blog.fcuzhhorod.com

Berikut ini adalah bagian ke-20 dari serangkaian kutipan dari proyek buku Kelvin Rodolfo yang sedang berjalan “Memiringkan Monster Morong: Perampokan Melawan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Bataan dan Energi Nuklir Global.“

Empat upaya kami berikutnya dimaksudkan untuk memberikan latar belakang yang diperlukan bagi pembaca yang hanya mengetahui sedikit ilmu pengetahuan sehingga mereka dapat lebih memahami cara kerja pembangkit listrik tenaga nuklir dan bahaya yang ditimbulkannya. Jika menurut Anda atom, kimia, dan radiasi sangat rumit, ini cocok untuk Anda. Jika Anda cukup mahir dengan kimia dan fisika, Anda mungkin ingin melewatkan upaya ini. Namun ini adalah kesempatan Anda untuk mengoreksi saya dan mengukur seberapa baik Anda mendapat informasi.

“Atom?”

Sejak abad ke-5 SM, manusia telah membuat model atom dengan pengetahuan yang mereka miliki. Filsuf Yunani pertama kali mengemukakan gagasan ini. Sebuah pantai terdiri dari banyak butiran pasir; sebutir pasir bisa dihancurkan. Secangkir air dapat dibagi menjadi beberapa tetes, setetes menjadi beberapa tetes. Bisakah materi dibagi lagi tanpa batas waktu? Tidak, mereka memutuskan, atau pada akhirnya “sesuatu” akan menjadi “bukan apa-apa”. Oleh karena itu, materi harus terdiri dari sangat kecil atom – secara harfiah, “tidak dapat dipotong” dalam bahasa Yunani.

Ilmu pengetahuan mengubah pemahaman tersebut pada Perang Dunia II ketika ilmu pengetahuan menggunakan teknologi yang sangat rumit untuk melepaskan energi dalam jumlah besar dengan membelah atom dalam bom nuklir.

Atom seluruhnya terbuat dari energi! Hanya energi yang ada ketika alam semesta dimulai. Saat mendingin, sebagian energi mulai terkonsentrasi menjadi partikel-partikel penyusun materi.

Mari kita terjemahkan karya Einstein yang terkenal itu E = mc² dengan kata-kata: “Sejumlah besar energi sama dengan sejumlah kecil materi.” “Besar” adalah C², kecepatan cahaya C – sudah dalam jumlah yang sangat besar – berkembang biak melawan dirinya sendiri! Secara teoritis, jika lima gram atau lebih jari kelingking Anda dapat diubah seluruhnya menjadi energi, maka hal itu dapat memberi daya pada 250 penduduk kota selama satu tahun penuh.

Tapi ini hanya teori. Hal terbaik yang dapat dilakukan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir seperti BNPP adalah mengubah sejumlah kecil massa uranium menjadi energi.

Model atom kita sendiri

Tidak ada model atom yang “nyata”. Masing-masing, termasuk yang paling modern, hanyalah alat untuk mempelajari aspek-aspek terbatas dari realitas sub-mikroskopis. Jadi, mari kita buat model kita sesederhana mungkin dan serumit yang kita perlukan.

Mari kita melihat atom dari bagian luarnya, karena bagian luarnya menentukan unsur mana yang dimiliki setiap atom: bagaimana atom bergabung dengan unsur lain untuk membentuk zat seperti udara, air, batu, atau jaringan hidup kita sendiri. Namun kami tidak akan berlama-lama di sana; tujuan utama kita adalah inti atom di bagian dalam atom.

Untuk membuat model atom, kita hanya memerlukan tiga jenis partikel “sub-atom” yang lebih kecil yang sudah dikenal pada tahun 1930an. Logo atom yang sudah dikenal semuanya menunjukkan sepasang elektron terluar yang mengorbit inti kecil. Inilah favorit pribadi saya karena elektronnya membuat atom terlihat sangat hidup:

Logo seperti itu terlalu kasar untuk menunjukkan apa isi inti sebenarnya dua jenis partikel “sub-atom” yang lebih kecil: proton Dan neutronyang akan kita lihat setelah kita berdiskusi elektron. Hanya ketiga partikel sub-atom itulah yang kita butuhkan untuk tujuan kita, meskipun fisikawan telah membedah atom lebih jauh.

elektron

“Listrik” dan “elektron” berasal dari nama keluarga kami elektronik, “kuning” dalam bahasa Yunani. Orang Yunani kuno tahu bahwa jika Anda menggosok sepotong amber dengan wol, anehnya ia akan menarik benda-benda seperti potongan kertas. Pernahkah Anda memperhatikan saat menyisir rambut bahwa sisir Anda mulai bertindak seperti magnet dan menarik rambut?

Pada awal abad ke-18, para ilmuwan menetapkan bahwa hanya ada dua jenis muatan listrik. Benda-benda yang muatannya sama akan saling tolak menolak; yang bermuatan berlawanan akan tertarik satu sama lain. Dua batang amber yang digosok dengan wol akan saling tolak menolak karena keduanya memiliki apa yang oleh para ilmuwan disebut sebagai negatif mengenakan biaya Namun salah satu tongkat tersebut akan menarik batang kaca yang sudah jadi positif dibebankan dengan cara digosok dengan sutra.

Menggosok potongan-potongan amber dengan wol atau kaca dengan sutra untuk menghasilkan muatan listrik tidak menyebabkan potongan-potongan tersebut berkurang atau bertambah beratnya, sehingga potongan-potongan kecil muatan yang ditukarkannya pasti hampir tidak berbobot. Jadi anggap saja elektron sebagai energi listrik terkecil, dengan nilai negatif “satu”. Massanya sangat kecil sehingga beratnya hampir tidak ada.

