Selasa, 09 Februari 2016

Sejarah panjang tentang penemuan tenaga atom

Sejarah panjang tentang penemuan tenaga atom
Istilah "atom" yang dicetuskan oleh ahli filsafat Yunani Demokritus pada 2500 tahun yang lalu, mempunyai arti yang agak lain. Kata itu berarti tidak dapat dibagi dan muncul di saat manusia percaya bahwa semua benda terdiri dari partikel-partikel kecil yang tidak dapat diubah atau dipecah. Setiap elemen terdiri dari partikel-paetikelnya sendiri yang khusus. Hanya para ahli kimia abad pertengahan yang mengharap bahwa mereka dengan jalan mukjizat dapat mengubah partikel salah satu elemen menjadi partikel elemen lainnya, misalnya timah hitam menjadi emas.

Penemuan lain, yaitu sinar X oleh Profesor Wilhelm Konrad Rontgen di Universitas Wurzburg Bavaria, yang terjadi tiha tahun sebelumnya, mengarah kepada hal yang sama. Dengan menggunakan tabung Sinar Katoda, ditemukan bahwa sinar yang ditimbulkannya dapat menembus benda-benda yang tipis seperti kayu dan daging manusia, dan dapat ditahan oleh benda-benda yang lebih tebal seperti batang-batang logam atau tulang. Baru kemudian sifat sinar yang aneh ini diketahui partikel dengan muatan negatif yang disebut elektron yang berubah menjadi gelombang elektromagnet seperti hal cahaya, akan tetapi dengan panjang gelombang yang lebih pendek. Dan karenanya tidak kelihatan di saat dia menumbuk benda seperti logam pelindung pada tabung sinar katoda.

Gejala ini dan gejala lainnya serta penemuan yang terjadi di sekitar pergantian abad kesembilan belas ke abad kedua puluh sangat banyak menggugah para ahli fisika. Mereka menyadari bahwa semua konsep tradisional tentang struktur atom seluruhnya harus diperbaiki. Lebih dari itu, batas antara benda dan energi seolah-olah lenyap. Ketika Albert Einstein di awal tahun 1905 mengeluarkan bukunya Special Theory of Relativity (Teori Khusus tentang Relativitas), dimana dia menerangkan bahwa benda dapat diubah menjadi tenaga, sedikit saja materi dapat diubah menjadi tenaga tenaga yang besar sekali, timbul badai protes di dunia ilmu pengetahuan.

Tetapi, sedikit-demi sedikit mulai terbukti bahwa dia benar. Dan dalam waktu hanya beberapa tahun gambaran yang sama sekali baru tentang atom bermunculan, baik dari hasil-hail teori maupun dari hasil-hasil penelitian, di laboratorium-laboratorium para ilmuwan di banyak negara, dengan Laboratorium Cavendish di Cambridge sebagai pemimpin Internasional yang memimpin bidang ini. Dengan bukti ini, pada tahun 1911, Lord Rutherford, ilmuwan kelahiran Selandia Baru dan pembantunya yang muda, Niels Bohr dari Denmark, mengembangkan teori yang paling maju tentang apa dan bagaimana atom itu.

Sejak saat itu gambaran tentang atom diolah dan dikembangkan lebih dalam lagi. Meskipun belum sempurna, tetapi gambarannya yang nyata telah diketahui. Kalau tidak, tentunya tidak akan ada bom atom, yang disesalkan oleh banyak manusia, atau stasiun tenaga nuklir. Secara sederhana, atom merupakan bentuk mini sistem planet matahari kita dengan inti atom sebagai matahari dan sejumlah elektron sebagai planet yang berputar mengitarinya. Semua masa atom terpusat di inti atom, yang terdiri dari proton dan neutron dan beberapa partikel lain yang sifat dan peranannya masih diselidiki. Proton adalah partikel yang bermuatan listrik positif, sedangkan neutron adalah partikel tidak bermuatan. Elektron yang hampir tidak mempunyai massa, bermuatan listrik negatif. Dalam kenyataan, elektronlah pembawa arus listrik di dalam kawat atau alat-alat listrik kita.

