklirSeperti telah disinggung di awal, bahwa teknologi nuklir dewasa ini telah didayagunakan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Terlepas dari pemanfaatannya sebagai senjata perang, tenaga nuklir khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalam berbagai bidang. Bidang-bidang itu antara lain bidang energi, kedokteran, pertanian, industri, peternakan, dan lain sebagainya.Dibidang energi, tenaga nuklir telah dimanfaatkan secara besar-besaran untuk Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Bidang kedokteran telah mengambil manfaat dari tehnik nuklir seperti pemeriksaan medik dengan menggunakan pesawat gamma kamera, renograf-prototipe yang berguna untuk diagnosis fungsi ginjal, pesawat sinar X-prototipe yang berguna sebagai diagnosis anatomi organ tubuh, Thyroid uptake-prototipe untuk uji tangkap gondok, dan brachterapi yang digunakan sebagai terapi kanker rahim, pemeriksaan jantung koroner, dan mendeteksi pendarahan pada saluran pencernaan. Dibidang pertanian, tehnik nuklir dimanfaatkan untuk mendapatkan varitas tanaman yang unggul seperti varitas padi dan kedelai melalui tehnik irradiasi. Dibidang industri, Distributed Control System (DCS) dan Nucleonic Control System (NCS) telah dipergunakan untuk mendeteksi berbagai kesalahan atau kelainan pada sistem kerja alat industri. DSC dan NSC akan secara otomatis melakukan pengendalian jika terdapat ada kelainan dalam operasi terutama dalam sistem produksi. Dibidang peternakan, tehnik nuklir telah dimanfaatkan untuk memproduksi vaksin untuk anak ayam, penggemukan hewan ternak, peningkatan daya tahan ternak terhadap penyakit, dan lain sebagainya.
Penutup
Merujuk pada kenyataan bahwa nuklir telah memberikan manfaat yang sangat besar bagi masyarakat sebagaimana telah dijelaskan diatas, maka sudah saatnya phobia akan tragedi Hiroshima dan Nagasaki 60 tahun silam menjadi berkurang atau bahkan hilang sama sekali. Tidaklah bijak jika masyarakat kita mengadili (menilai buruk) sesuatu, sementara dia sendiri tidak mengerti tentang substansi apa yang disalahkan.
Untuk itu sudah saatnya masyarakat kita, mesti berpikir positif akan setiap perkembangan teknologi nuklir. Demikian juga dengan peneliti dan ahli nuklir, dengan adanya kepercayaan dari masyarakat, diharapkan mereka dapat profesional melakukan kerjanya berdasarkan kaidah-kaidah ilmiah yang telah ada dan meminimalisasi kegagalan yang mungkin terjadi. Tentunya masyarakat kita tidak ingin Tragedi Chernobyl di Ukrania akan terulang dan bahkan terjadi di Indonesia.
NuklirNuklirJika saya mengucapkan kata "Nuklir" pada orang awam, mungkin dibenaknya saya sedang membicarakan kata yang sepada maknanya yaitu “Kematian”.
Tragedi Hiroshima dan Nagasaki 60 tahun silam telah cukup meninggalkan “cacat bawaan” terhadap nuklir sebagai teknologi yang harus ditolak dan menutup mata bahwa sekarang ini, teknologi nuklir telah banyak didayagunakan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat.
Indonesia sendiri telah lama mengembangkan teknologi nuklir dan memiliki tiga reaktor nuklir yaitu Reaktor G. A Siwabessy di Serpong, Reaktor Triga 2000 di Bandung dan Reaktor Kartini di Yogyakarta. Ketiga reaktor ini termasuk dalam jenis reaktor riset yang tujuannya pun untuk berbagai penelitian dibidang nuklir dan menghasilkan berbagai macam teknologi yang penggunaanya non energi, misalnya untuk bidang pertanian, biologi, peternakan, industri, kedokteran, dan bidang-bidang non energi lainnya.Nuklir, Inti Atom Tanpa KulitUntuk mengenal lebih jauh tentang nuklir, kita harus mengetahui lebih dahulu apa itu atom. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu molekul, sedangkan molekul adalah bagian terkecil dari benda yang masih memiliki sifat-sifat fisik dan kimia.
Atom dan molekul sendiri memiliki sifat yang berbeda. Dalam modelnya, atom digambarkan sebagai sebuah bola kecil yang terdiri dari inti atom bermuatan positif dan kulit atom bermuatan negatif. Elektron dikulit terluar atom tidak memiliki massa (massa=0) sedangkan proton dan neutron masing-masing memiliki massa 1 sma (1,7x 10-27 Kg). Sehingga dapat dikatakan bahwa massa atom terpusat didalam inti yang meliputi 99,975% total massa atom. Didalam ilmu fisika, inti inilah yang disebut nuklir.
