NUKLIR
Nuklir dari segi bahasa berarti inti, dan dalam hal ini diartikan sebagi inti dari atom. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu materi yang sudah tidak memiliki sifat dasar materi. Dikatakan tidak memiliki sifat dasar materi karena sifat dari atom-atom penyusun materi itu berlainan dengan sifat materi itu sendiri. Setiap atom digambarkan sebagai bola yang terdiri atas kulit atom di bagian luar dan inti atom di tengah-tengahnya. Pada bagian kulit atom terdapat elektron-elektron bermuatan listrik negatif yang bergerak mengelilingi inti atom. Pada bagian inti terdapat proton dan neutron. Proton bermuatan listrik positif, sedang neutron tidak bermuatan listrik atau netral.
Untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang inti atom, marilah kita memulai bahasan itu dari aktivitas hidup kita sehari-hari. Pada waktu kita melakukan sarapan pagi misalnya, kita biasanya bertemu dengan nasi. Pertama kita melihat sepiring nasi putih. Jika nasi tersebut diuraikan ke bagian-bagian yang lebih kecil, maka kita akan memperoleh malekul-molekul penyusun nasi putih. Jika molekul nasi kita uraikan lagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, maka akan kita peroleh atom-atom penyusun molekul tersebut.
Dalam ilmu kimia, nasi putih termasuk senyawa karbohidrat monosakarida yang rumus molekulnya C6H12O6. Artinya, satu molekul nasi tersusun atas 6 atom carbon (C), 12 atom hidrogen (H), dan 6 atom oksigen (O). Jadi molekul nasi dapat diuraikan menjadi atom-atom penyusunnya, sehingga diperoleh atom C, H, dan O. Jika kita mengambil salah satu atom C untuk diuraikan lebih lanjut, maka dari atom itu akan diperoleh kulit atom dan inti atom. Dalam kulit atom C terdapat 6 buah elektron, sedang dari dalam inti atomnya diperoleh 6 buah proton (p) dan 6 buah neutron (n).
TEKNOLOGI NUKLIR
Istilah nuklir dalam ilmu pengetahuan selalu dikaitkan dengan peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam inti atom. Disiplin fisika nuklir misalnya, merupakan cabang ilmu pengetahuan yang khusus mempelajari fenomena-fenomena fisika yang terjadi di dalam inti atom. Reaksi nuklir merupakan reaksi yang melibatkan inti atom. Kita juga mengenal istilah reaktor nuklir, yaitu suatu tempat untuk melangsungkan reaksi nuklir secara aman dan terkendali.
Nuklir atau inti atom sebenarnya hanyalah bagian yang sangat kecil dari sebuah atom, sedang atom itu sendiri merupakan bagian yang terkecil dari sebuah materi. Meskipun demikian, dalam membahas mengenai ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir, ternyata kita harus berhadapan dengan bidang bahasan yang sangat luas. Hal ini tentu saja sangat erat kaitannya dengan berbagai macam fenomena fisika beserta informasi lain yang terkandung di dalam nuklir yang berhasil dikuak oleh manusia. Bahkan hingga kini, banyak informasi yang terkandung di dalamnya masih terus dipelajari oleh manusia. Berbagai penelitian dalam skala besar yang melibatkan banyak ilmuwan terus dilakukan dalam rangka memperoleh informasi untuk mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir itu sendiri.
Sejarah perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir bermula ketika Otto Hahn dan Fritz Strasmann pada tahun 1938 menemukan reaksi pembelahan inti atom. Mereka melakukan penelitian dengan cara menembaki unsur Uranium-235 (U-235) dengan partikel neutron yang bergerak sangat lambat. Dari hasil penembakan tersebut mereka mendapatkan bahwa inti atom U-235 pecah menjadi inti-inti atom yang lebih kecil dan massanya lebih ringan dibandingkan U-235, lalu dipancarkan dua hingga tiga buah partikel neutron baru yang bergerak sangat cepat (neutron ini disebut neutron cepat), hingga pada akhirnya dilepaskanlah energi dalam bentuk panas sebesar 200 Mega electron-Volt (MeV).