Neutron, yang terdapat di dalam atom sebagian besar elemen, merupakan partikel yang penting di dalam penggunaan tenaga atom. Sebagian besar elemen terdiri dari campuran atom sejenis yang disebut isotop. Atom-atom isotop mempunyai lebih banyak atau lebih sedikit neutron dari pada atom-atom yang biasa. Sebuah isotop berbeda dari atom yang biasa hanya dalam beratnya, sedang sifat kimianya sama. Air misalnya, terdiri dari campuran melekul air yang biasa yang terdiri dari atom zat air dan atom zat asam dan melekul air yang lebih berat.

Melekul air ini mempunyai zat air yang atomnya mempunyai kelebihan satu neutron di dalam intinya. Sebaliknya, uranium mempunyai isotop yang intinya mengandung lebih sedikit neutron dari pada atom uranium yang biasa. Isotop uranium ini berat atomnya 235, sedang berat atom uranium yang biasa adalah 238. Isotop uranium dengan berat atom 235 mempunyai arti khusus di dalam fisika inti karena seperti isotop elemen berat lainnya, isotop tersebut tidak stabil.

Pada tahun 1938, Profesor Otto Hahn di Berlin menemukan bahwa jika atom-atom uranium ditembak dengan neutron, mereka akan membelah dalam sebuah prostes yang disebutnya "fisi". Istilah fisi dipakai dalam ilmu biologi untuk proses di mana beberapa sel membelah dirinya membentuk sel-sel baru. Ke 92 proton di dalam inti uranium pecah menjadi barium dengan 56 proton dan gas krypton dengan 26 proton. Beberapa bulan kemudian Frederic Joliot-Curie, menantu Marie Curie, membuktikan bahwa dalam proses fisi ini beberapa neutron baru dibebaskan dari inti uranium. Neutron-neutron ini berterbangan ke sana ke mari, dan beberapa diantaranya menumbuk inti uranium lainnya.

Dan selanjutnya, inti uranium ini pecah lagi dan membebaskan neutron-neutron pula. Enrico Fermi, seorang Italia yang pindah ke Amerika untuk menyelamatkan dirinya dari Fasisme, mengembangkan teori tentang apa yang akan terjadi jika sejumlah besar batang-batang uranium, yang tak stabil pecah dengan cara tersebut. Akan tetapi sebuah "reaksi berantai", neutron-neutron bebas akan menembak inti-inti dengan kekuatan yang sedemikian rupa sehingga dalam waktu yang sangat singkat semua gumpal uranium akan hancur.

Dengan adanya teori-teori di atas, maka terjadilah pembuatan bom atom pertama. Pada hari Senin tanggal 6 Agustus 1945, ketika massa manusia di Inggris dengan penuh kegembiraan menikmati liburan pertama mereka sesudah perang di Eropa berakhir, sebuah bom atom dijatuhkan di kota Hirosima di Jepang. Terbunuh dan terluka sekitar 200.000 orang. Tiga hari kemudian, sebuah bom lainnya dijatuhkan di Nagasaki dengan 65.000 korban. Pusat kedua kota sama sekali rusak. Ketika dunia sembuh kembali dari kekagetan yang tak terbayangkan ini, orang-orang di mana-mana bertanya kepada para ilmuwan, kapan mereka dapat menggunakan tenaga dasyat dari inti yang dapat membelah itu untuk maksud-maksud damai.

Ternyata dibutuhkan waktu yang lebih lama. Ternyata bahwa lebih mudah menggunakan reaksi inti yang berantai untuk maksud-maksud merusak energi yang berguna untuk rumah-rumah dan pabrik-pabrik yang terakhir perlu dilakukan dengan mengendalikan dan melepaskannya dalam dosis-dosis yang kecil. Banyak masalah yang harus dipecahkan. Salah satu yang utama ialah bagaimana melepas neutron secara efesien, sehingga reaksi berantai dapat dikendalikan.