Jadi nuklir merupakan bagian terkecil dari atom dimana massa atom terkumpul. Nuklir tidak mempunyai struktur yang khas dan hanya merupakan inti yang terkandung dalam atom sebagaimana nukleus yang terdapat dalam inti sel dalam ilmu biologi. Sehingga bila berbicara tentang nuklir, sebenarnya kita sedang berbicara tentang inti atom yang “telanjang” tanpa kulit yang mengelilinginya. Reaksi NuklirBahan bakar yang digunakan untuk melakukan reaksi nuklir adalah Uranium dan tidak dapat menggunakan sembarang unsur. Umumnya Uranium yang digunakan adalah Uranium-235 (92U235) yang merupakan isotop dari Uranium-238 (92U238). Ada dua macam reaksi pada nuklir yaitu reaksi fisi (pembelahan inti) dan reaksi fusi (penggabungan inti).
Pada reaksi fisi, inti atom akan pecah menjadi inti-inti yang lebih kecil. Secara eksperimen hal ini dapat dijelaskan melalui penembakan unsur U235 dengan partikel neutron termik (partikel neutron yang bergerak sangat lambat). Saat partikel neutron ini menembus inti Uranium maka inti tersebut akan tereksistasi dan menjadi tidak stabil dan akan kehilangan bentuk asalnya. Inti akan membelah menjadi unsur-unsur yang lebih kecil dengan melepaskan energi dalam bentuk panas, sekaligus melepas 2-3 neutron. Saat inti mengalami perubahan bentuk, inti memancarkan radiasi-radiasi alfa, beta, dan gamma.
Reaksi lain yang terjadi pada nuklir adalah reaksi fusi. Pada reaksi jenis ini inti-inti atom bergabung membentuk inti atom yang lebih besar. Reaksi ini biasanya terjadi pada matahari atau bintang-bintang dan ledakan bom hidrogen. Reaksi fusi ini digolongkan dalam reaksi endotermik (bereaksi dengan memerlukan energi), sedangkan reaksi fisi termasuk reaksi eksotermik yaitu bereaksi dengan melepas energi. Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi sangatlah luar biasa besar.
Sebagai ilustrasi: dalam 1 gram U235 terdapat 25,6x1020 atom U235. Atom ini bereaksi dengan melepaskan energi sebesar 200 MeV, sehingga 1 gram U235 dapat melepas energi sebesar 51,2x 1022 MeV atau sebesar 81,92x109 Jolue. Energi ini biasanya dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik (PLTN), pengerak kapal selam atau kapal induk sehingga bisa bertahan di lautan bertahun-tahun tanpa perlu suplai energi dari luar. Proteksi Radiasi NuklirKarena reaksi nuklir merupakan reaksi yang sangat berbahaya, maka reaksi nuklir harus dilakukan didalam suatu reaktor nuklir.
Hal ini dilakukan untuk memproteksi masyarakat, peneliti nuklir, dan lingkungan dari radiasi nuklir yang berbahaya. Untuk itu, reaktor nuklir dilengkapi dengan sistem keselamatan terpasang dan ditambah dengan lapisan-lapisan pelindung/proteksi lainnya. Sistem keselamatan terpasang berupa air pendingin yang bekerja untuk mendinginkan reaktor. Bila suhu dalam teras reaktor naik melebihi suhu operasi normal, maka suhu air akan naik pula dan air akan menjadi uap sehingga air tersebut tidak dapat lagi memperlambat gerakan neutron cepat hasil fisi. Karena neutron dalam keadaan cepat maka neutron ini tidak dapat lagi digunakan untuk reaksi nuklir selanjutnya.
Selain itu, reaktor juga dilengkapi dengan tujuh lapisan pengaman yaitu penghalang pertama adalah matrik bahan bakar yang berbentuk padat. Ini dimaksudkan agar semua limbah radioaktif tetap terikat pada bahan bakar.
Penghalang kedua adalah kelongsong bahan bakar yang dirancang tahan terhadap korosi pada temperatur tinggi dan dibuat dari campuran khusus (zircaloy).
Penghalang ketiga adalah sistem pendingin yang akan melarutkan bahan radioaktif apabila terlepas dari kelongsong.