Reaksi yang ditemukan oleh Hahn dan Strasmann ternyata sangat berlainan dengan reaksi kimia biasa yang sudah dikenal pada saat itu. Pada reaksi kimia biasa, reaksi itu terjadi antara unsur-unsur kimia, dimana unsur-unsur yang bereaksi masih dapat ditemukan dalam senyawa hasil reaksi. Reaksi pembelahan inti atom U-235 tersebut disebut reaksi nuklir, karena setelah terjadi reaksi pembelahan tidak ditemukan lagi adanya inti atom U-235. Reaksi ini sering kali disebut juga sebagai reaksi fisi (pembelahan) karena inti U-235 pecah menjadi dua inti yang lebih kecil. Dari penemuan reaksi inilah persamaan kesetaraan massa dan energi yang dirumuskan oleh Albert Einstein dengan persamaan: E = mc2 (E = energi dalam Joule, m = massa dalam kilogram, dan c = kecepatan cahaya yang nilainya 300.000 kilometer per detik) dapat dibuktikan dan diakui kebenarannya oleh kalangan ilmuwan secara luas.
RADIOAKTIVITAS
Atom terdiri atas inti atom dan elektron-elektron yang beredar mengitarinya. Reaksi kimia biasa (seperti reaksi pembakaran dan penggaraman), hanya menyangkut perubahan pada kulit atom, terutama elektron pada kulit terluar, sedangkan inti atom tidak berubah. Reaksi yang menyangkut perubahan pada inti disebut reaksi inti atau reaksi nuklir (nukleus=inti).
Radioaktivitas adalah kemampuan inti atom yang tak-stabil untuk memancarkan radiasi dan berubah menjadi inti stabil. Proses perubahan ini disebut peluruhan dan inti atom yang tak stabil disebut radionuklida. Materi yang mengandung radionuklida disebut zat radioaktif. Peluruhan ialah perubahan inti atom yang tak-stabil menjadi inti atom yang lain, atau berubahnya suatu unsur radioaktif menjadi unsur yang lain.
Radioaktivitas ditemukan oleh H. Becquerel pada tahun 1896. Becquerel menamakan radiasi dengan uranium. Dua tahun setelah itu, Marie Curie meneliti radiasi uranium dengan menggunakan alat yang dibuat oleh Pierre Curie, yaitu pengukur listrik piezo (lempengan kristal yang biasanya digunakan untuk pengukuran arus listrik lemah), dan Marie Curie berhasil membuktikan bahwa kekuatan radiasi uranium sebanding dengan jumlah kadar uranium yang dikandung dalam campuran senyawa uranium. Disamping itu, Marie Curie juga menemukan bahwa peristiwa peluruhan tersebut tidak dipengaruhi oleh suhu atau tekanan, dan radiasi uranium dipancarkan secara spontan dan terus menerus tanpa bisa dikendalikan. Marie Curie juga meneliti campuran senyawa lain, dan menemukan bahwa campuran senyawa thorium juga memancarkan radiasi yang sama dengan campuran senyawa uranium, dan sifat pemancaran radiasi seperti ini diberi nama radioaktivitas. Pada tahun 1898, ia menemukan unsur baru yang sifatnya mirip dengan bismut. Unsur baru ini dinamakan polonium diambil dari nama negara asal Marie Curie, yaitu Polandia. Setelah itu H. Becquerel dan Marie Curie melanjutkan penelitiannya dengan menganalisis pitch blend (bijih uranium). Mereka berpendapat bahwa di dalam pitch blend terdapat unsur yang radioaktivitasnya lebih kuat daripada uranium atau polonium. Pada tahun yang sama mereka mengumumkan bahwa ada unsur radioaktif yang sifatnya mirip dengan barium. Unsur baru ini dinamakan radium (Ra), yang artinya benda yang memancarkan radiasi.
Reaksi nuklir ada yang terjadi secara spontan ataupun buatan. Reaksi nuklir spontan terjadi pada inti-inti atom yang tidak stabil. Zat yang mengandung inti tidak stabil ini disebut zat radioaktif. Adapun reaksi nuklir tidak spontan dapat terjadi pada inti yang stabil maupun,inti yang tidak stabil. Reaksi nuklir disertai perubahan energi berupa radiasi dan kalor. Berbagai jenis reaksi nuklir disertai pembebasan kalor yang sangat dasyat, lebih besar dan reaksi kimia biasa.