Reaktor atom pertama, begitulah sebutan yang sekarang diberikan kepada alat yang digunakan untuk memanfaatkan tenaga atom, dibangun oleh Enrico Fermi di lapangan sepak bola di Universitas Chicago pada tahun 1942. Reaktor tersebut merupakan suatu perakitan yang kasar yang terutama ditujukan untuk mengadakan percobaan untuk membuktikan teori reaksi berantai. Fermi memasukan batangan-batangan uranium di antara tumpukan balok grafit yang berlaku sebagai perem neutron. Dalam istilah ilmiah grafit ini dinamakan moderator.

Fungsi lainnya akan diceritakan kemudian. Fermi menggunakan uranium alam, yaitu campuran uranium 238 yang stabil dengan uranium -235 yang tidak stabil dalam perbandingan 140:1. Dengan demikian, hanya ada sedikit atom yang mampu membelah mengadakan reaksi fisi. Untuk mengendalikan reaksi fisi tersebut, Fermi memasukan beberapa batangan logam kadmium ke dalam timbunan tersebut. Logam kadmium ini menyerap neutron sangat cepat. Dan dengan mendorong seluruh batang kadmium ini ke dalam timbunan, maka semua reaksi berantai akan dapat dihentikan bersama-sama.

Karya Fermi merupakan prinsip dasar reaktor atom masa kini. Bagian utama reaktor atom ialah bahan bakar, moderator, batang pengendali dan sistem pendingin. Akan tetapi, sejak saat itu para ilmuwan dan ahli teknik telah mengembangkan begitu banyak jenis reaktor yang berbeda satu sama lain. Beberapa di antaranya sudah digunakan sehari-hari, lainnya sedang dalam percobaan di pusat penelitian tenaga atom, atau sedang dibuat untuk maksud-maksud khusus. Ada juga yang digunakan untuk bermacam-macam tujuan, dari membuat bahan peledak nuklir untuk senjata sampai ke "memasak" isotop-isotop yang stabil menjadi isotop-isotop yang tidak stabil untuk digunakan dalam bidang kedokteran, industri, dan penelitian. Akan tetapi, ialah jenis-jenis reaktor yang digunakan sebagai penggerak utama, sebagai penghasil tenaga terpakai.

Tenaga atom diproduksi dengan jalan lain. Dia tidak dihasilkan dengan proses pembakaran. Dia dibebaskan jika inti mengalami reaksi fisi. Dan meskipun dalam proses ini materi juga habis dipakai, tetapi jumlahnya sangat sedikit jika dibandingkan dengan tenaga yang dihasilkannya. Beberapa kilogram uranium 235 dapat digunakan untuk menyediakan listrik selama setahun untuk sebuah kota dengan ukuran sedang. Meskipun demikian, cadangan uranium kita juga terbatas. Akan tetapi, ada sebuah jenis reactor yang disebut "reaktor pembiak" yang dalam kenyataannya menghasilkan lebih banyak bahan bakar daripada yang digunakannya.

Salah satu jenis ini telah dioperasikan di Dounreay di Skotlandia pada tahun 1974. Jenis reaktor ini mempunyai selimut yang terbuat dari isotop uranium 238 yang tidak mengadakan reaksi fisi. Selanjutnya, uranium 238 ini jika ditembak dengan neutron, berubah menjadi elemen radioaktif plutonium. Dan ada alasan yang baik untuk mengharap bahwa dalam waktu tidak begitu lama kita dapat menghasilkan tenaga dari air laut dengan reaksi inti lainnya yang disebut reaksi fusi. Tentang yang terakhir ini akan kita dengar belakangan nanti.