Penghalang keempat adalah perisai beton yang berbentuk kolam sebagai wadah atau penampung air. Penghalang kelima dan keenam adalah sistem pengukung reaktor secara keseluruhan yang terbuat dari pelat baja dan beton setebal dua meter dan kedap udara dan penghalang terakhir adalah jarak, karena umumnya reaktor nuklir dibangun didaerah yang cukup jauh dari pemukiman penduduk. Pengolahan Limbah Radioaktif Sebagaimana proses industri, pengolahan nuklir untuk tujuan penelitian juga menghasilkan limbah yang dinamakan limbah radioaktif. Limbah ini hampir 99% berasal dari bahan bakar bekas yang radioaktifitasnya masih tinggi, sedangkan 1% berasal dari baju pelindung, kain pembersih, peralatan laboratorium, dan sarung tangan yang digunakan oleh para pekerja reaktor.
Untuk proses pengolahan limbah nuklir di Indonesia, dilakukan di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR) di PPTN Serpong. Tahapan pengolahan limbah radioaktif ini dimulai dari pengangkutan limbah dari instalasi penimbun limbah ke IPLR dengan mobil pengangkut khusus. Untuk limbah padat dimasukkan kedalam drum yang dilengkapi dengan label informasi limbah, sedangkan limbah cair dimasukkan dalam tangki penampung. Pengolahan limbah cair dilakukan dengan cara evaporasi untuk mereduksi volume limbah. Konsentrat hasil evaporasi selanjutnya dikungkung dalam shell beton 950 dengan campuran semen. Sedangkan untuk limbah radioaktif cair korosif yang mengandung flour, dilakukan secara kimia pada fasilitas chemical treatmen.
Untuk limbah cair organik dan limbah padat terbakar, direduksi volumenya dengan cara insenerasi dengan kapasitas pembakaran 50 kg/jam beserta peralatan sementasi abu dalam drum 100L.
Untuk limbah padat termampatkan proses reduksi volume dilakukan dengan cara kompaksi dengan kekuatan 600 kN. Sedangkan untuk limbah padat tak terbakar dan tak termampatkan, pengolahannya dilakukan secara langsung dengan cara sementasi dalam shell beton 350L/200L. Selanjutnya limbah dengan berbagai aktivitas (aktivitas tinggi, menengah, dan rendah) disimpan di fasilitas penyimpanan limbah sementara, yang kedap air berdasarkan kelompok aktivitasnya masing-masing. Waktu penyimpanan sementara berkisar antara 10-50 tahun dan selama itu, aktivitas zat radioaktif selalu dipantau, hingga waktu paruhnya benar-benar telah habis dan aman bagi lingkungan.
Pemanfaatan NuklirSeperti telah disinggung di awal, bahwa teknologi nuklir dewasa ini telah didayagunakan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Terlepas dari pemanfaatannya sebagai senjata perang, tenaga nuklir khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalam berbagai bidang. Bidang-bidang itu antara lain bidang energi, kedokteran, pertanian, industri, peternakan, dan lain sebagainya.Dibidang energi, tenaga nuklir telah dimanfaatkan secara besar-besaran untuk Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Bidang kedokteran telah mengambil manfaat dari tehnik nuklir seperti pemeriksaan medik dengan menggunakan pesawat gamma kamera, renograf-prototipe yang berguna untuk diagnosis fungsi ginjal, pesawat sinar X-prototipe yang berguna sebagai diagnosis anatomi organ tubuh, Thyroid uptake-prototipe untuk uji tangkap gondok, dan brachterapi yang digunakan sebagai terapi kanker rahim, pemeriksaan jantung koroner, dan mendeteksi pendarahan pada saluran pencernaan. Dibidang pertanian, tehnik nuklir dimanfaatkan untuk mendapatkan varitas tanaman yang unggul seperti varitas padi dan kedelai melalui tehnik irradiasi. Dibidang industri, Distributed Control System (DCS) dan Nucleonic Control System (NCS) telah dipergunakan untuk mendeteksi berbagai kesalahan atau kelainan pada sistem kerja alat industri. DSC dan NSC akan secara otomatis melakukan pengendalian jika terdapat ada kelainan dalam operasi terutama dalam sistem produksi. Dibidang peternakan, tehnik nuklir telah dimanfaatkan untuk memproduksi vaksin untuk anak ayam, penggemukan hewan ternak, peningkatan daya tahan ternak terhadap penyakit, dan lain sebagainya.