Elektron suatu atom tidak berbeda dengan elektron yang mengalir keluar sebagai listrik dari stopkontak; hanya saja mereka tertarik ke atom oleh muatan positif di dalam inti.

Massa setiap atom, seperti daging dalam kacang, berada di dalam nukleusnya, “inti” dalam bahasa Latin. Inti atom dikelilingi oleh satu atau lebih “kulit” elektron. Berapa banyak elektron yang ada di dalamnya luar atau “valensi” cangkang berbagai elemen menentukan bagaimana mereka bergabung untuk membuat benda berbeda. Misalnya, bagaimana dua hidrogen membentuk triplet dengan oksigen menjadi H₂O molekul air, atau bagaimana dua oksigen bergabung dengan karbon untuk menghasilkan salah satu CO₂:

Perubahan kimia terdiri dari putusnya ikatan kulit terluar antar atom dan membiarkannya berikatan dengan atom lain untuk membentuk benda baru, seperti ketika kayu terbakar dengan oksigen menjadi abu dan asap. Keberadaan kita seluruhnya berasal dari kimia eksternal: bagaimana tumbuhan memfotosintesis makanan kita dengan sinar matahari, bagaimana kita melepaskan dan menggunakan energi yang tersimpan dengan mencernanya, bagaimana darah Anda menggunakan zat besi untuk mengambil dan melepaskan oksigen ke mana pun tubuh Anda membutuhkannya.

Namun jenis kimia valensi yang lazim tersebut bukanlah inti dari tenaga nuklir, sehingga kita tidak akan membahas kimia valensi kulit terluar di sini.

Selamat datang di dunia aneh atom bagian dalam dan daya nuklir kimia yang akan memberdayakan BNPP, dengan melihat betapa kecilnya sebuah inti dibandingkan dengan keseluruhan atom.

Ukuran inti

Kenyataannya adalah kita tidak dapat menggambarkan sebuah atom dengan tepat. Tak terkecuali yang di sebelah kiri. Sebuah atom tidak memiliki warna; itu terlalu kecil, dibandingkan dengan gelombang cahaya. “Kulit” terluarnya sebenarnya adalah awan elektron yang bergerak dengan cepat. Dan diameter atom pada umumnya diukur dalam sepertriliun meter; mereka inti (jamak dari inti) sekitar 10.000 kali lebih kecil!

Model atom dan intinya dalam skala besar membantu menggambarkan perbedaan ukuran yang besar tersebut. Untuk permukaan luar model atom kita, mari kita gunakan atap berbentuk kubah di Arena Filipina Iglesia Ni Cristo yang berkapasitas 55.000 kursi di Bulacan.

Kubahnya panjangnya 170 meter; berpura-pura menjadi bulat. Intinya terlalu kecil untuk digambar. Namun dengan mata batin Anda, lihatlah ke bawah melalui tengah kubah, hingga ke tengah lantai arena.

Di sana: Lihat? Model inti kami, hanya seukuran bola pingpong.

Bukankah aneh bahwa atom-atom yang menyusun segala sesuatu – udara, air, logam, batu, tubuh Anda sendiri – sebagian besar terdiri dari ruang kosong antara kulit elektron atom dan intinya?

Sebelum kita meninggalkan kimia kulit elektron: Jumlah elektron yang dimiliki setiap atom, dan menentukan bagaimana ia berperilaku secara kimia, tidaklah acak. Ini cocok dengan jumlah muatan positif proton in intinya, bola kuning pada gambar. Itu dia nomor atom. Contoh: Karbon 6, Oksigen 8Torium 90Uranium 92Plutonium 94.

Perjalanan kita berikutnya membahas proton, dan neutron, bola biru bertanda “O.” – Rappler.com

Dr. Lahir di Manila dan menempuh pendidikan di UP Diliman dan University of Southern California, Kelvin Rodolfo telah mengajar ilmu geologi dan lingkungan di University of Illinois di Chicago sejak tahun 1966. Beliau mempunyai spesialisasi dalam bidang bahaya alam Filipina sejak tahun 1980an.

Nantikan Rappler untuk seri Rodolfo berikutnya.

Potongan sebelumnya keluar Miringkan ke Monster Morong:

• (OPINI) Miring ke Monster Morong
• (OPINI) Berg Natib dan saudara perempuannya
• (OPINI) Menghanguskan, membunuh, menghancurkan: Pada aliran dan gelombang piroklastik
• (OPINI) Di bawah perairan Teluk Subic terdapat endapan aliran piroklastik tua, dan banyak sesar
• (OPINI) Propaganda tentang tanah longsor, gempa bumi dan PLTN Bataan
• (OPINI) Temukan Kesalahan Lubao
• (OPINI) Sesar Lubao di BNPP, dan ancaman vulkanik di sana
• (OPINI) Bagaimana gunung berapi Natib dan 2 saudara perempuannya berasal
• (OPINI) Ancaman BNPP Lainnya: Gempa Megathrust Palung Manila dan Tsunaminya
• (OPINI) Lucu, lucu, lucu: Bagaimana mereka membangun PLTN Bataan
• (OPINI) Bahan bakar BNPP dari mana, oh dari mana?
• (OPINI) ‘Megaton to Megawatt’: Harga dan biaya sebenarnya dari energi nuklir
• (OPINI) Pengayaan uranium untuk energi mengarah pada pengayaan senjata
• (OPINI) Pengenalan siklus bahan bakar nuklir
• (OPINI) Tentang Penambangan dan Penggilingan Uranium
• (OPINI) Pengayaan dan produksi bahan bakar uranium BNPP
• (OPINI) Dekomisioning BNPP, dan penyimpanan limbah radioaktif naga nuklir
• (OPINI) Jadi berapa banyak gas rumah kaca yang sebenarnya dihasilkan oleh tenaga nuklir?