Pemecahan masalah tersebut secara klasik, meskipun segera akan dianggap kuno, ialah mengalirkan panas yang dihasilkan dalam proses fisi ke luar reaktor dan dipakai untuk menguapkan air. Uap air yang dihasilkan dipakai untuk menggerakan turbin dan selanjutnya menggerakan generator listrik. Itu adalah jalan yang berbelit, akan tetapi memberi hasil meskipun masih agak mahal.

Dua buah pusat tenaga nuklir pertama Britania ialah Calder Hall, diresmikan tahun 1956, dan Chapelcross, diresmikan tahun 1956. Keduanya merupakan reaktor sejenis. "Bejana" reaktor, sebuah silinder raksasa terbuat dari baja, grafit yang kita gunakan untuk potlot. Di dalam saluran ini diletakan. Bahan bakar berupa batang batang logam uranium yang dibungkus dengan sarung terbuat dari alloy (lakur) magnesium. Di dalam saluran-saluran lainnya diletakan batang pengendali, terbuat dari boron atau kadmium. Yang terakhir ini dapat didorong masuk ke dalam dan ditarik keluar saluran. Untuk menghindari adanya kebocoran zat radioaktif, sebuah pelindung biologis yang terbuat dari beton yang sangat tebal atau baja dibangun mengitari bejana reaktor.

Begitu batang pengendali ditarik keluar, reaksi berantai mulai terjadi. Inti-inti uranium, membelah diri karena tembakan neutron, dan proses ini melepaskan lebih banyak neutron lagi. Neutron-neutron yang terakhir ini terpantul oleh atom-atom grafit, sehingga mereka terbang ke sana ke mari di dalam reaktor sampai mengenai dan membelah inti uranium lagi. Dalam proses ini grafit berlaku sebagai moderator yang menjaga agar reaksi berantai berlangsung terus dan mencegah penangkapan neutron cepat oleh inti-inti dengan jalan memperlambatnya. Batang-batang uranium akan menjadi panas (sampai 400 derajat Celsius di reaktor Calder Hall dan Chapelcross), dan kemudian didinginkan oleh pendingin yang berupa gas asam arang (CO2) yang ditekan.
Gas ini disirkulasikan ke dalam pipa-pipa melalui bejana reaktor, masuk di bagian bawah pada suhu 140 derajat Celsius dan keluar dari bagian atas bejana pada suhu sekitar 340 derajat Celsius. Gas pendingin, setelah meninggalkan teras reaktor, dialirkan ke penukar panas. Alat penukar panas ini biasanya berupa pendidih biasa di mana air, karena panas, akan berubah menjadi uap. Air sendiri dialirkan dalam pipa-pipa baja dan sekeliling pipa-pipa baja ini dialirkan gas pendingin yang telah menjadi panas. Uap yang dihasilkan diarahkan ke turbin uap yang memutar generator listrik.

Calder Hall dan Chapelcross masing-masing mempunyai delapan turbin yang masing-masing menghasilkan listrik sebesar 180.000 dan 140.000 kilowatt. Listrik yang dihasilkan disalurkan ke jaringan listrik nasional. Jika reaksi berantai berlangsung terlalu cepat dan reaktor karenanya menjadi sangat panas, batang pengendali secara otomatis akan kembali masuk ke teras reaktor dan karenanya memperlambat reaksi. Jika batang pengendali didorong masuk seluruhnya, maka proses akan berhenti bersama-sama.

Beberapa ahli teknik nuklir percaya bahwa beberapa senyawa organik dapat dipakai sebagai moderator dan cairan pendingin. Banyak penelitian dilakukan dengan beberapa jenis reaktor homogen, yaitu reaktor di mana bahan bakar, moderator, dan pendingin tersirkulasi sebagai satu campuran cairan. Generasi kedua stasiun tenaga nuklir Britania mempergunakan reaktor jenis "reaktor pendingin gas yang maju". Dasar jenis reaktor ini sama dengan jenis reactor Calder Hall dan Chapelcross, tetapi dengan temperatur kerja yang jauh lebih tinggi. Hal ini berarti daya guna yang lebih besar dan lebih ekonomis. Kurang lebih sekitar selusin pusat listrik, tenaga nuklir dengan reaktor jenis ini direncanakan untuk dibangun hingga tahun 1975.