Ternyata, banyak unsur yang secara alami bersifat radioaktif. Semua isotop yang bernomor atom diatas 83 bersifat radioaktif. Unsur yang bernomor atom 83 atau kurang mempunyai isotop yang stabil kecuali teknesium dan promesium. Isotop yang bersifat radioaktif disebut isotope radioaktif atau radio isotop, sedangkan isotop yang tidak radiaktif disebut isotop stabil. Dewasa ini, radioisotop dapat juga dibuat dari isotop stabil. Jadi disamping radioisotop alami juga ada radioisotop buatan.
Pada tahun 1903, Ernest Rutherford mengemukakan bahwa radiasi yang dipancarkan zat radioaktif dapat dibedakan atas dua jenis berdasarkan muatannya. Radiasi yang berrnuatan positif dinamai sinar alfa, dan yang
bermuatan negatif diberi nama sinar beta. Selanjutnya Paul U.Viillard menemukan jenis sinar yang ketiga yang tidak bermuatan dan diberi nama sinar gamma.
a. Sinar alfa ( α )
Sinar alfa merupakan radiasi partikel yang bermuatan positif. Partikel sinar alfa sama dengan inti helium -4, bermuatan +2e dan bermassa 4 sma. Partikel alfa adalah partikel terberat yang dihasilkan oleh zat radioaktif. Sinar alfa dipancarkan dari inti dengan kecepatan sekitar 1/10 kecepatan cahaya. Karena memiliki massa yang besar, daya tembus sinar alfa paling lemah diantara diantara sinar-sinar radioaktif. Diudara hanya dapat menembus beberapa cm saja dan tidak dapat menembus kulit. Sinar alfa dapat dihentikan oleh selembar kertas biasa. Sinar alfa segera kehilangan energinya ketika bertabrakan dengan molekul media yang dilaluinya. Tabrakan itu mengakibatkan media yang dilaluinya mengalami ionisasi. Akhirnya partikel alfa akan menangkap 2 elektron dan berubah menjadi atom helium
b. Sinar beta (β)
Sinar beta merupakan radiasi partikel bermuatan negatif. Sinar beta merupakan berkas elektron yang berasal dari inti atom. Partikel beta yang bemuatan-l e dan bermassa 1/836 sma. Karena sangat kecil, partikel beta dianggap tidak bermassa s. Energi sinar beta sangat bervariasi, mempunyai daya tembus lebih besar dari sinar alfa tetapi daya pengionnya lebih lemah. Sinar beta paling energetik dapat menempuh sampai 300 cm dalam udara kering dan dapat menembus kulit.
c. Sinar gamma ( γ )
Sinar gamma adalah radiasi elektromagnetek berenergi tinggi, tidak bermuatan dan tidak bermassa. Sinar gamma dinyatakan dengan notasi Sinar gamma mempunyai daya tembus. Selain sinar alfa, beta, gamma, zat
radioaktif buatan juga ada yang memancarkan sinar X dan sinar Positron. Sinar X adalah radiasi sinar elektromagnetik.
Radioaktivitas merupakan Salah satu gejala yang sangat penting dari inti atom. Meskipun nuklida-nuklida diikat oleh gaya inti yang cukup kuat, banyak nuklida yang tidak mantap secara spontan meluruh menjadi nuklida lain melalui pemancaran partikel alpha, beta dan gamma. Energi gamma lebih besar dibandingkan dengan energi beta dan alfa. Sedangkan radiasi yang energinya terkecil adalah partikel alfha.
PENGARUH RADIASI
Daya perusak dari sinar-sinar radioaktif tidak saja bergantung pada dosis tetapi juga pada jenis radiasi itu sendiri. Neutron, sebagai contoh, lebih berbahaya daripada sinar beta dengan dosis dan intensitas yang sama. Rem adalah satuan dosis setelah memperhitungkan pengaruh radiasi pada mahluk hidup (rem adalah singkatan dari radiation equiwlen for man)
Pengaruh pada Materi
Radiasi menyebabkan penumpukan energi pada materi yang dilalui. Dampak yang ditimbulkan radiasi dapat berupa ionisasi, eksitasi, atau pemutusan ikatan kimia.