Penutup
Merujuk pada kenyataan bahwa nuklir telah memberikan manfaat yang sangat besar bagi masyarakat sebagaimana telah dijelaskan diatas, maka sudah saatnya phobia akan tragedi Hiroshima dan Nagasaki 60 tahun silam menjadi berkurang atau bahkan hilang sama sekali. Tidaklah bijak jika masyarakat kita mengadili (menilai buruk) sesuatu, sementara dia sendiri tidak mengerti tentang substansi apa yang disalahkan.
Untuk itu sudah saatnya masyarakat kita, mesti berpikir positif akan setiap perkembangan teknologi nuklir. Demikian juga dengan peneliti dan ahli nuklir, dengan adanya kepercayaan dari masyarakat, diharapkan mereka dapat profesional melakukan kerjanya berdasarkan kaidah-kaidah ilmiah yang telah ada dan meminimalisasi kegagalan yang mungkin terjadi. Tentunya masyarakat kita tidak ingin Tragedi Chernobyl di Ukrania akan terulang dan bahkan terjadi di Indonesia.
Selasa, 01 Juni 2010
Penutupan pada permasalahan ikatan
Pada sembilan tahun yang lalu, kelompok Chris Hunter pada University of Sheffield di Inggris melaporkan bahwa mereka dapat menggunakan ion zat besi untuk mengikat simpul terbuka pada suatu linear oligomer.1 Namun kata seorang ahli matematika bahwa sebuah simpul bukanlah suatu simpul kecuali jika tidak bisa dibuka kembali – tidak boleh ada ikatan longgar diujungnya. Pada penelitian terakhir mereka, tim Hunter mengikuti petunjuk pekerjaan lilitan oligomer mereka dan menyusun untuk mengikt ujung ikatan yang longgar bersama-sama.2
Oligomer ini meliputi tiga pasang cincin pyridine, seperti cincin benzene dengan satu atom karbon yang digantikan oleh nitrogen. Salah satu dari beberapa ligand tersebut mengikat pada inti ion zat besi melalui beberapa atom nitrogen. Lalu, oligomer melipat sehingga ligand kedua akan mengikat, dengan meninggalkan dua ujung yang menyilang. Supaya ligand ketiga mengikat pada zat besinya, ujung yang panjang dari oligomer harus diperiksa melalui putaran pertama, membentuk suatu ikatan trefoil terbuka.
Ikatan pada simpul: Pada contoh ini, template (merah muda) merupakan ion zat besi(II), ligand (biru) adalah 2,2-bipyridines dan penghubung (merah) adalah diphenylmethanes. Pada langkah terakhir, pemindahan template zat besi(II) memberikn simpul molekular trefoil
Spektra dari atom-atom hidrogen sangat sensitif sekali jika didekat atom-atom sehingga kelompoknya dapat menggunakan spektroskopi resonansi magnetik nuklear untuk mengidentifikasi struktur molekular yang dibentuk selama pengikatan, yang mengindikasikan bahwa mereka telah menciptakan simpul chiral trefoil.
Pertama-tama mereka menutup simpul ini dengan jembatan ester, namun saat mereka mencoba untuk memindahkan template, ion-ion klorida tidak mengikat dengan cukup kuat pada zat besinya. Lithium sulphida memecah ikatan ester dan meninggalkan mereka dengan oligomer yang asli. Lalu, tim ini mencoba penutupan metathesis cincin, pertama kali menambahkan kelompok fungsional alkenepaeda ujung terbuka dari simpul ini, kemudian menggunakan suatu katalis untuk menutupnya.
‘[Namun] metalnya terjebak didalam simpul tersebut dan mengikat dengan afinitas yang sangat tinggi – sehingga hal ini sangat licik untuk mendorongnya kembali keluar lagi,’ kata Hunter.
Tidak juga ion-ion klorida ataupun lithium sulphide dapat membebaskan zat besi ini, sehingga tim ini mencoba kembali dengan menggunakan kelompok alkene yang panjang untuk membentuk suatu hubungan yang lebih fleksibel. Kali ini, zat besinya terlepas dengan lithium sulphide, dengan meninggalkan simpul molekular tertutup.
Tim Jean-Pierre Sauvage pada University of Strasbourg di Perancis membuat simpul trefoil pada template dua metal pada tahun 1996. ‘Persiapan yang [baru] sangatlah praktis dan dapat menggeneralisasikan pada varietas simpul trefoil yang luas, membuka jalan bagi beberapa studi yang baru, dalam kaitannya dengan pilinan dan, kemungkinan, proses pentransferan elektron enantioselectif,’ katanya.
Langganan:
Postingan (Atom)