Dengan pembangunan ini akan diperoleh tenaga listrik sekitar 5000 megawatt, memenuhi 1/6 kebutuhan listrik Britania. Kemudian reaktor generasi ketiga akan menggantikannya. Dan tidak diragukan lagi bahwa jenis reaktor pembiak cepat yang akan muncul, yang disebut juga reaktor abad ke-21. Prototipnya dengan daya 250 megawatt telah dibangun berhubungan dengan reaktor percobaan Dounreay pada tahun 1960-an dengan lokasi di sebelahnya. Dengan mempergunakan campuran uranium dan plutonium sebagai teras reaktor (yang sangat kecil), akan dihasilkan sekitar 70 persen tenaga dari yang tersedia. Sebagai perbandingan, reaktor generasi pertama hanya mengubah 2 persen tenaga saja. Dengan demikian, harga bahan bakarnya akan sangat rendah.

Akan tetapi, entusiasmie terhadap tenaga atom begitu menurun di dunia industri di sekitar kuartal ketiga abad ini, di mana minyak terdapat begitu banyak dan murah. Sebaliknya. pembangunan pusat listrik tenaga nuklir mahal, dan para ahli memperingatkan masyarakat  bahwa setiap kecelakaan yang menyebabkan terlepasnya sedikit saja zat yang sangat radioaktif, misalnya plutonium, akan membawa malapetaka. Kemudian, timbul krisis minyak di tahun 1973-1974, ketika negara-negara penghasil minyak di Timur Tengah mempergunakan minyaknya sebagai senjata politik dan menaikkan harganya begitu tinggi.

Hasilnya ialah pembangkitan kembali secara masal kegiatan dalam bidang tenaga nuklir. Negara-negara Eropa Timur yang terbelakang dalam pengembangan stasiun-stasiun tenaga, sekonyong-konyong juga meningkatkan sasaran pembangunannya. Rumania, Polandia, Cekoslovakia, Bulgaria, Hongaria, dan Yugoslavia ialah negara-negara yang dimaksud. Bermacam-macam jenis reaktor sekarang ini dipergunakan di dalam stasiun-stasiun tenaga baru yang telah mulai bekerja di Eropa Timur.

Teori reaksi fusi inti diramalkan pada awal tahun 1930 oleh John Cockcroft bersama asistennya Dr. E.T.S. Walton di Laboratorium Cavendish. Cambridge, tempat mereka bekerja di bawah bimbingan Lord Rutherford. Di situ mereka membuat sebuah mesin sederhana, yang kelihatannya lebih mirip sepasang cerobong tungku pemanas daripada alat penghancur atom untuk menumbukkan proton yang dipercepat oleh medan listrik ke arah inti elemen-elemen ringan seperti litium. Hasilnya ialah inti atom litium berubah menjadi inti atom helium. Inilah yang unik, karena litium lebih berat daripada helium. Bagaimanapun atom helium telah terbentuk, dan ini terjadi tidak hanya karena pembelahan, tetapi karena akumulasi proton dan neutron. Baru kemudian hal tersebut menyadarkan ahli-ahli fisika bahwa proses sejenis yang menyebabkan bintang-bintang, termasuk matahari kita, menghasilkan tenaga yang begitu hebat.

