Proses Reaksi pada Inti Atom

Pada pembahasan sebelumnya, kita telah mempelajari tentang reaksi-reaksi yang terjadi pada elektron dalam suatu atom. Lalu, apakah inti atom juga dapat mengalami reaksi? Apa saja jenis reaksi yang dapat terjadi pada inti atom? Bagaimanakah reaksi-reaksi tersebut dapat terjadi?

Pada umumnya, reaksi inti adalah proses yang terjadi ketika partikel-partikel inti saling bertumbukan atau kontak dengan partikel lainnya, seperti proton, neutron, deuteron, triton, helium-3, partikel alfa (α), dan partikel beta (β). Reaksi-reaksi ini dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:

x = inti mula-mula

p = partikel yang ditambahkan

y = inti akhir

q = partikel yang dipancarkan

E = energi yang dihasilkan

Jika satuan massa yang digunakan adalah sma, besar energi yang dipancarkan atau diserap dapat dinyatakan dengan persamaan:

Reaksi ini mengikuti hukum dasar fisika, yaitu hukum kekekalan massa dan energi, di mana jumlah massa dan jumlah momentum tetap konstan. Selain itu, kita juga mengamati kekekalan muatan dan hukum-hukum dasar lainnya dalam berbagai reaksi.

Reaksi Peluruhan (Disintegrasi)

Peluruhan adalah proses pecahnya inti atom secara spontan dengan memancarkan sinar-sinar radioaktif alam, yaitu sinar-alpha (α), sinar-beta (β), dan sinar-gamma (γ). Karena terjadi secara alami, peluruhan ini disebut juga radioaktivitas alam.

Jika inti atom memancarkan sinar-α, nomor atom berkurang 2 dan nomor massa berkurang 4, yang dinyatakan dengan persamaan:

Sementara itu, jika inti atom memancarkan sinar-β, nomor atom bertambah 1, tetapi nomor massa tetap dan dapat dinyatakan dengan persamaan:

Ketika inti atom memancarkan sinar-gamma, nomor atom dan nomor massa tetap, yang dapat dinyatakan dengan persamaan:

Penembakan Inti Atom

Penembakan pada inti atom ini akan menyebabkan terjadinya perubahan susunan pada inti atom yang dapat berupa:

Transmutasi inti adalah peristiwa perubahan suatu inti atom menjadi inti baru yang stabil. Misalnya:

Ini adalah contoh transmutasi yang umum, di mana unsur nitrogen (N) menyerap proton dan menjadi unsur oksigen (O) bersama dengan pelepasan foton (𝛾).

Radioaktivitas buatan adalah peristiwa perubahan suatu inti atom menjadi inti baru yang bersifat radioaktif (tidak stabil). Contohnya:

Ini menggambarkan bagaimana isotop litium (Li) bertumbukan dengan proton, menghasilkan beryllium (Be). Itu adalah contoh proses yang menghasilkan unsur yang lebih berat dan stabil.

Radioaktivitas buatan ini kemudian dimanfaatkan oleh para ilmuwan untuk membuat unsur-unsur buatan yang disebut unsur transuranium, yaitu unsur dengan nomor atom lebih besar dari 92 (Z > 92).

Reaksi fisi adalah peristiwa pembelahan sebuah inti berat menjadi dua inti yang lebih kecil dengan pelepasan energi yang sangat besar. Pada reaksi fisi, yang menjadi partikel penembaknya adalah neutron, yang memiliki kecepatan tinggi dan tidak terpengaruh oleh medan listrik. Neutron ini menumbuk inti berat yang menghasilkan neutron lebih banyak dari neutron penembaknya. Dengan demikian, akan terjadi reaksi fisi yang berantai.

Salah satu contoh reaksi fisi adalah:

Reaksi fisi berantai dapat dikendalikan atau dikontrol pada suatu tempat yang disebut reaktor atom.

Reaksi Fusi

Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan inti atom ringan menjadi sebuah inti baru yang lebih berat dan diiringi dengan pelepasan energi yang sangat besar. Reaksi fusi terjadi di Matahari dan bintang-bintang serta pada ledakan bom hidrogen.

Reaksi fusi yang terjadi di Matahari disebut juga termonuklir. Reaksi ini mengubah atom hidrogen menjadi inti helium yang akan terus terjadi selama massa inti hidrogen cukup.

Tahapan reaksi fusi pada Matahari adalah sebagai berikut:

Deret Radioaktif

Telah diketahui bahwa unsur-unsur yang bersifat radioaktif memiliki kecenderungan untuk membentuk unsur yang stabil. Dengan demikian, unsur tersebut akan terus-menerus memancarkan sinar-sinar radioaktif sampai menjadi unsur yang stabil. Dari berbagai unsur radioaktif, terdapat empat kelompok unsur radioaktif yang disebut deret radioaktif.

Tabel Deret Radioaktif

Tabel ini menunjukkan deret unsur radioaktif, nomor massa, nama deret, inti induk, waktu paruh dalam tahun, dan produk inti akhir stabil.