Ionisasi: dalam hal ini partikel radiasi menabrak elektron orbital dari atom atau molekul zat yang dilalui sehinga terbentuk ion positip dan elektron terion.
Eksitasi: dalam hal ini radiasi tidak menyebabkan elektron terlepas dari atom atau molekul zat tetapi hanya berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Pemutusan Ikatan Kimia: radiasi yang dihasilkan oleh zat radioaktif mempunyai energi yang dapat memnutuskan ikatan-ikatan kimia.
Pengaruh pada mahluk hidup
Walaupun energi yang ditumpuk sinar radioaktif pada mahluk hidup relatif kecil tetapi dapat menimbulkan pengaruh yang serius. Hal ini karena sinar radioaktif dapat mengakibatkan ionisasi, pemutusan ikatan kimia penting atau membentuk radikal bebas yang reaktif. Ikatan kimia penting misalnya ikatan pada struktur DNA dalam kromosom. Perubahan yang terjadi pada struktur DNA akan diteruskan pada sel berikutnya yang dapat mengakibatkan kelainan genetik, kanker dll. Pengaruh radiasi pada manusia atau mahluk hidup juga bergantung pada waktu paparan. Suatu dosis yang diterima pada sekali paparan akan lebih berbahaya daripada bila dosis yang sama diterima pada waktu yang lebih lama. Secara alami kita mendapat radiasi dari lingkungan, misalnya radiasi sinar kosmis atau radiasi dari radioakif alam. Disamping itu, dari berbagai kegiatan seperti diagnosa atau terapi dengan sinar X atau radioisotop. Orang
yang tinggal disekitar instalasi nuklir juga mendapat radiasi lebih banyak, tetapi masih dalam batas aman.
PERKEMBANGANNYA DI INDONESIA
Sabtu, 20 Februari 1964 merupakan tonggak bersejarah bagi perkembangan reaktor nuklir di Indonesia karena pada saat itu reaktor pertama dengan daya 250 kW diresmikan oleh Presiden Republik Indonesia pada waktu itu Ir.Soekarno. Reaktor ini digunakan untuk keperluanpelatihan, riset, produksi radio isotop. Reaktor ini mengalami dua kali pembongkaran untuk mengganti beberapa komponen utamanya pembongkaran pertama pada 1972 dipimpin Sutaryo Supadi dan yang kedua pada 1997 dipimpin Haryoto Djoyosudibyo dan A. Hanafiah.
Tidak cukup sampai disini pada tahun 1979. Indonesia mengoperasikan Reaktor kartini yang berdaya 100 kw yang didesain dan dirancang bangun oleh putra - putri terbaik bangsa. Pada tahun 1987 di serpong resmi dioperasikan reaktor serpong yang berdaya 30 Mw Pada pertengahan tahun 2000 TRIGA MARK II selesei diupgrade dengan daya 2000 kW, dan pengoperasiannya diresmikan oleh Wakil Presiden Megawati Soekarnoputri nama reaktor diubah menjadi Reaktor TRIGA 2000 Bandung.
Sadar akan kebutuhan SDM yang mahir dalam Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir yang diperlukan untuk mampu memasuki Industri Nuklir maka pemerintah pada awal tahun 1980-an membentuk Jurusan Teknik Nuklir di Fakultas Teknik Nuklir UGM, Jurusan instrumentasi Nuklir dan Proteksi Radiasi di bagian Fisika UI, serta Pendidikan Ahli Teknik Nuklir di Yogyakarta (sekarang Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir). Namun pada tahun 1997 Program Nuklir Indonesia ( dalam hal ini perencanaan pembangunan PLTN ) berhenti yang salah satunya dikarenakan karena penemuan gas alam di kepulauan Natuna. Ini menyebabkan Jurusan Teknik Nuklir di UGM saat ini sudah berubah dan diganti menjadi Teknik Fisika, sedangkan Jurusan Instrumentasi dan juga Jurusan Proteksi Radiasi dari Bagian Fisika UI, ditutup. Namun saat ini masih terdapat kegiatan pendidikan tentang Iptek Nuklir di ITB sebagai bagian dari Departemen Fisika ITB (S1, S2, S3) dan juga di UGM (S3). Sehingga Praktis hanya di Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir yang menjadi satu - satunya perguruan tinggi yang mencetak tenaga - tenaga profesional di bidang IPTEK Nuklir.