Proses fusi ini hanya terjadi dengan elemen-elemen yang ringan. Hidrogen, misalnya, yang merupakan elemen yang sangat ringan, mempunyai muatan listrik yang paling kecil dan karenanya gaya tolak-mennolak intinya dapat dengan mudah dilewati oleh elemen-elemen yang lebih berat. Jika ada kemungkinan untuk menghasilkan tenaga nuklir dengan reaksi fusi, suatu hal yang disetujui oleh para ahli, maka hal tersebut bisa dilaksanakan dengan mempergunakan hidrogen. Dengan kata lain meniru proses yang menyebabkan matahari bersinar.

Begitu juga, seperti halnya reaksi fisi, reaksi fusi pertama kali dibuktikan dalam bentuk senjata, yaitu bom hidrogen. Di Amerika, melalui pekerjaan yang sangat intensif selama dua tahun, bentuk pertama sebuah reaksi termonuklir dicoba dilaksanakan di sebuah pulau di Pasifik, pada tahun 1952. Dan kurang dari setahun kemusian Russia meledakkan bom hidrogennya yang pertama di Arctic. Sejak saat itu dunia hidup dalam bayangan ketakutan. Sebuah bom dengan kekuatan 1000 kali lebih kuat daripada bom fisi yang dijatuhkan di Hirosima telah tercipta. Bahkan percobaan peledakan senjata-senjata termonuklir ini membuktikan bahwa senjata tersebut sangat berbahaya karena ledakannya mengotorkan udara di seluruh dunia dengan jatuhan abu radioaktif yang dapat menimbulkan kanker tulang dan kanker darah. Tak seorang pun meragukan bahwa perang nuklir dengan senjata-senjata bom fisi dan bom fusi berarti musnahnya kemanusiaan.

Kesulitan utama yang timbul ialah jika kita mencoba untuk menghasilkan suhu yang sangat tinggi yang dibutuhkan untuk menimbulkan reaksi fusi termonuklir. Sampai tahun 1950, suhu yang paling tinggi pernah dicapai di laboratorium ialah 30.000 derajat Celsius. Karena itu, semua alat sejenis Zeta ditujukan untuk mencapai suhu setinggi berjuta-juta derajat Celsius untuk memanaskan gas deuterium. Hal ini dilakukan dengan arus listrik. Jika aliran listrik dilakukan melewati suatu gas, maka akan terjadi pelepasan muatan listrik di dalamnya dengan kenaikan suhu yang sesuai.

Sebuah bejana kosong dengan bentuk bulat atau bentuk pipa dan biasanya dibuat dari alumunium, sebagian diselubungi dengan medan elektromagnet yang besar, memanaskan gas deuterium di dalamnya. Akan tetapi, jika gas panas ini menyinggung dinding bejana, bejana ini akan mencair, dan dengan sendirinya gas tadi akan mendingin. Karena itu, gas tersebut harus tetap berada di tengah-tengah bejana. Hal ini dilakukan dengan pertolongan medan magnet lain yang kuat di sekeliling gas. Medan ini diperoleh dengan jalan melilitkan kabel listrik bermuatan sekeliling bejana. Dengan jalan ini gas yang mencoba melawan "efek apit" ditahan seperti seekor ular yang marah begitu arus listrik dialirkan dan suhu naik.

Akan tetapi, ilmu nuklir dan penelitiannya selaluh penuh dengan hal-hal yang menakjubkan. Pemecahan masalah "plasma", begitulah gas yang panas tersebut diberi nama, dapat terjadi dengan jalan yang sama sekali tidak diharapkan. Ketika salah satu tim para ilmuwan sedang bekerja dengan mesin-mesin itu untuk menghasilkan reaksi fusi yang tulen, yaitu mencapai suhu sampai 100.000.000 derajat Celsius agar reaksi termonuklir dapat mulai berlangsung dan selanjutnya dapat berlangsung dengan sendirinya, timbul pertanyaan bagaimana sebuah pusat listrik tenaga nuklir dapat beroperasi. Seperti dalam pusat-pusat listrik konvensional dengan bahan bakar arang batu atau ataupun atom, panas yang dihasilkan dapat dipakai untuk menghasilkan uap yang digunakan untuk menggerakkan generator turbin. Akan tetapi, mungkin pada saat itu ada jalan yang lebih baik dan lebih langsung untuk mengubah panas atau keradioaktifan menjadi listrik.