Sadar tidak mampu memenuhi kebutuhan listrik Nasional jika hanya bertumpu pada pembangkit Listrik konvesional maka Pada Tahun 2005 Indonesia kembali menjalankan program nuklir ini. Pada tahun 2006 pemerintah menetapkan Kebijakan Energi Nasional (KEN) melalu Kepres No 5 tahun 2006, yang mengamanatkan bahwa pada tahun 2025, energi terbarukan plus nuklir bisa mencapai kurang lebih 5 persen untuk kebutuhan listrik Indonesia.
Kerja sama dengan IAEA - meliputi persiapan pembangunan PLTN dan persiapan regulasi, kode, panduan, dan standar bagi PLTN -pun dirintis sejak 2005. Pada 2008, regulasinya diharapkan sudah siap. Saat ini Rancangan Peraturan Pemerintah (RPP) sudah dibuat dan tinggal ditandatangani oleh Presiden. Kali ini rupanya pemerintah tidak main-main dalam rencananya ini, ini terlihat dalam kurun waktu berdekatan, Indonesia sudah menandatangani sejumlah nota kesepakatan kerja sama bidang nuklir dengan beberapa negara. Rusia, Jepang, Australia, dan Amerika Serikat (AS).Disini sudah jelas, bahwa ternyata bangsa kita sudah memiliki cukup pengalaman dalam bidang teknologi yang satu ini. Anak- anak bangsa terbukti mampu mengoperasikan 3 reaktor nuklir di indonesia selama bertahun - tahun dengan bersih dan belum memiliki catatan buruk mengenai kecelakaan nuklir yang membahayakan lingkungan dan masyarakat. Sudah ada pula ribuan aplikasi nuklir yang dipakai di bidang kesehatan seperti pada proses radiasi kanker dan teknik isotop untuk pengembangan obat. Ini belum Ratusan aplikasi nuklir yang dipakai di bidang industri seperti dalam proses desalinasi air, pemuliaan tanaman, dan banyak lagi.
Ungkapan skeptis dan pesimis yang terhadap kemampuan SDM indonesia dalam teknologi nuklir, menurut saya tidak lebih dari sebuah mental inferior yang telah ditanamkan penjajah kepada kita selama bertahun - tahun, sehingga pemikiran ini bak warisan - diturunkan turun temurun dari generasi ke generasi, sehingga kita selalu berpikiran bahwa bangsa lain lebih hebat dari kita, bangsa lain lebih pandai dari kita. Padahal pada kenyataannya sekali - kali tidaklah demikian. Mental inferior inilah yang harus dihapuskan dari pemikiran para generasi muda jika bangsa kita ingin maju. Sejarah telah membuktikan bahwa kita mampu merdeka dengan keringat dan darah kita sendiri, dan bukan merupakan pemberian orang lain. Ini sebenarnya merupakan tanda bahwa kita adalah sejajar dengan bangsa - bangsa lain, bahwa bangsa ini merupakan bangsa besar yang juga mampu untuk melakukan apa yang bangsa lain telah lakukan demi kemajuan negerinya.
Kesimpulan
Sebagai sumber daya “baru” yang terus diekplorasi, Nuklir dan teknologinya telah menawarkan kemajuan dan pencapaian yang tidak mampu dicapai melalui teknologi konvensional. Meskipun menawarkan banyak manfaat dan keuntungan namun perlombaan penggunaannya sebagai kekuatan “penghancur” sangatlah disayangkan. Semoga ke depan Nuklir benar-benar menjadi alternatif energi yang dapat digunakan dengan aman.
Sumber :
http://www.forumsains.com
http://www.batan.go.id
http://id.wikipedia.org/
http://16teenagers.blogspot.com