Ada beberapa prinsip dasar untuk melaksanakannya. Salah satu disebut "pengubah termionik", menggunakan prinsip dasar tabung sinar katoda. Di dalam tabung tersebut elektron-elektron, yaitu partikel bermuatan listrik negatif dilepaskan oleh katoda yang berupa sebuah jalur logam yang panas. Panas yang dibutuhkan untuk memperoleh efek ini dapat berupa panas yang dihasilkan di dalam reaktor nuklir. Makin tinggi perbedaan suhu, antara katoda atau "emitter" dan anoda atau "kolektor", makin besar jumlah elektron yang dilepaskan oleh emitter. Begitu juga dengan arus listrik yang dihasilkan. Penemuan-penemuan terakhir menunjukkan bahwa adanya uap sesium di antara elektroda tersebut akan sangat memperbesar arus elektron.

Pusat tenaga nuklir yang bekerja atas dasar ini pasti dapat dilaksanakan. Pusat tenaga atom maupun pusat tenaga konvensional dapat dibuat lebih efesien dalam menghasilkan listrik dengan sistem letusan gas. Sistem ini didasarkan pada kenyataan bahwa letusan gas yang sangat panas yang dihasilkan oleh reaksi fisi ataupun reaksi fusi, akan menjadi penghantar listrik dan akan menghasilkan listrik jika dialirkan melalui kutub magnet yang kuat. Sistem ini disebut hidrodinamika magnetis atau MHD (Magneto-Hydro-Dynamics), dan dikembangkan terutama di laboratorium C.A. Parsons di kota Newcastle di sungai Tyne, sebuah perusahaan yang didirikan oleh penemu turbin uap. Para ahli teknik nuklir mempunyai harapan besar bahwa MHD ini akan menjadi sistem yang paling sesuai untuk menghasilkan listrik dalam pusat tenaga fusi, begitu sebuah reaktor termonuklir dapat dibuat. Konversi tenaga dalam MHD mencapai 60 persen. Di samping itu, MHD dapat juga dipakai untuk menghasilkan arus listrik dalam pusat-pusat tenaga konvensional, batu bara, atau minyak, dan pusat tenaga nuklir fisi.

Sistem lain yang mungkin sangat sesuai untuk unit penghasil listrik yang lebih kecil, mudah dipindahkan, di dasarkan pada penemuan yang dilakukan oleh Curie pada tahun 1900, yang diabaikan oleh para ahli selama hampir setengah abad. Yang dimaksud di sini ialah hasil pengamatan yang menunjukkan bahwa sifat keradioaktifan dapat menimbulkan aliran listrik secara langsung pada beberapa benda. Sesudah perang dunia II, ketika isotop, yaitu sumber keradioaktifan mudah didapatkan dengan murah, ide tersebut akhirnya diambil lagi.

Baterai atom pertama, begitulah nama yang diberikan, dihasilkan pada tahun 1954 oleh sebuah tim peneliti di laboratorium. Radio Corporation Amerika. Baterai atom ini terdiri dari sebuah kotak kecil yang berisi lapisan isotop Sr-90. Sr-90 ini ialah salah satu elemen radioaktif yang berbahaya dari jatuhan abu radioaktif hasil dari sampingan percobaan bom -H. Partikel yang dipancarkan menyinari kristal semi konduktor, sebuah bentuk lain transistor. Arus listrik yang dihasilkan oleh emanasi radioaktif isotop stronsium cukup kuat untuk menimbulkan suara dengung di alat penolong pendengaran.

Isotop penghasil listrik secara langsung akan didapat dalam jumlah yang tinggi, begitu penggunaan tenaga atom meluas tersebar ke lebih banyak negara. Salah satu masalah utama pusat listrik tenaga nuklir ialah pembuangan secara aman sampah radioaktif. Membuangnya atau menguburnya ke laut tidak selalu merupakan jalan yang paling baik. Akan tetapi, jika alat-alat seperti baterai atom diproduksi secara massal, maka akan dibutuhkan sejumlah besar "sampah" radioaktif. Tentunya untuk penggunaan sehari-hari harus dibuat mutlak aman.

Bagaimana kita mengetahui bahwa kita menjadi sasaran emanasi radioaktif? Dia tidak kelihatan dan tidak kedengaran. Dan kita tidak dapat merasakannya, sampai kita menerima begitu banyak radiasi dan kita menjadi sakit. Akan tetapi, dalam abad nuklir ini terdapat alat vital untuk mengukur secara akurat keradioaktifan. Alat tersebut disebut pencacah Geiger dan terdapat dalam bentuknya yang bermacam-macam. Alat itu diciptakan pada tahun 1920 oleh seorang ahli fisika Jerman, Hans Geiger, salag seorang teman dekat Lord Rutherford. Pencacah itu merupakan alat yang mengubah setiap bentuk radiasi, apakah dalam bentuk partikel atau elektromagnet, menjadi dapat dilihat atau didengar.

Pencacah Geiger terdiri dari sebuah silinder logam yang diisi dengan gas bertekanan rendah. Di dalamnya terdapat dua buah elektroda, satu di antaranya ialah tabung silinder itu sendiri dan satunya lagi berbentuk kawat halus yang terentang sepanjang sumbu silinder. Kedua elektroda berada dalam perbedaan potensial yang besar, biasanya sekitar 1000-1500 volt, akan tetapi di antaranya tidak boleh ada lompatan api listrik. Jika partikel sub atom atau radiasi elektromagnet menembus metal tipis dinding silinder dan menimbulkan proses ionisasi, yaitu atom-atom gas menjadi bermuatan listrik, maka akan terjadi penurunan tegangan dalam waktu sepersekian detik. Penurunan tegangan ini dapat diukur menjadi kelihatan dalam met atau kedengaran dalam telepon kepala. Biasanya, bentuk pencacah yang sederhana seperti pencacah telepon, duhubungkan ke unit penghitung untuk mencatat jumlah partikel yang datang.

Pencacah Geiger dibuat dan dimodifikasi untuk bermacam ragam keperluan. Yang ringan dipakai untuk prospeksi uranium, jenis yang kompak dipakai untuk pusat-pusat tenaga atom dan pusat-pusat penelitian. Pencacah dengan tanda bahaya dipakai oleh pekerja-pekerja pabrik yang harus menangani zat-zat radioaktif, di mana tangan dan pakaiannya harus diperiksa. Ada juga pencacah-pencacah yang dapat memeriksa napas manusia akan adanya serunut gas radon dan lain sebagainya.

Akhirnya, sebuah sumber tenaga baru dapat diciptakan dengan menyimpan panas hasil ledakan nuklir bawah tanah yang dalam dan memanfaatkannya untuk menghasilkan tenaga listrik, seperti penggunaan panas gunung berapi di beberapa tempat di dunia. Diduga ledakan nuklir bawah tanah pada kedalaman 750 meter di daerah dengan formasi geologi yang sesuai akan menghasilkan sekitar 8.000.000 kilowatt jam tenaga listrik dengan biaya kurang dari dua rupiah tiap kilowatt. Secara singkat, penggunaan tenaga atom sangat luas dan menantang. Akan tetapi, kita harus berusaha menghentikan penggunaannya dalam senjata yang dipakai untuk memusnahkan manusia.


Sumber inspirasi dari buku yang berjudul "Kisah-kisah penemuan sepanjang zaman".

Tidak ada komentar:

Posting Komentar