tetapan Planck dan г adalah lebar puncak resonansi. Persamaan tersebut diperoleh
dari prinsip ketidak beraturan ∆E ∆t ≥ħ2.
Terpecahnya unsur transisi
92
U
236
membentuk fraksi-fraksi dapat dianalisis dengan pertolongan model antara lain model tetesan-cairan. Asumsinya
adalah bahwa apabila tetesan-cairan cukup tereksitasi, tetesan akan berosilasi dengan berbagai cara berubah bentuk menjadi bola lonjong, bola bulat, dan bola
lonjong kembali, dan seterusnya. Model ini memandang terdapatnya tegangan permukaan, sehingga unsur transisi tersebut bervibrasi seperti tetesan-cairan. Inti
dipengaruhi gaya pembelah dari gaya elektrostatik tolak-menolak proton. Inti bervibrasi sampai kehilangan tenaga eksitasinya melalui peluruhan gamma.
Derajat distorsi makin membesar, tegangan permukaan tidak cukup menahan mengembalikan kepada kelompok protonnya. Akhirnya unsur transisi terbelah
menjadi 2 fraksi besar dengan melepaskan tenaga Beiser 1986. Energi per fisi yang dilepaskan tergantung dari partikel isotop yang
dihasilkan, pada bahan bakar
92
U
235
yang umumnya digunakan dengan neutron termal pembangkit tenaga listrik akan menghasilkann tenaga sekitar 3.2 x 10
-11
joule. Diperlukan sekitar 3.1 x 10
10
fisi per detik untuk menghasilkan 1 watt energi panas. Pada sistem pembangkit tenaga listrik komersial memerlukan 1 kg
bahan bakar nuklir agar menghasilkan tenaga 240.000 kilowatt jam, tenaga sebesar ini equivalen dengan tenaga listrik yang dihasilkan oleh 80.000 kg
batubara Dorf RC 2005. Tenaga yang dihasilkan dari PLTN 1000 MWe dapat membangitkan listrik sebesar 7000 GWHtahun dan diperlukan 20 ton per tahun
bahan bakar uranium konsentrasi 3.5
92
U
235
dari hasil asil pengayaan atau setara dengan masukan 153 ton pertahun uranium alami atau setara dengan 180 ton
pertahun U
3
O
8
. Oleh karena itu, penggunaan bahan bakar tenaga nuklir secara kuantitas jauh lebih efisien dibandingkan dengan penggunaan bahan bakar lainnya
seperti batu bara, minyak bumi, bahan bakar hayati atau lainnya.
2.6. Reaktor Nuklir
Reaktor nuklir adalah alat yang digunakan sebagai tempat terjadinya reaksi berantai fisi melalui pengendalian. Reaktor nuklir merupakan sumber
tenaga yang sangat efisien, hasil fisi 1 gram nuklida per hari dapat melepaskan
tenaga dengan laju sekitar 1 Megawatt 10
6
W. Tenaga yang dilepaskan dalam sebuah reaktor nuklir dalam bentuk kalor yang dapat diambil dengan mengalirkan
zat cair atau gas sebagai pendingin melalui bagian dalam reaktor. Persoalan penting dalam perancangan reaktor adalah hilangnya neutron
yang melewati permukaan reaktor yang terserap tanpa mengindikasikan adanya fisi. Setiap fisi
92
U
235
rata-rata mengeluarkan 2.5 neutron, 1 neutron diantaranya dapat digunakan untuk melakukan fisi berikutnya, sehingga 1.5 neutron setiap fisi
perlu dihilangkan agar reaksi berantai dapat berjalan sendiri. Persoalan ini dapat diatasi dengan memperbesar ukuran reaktor agar luas permukaan per volume
menjadi lebih kecil dan bahan yang dilindungi oleh material yang dapat menghamburkan neutron agar neutron hasil fisi dapat mengalami pemantulan.
Persoalan kedua yang lebih sukar dalam melakukan reaksi fisi dalam reaktor nuklir adalah penggunaan uranium alami yang hanya mengandung 0.7
isotop
92
U
235
yang terfisikan, sedangkan bila isotop
92
U
235
cukup melimpah dapat menangkap neutron cepat tetapi biasanya isotop tersebut tidak melakukan reaksi
fisi. Persoalan ini diatasi dengan memperlambat neutron cepat untuk mencegah neutron terserap oleh
92
U
238
yang tidak produktif menghasilkan reaksi fisi, maka dengan perlambatan neutron cepat akan mempertinggi peluang isotop
92
U
235
mengalami reaksi fisi dalam reaktor. Dalam perlambat neutron cepat dalam reaktor bahan bakar uranium perlu diselingi oleh matriks moderator yang terbuat
dari bahan yang mampu menyerap neutron cepat. Moderator yang biasanya digunakan adalah air ringan, air berat, grafit dan karbon murni.
Peristiwa yang terjadi dalam sebuah reaktor dimulai ketika material yang akan ter-fisi-kan bahan bakar uranium diletakkan bersama-sama dengan
moderator, ditumbukan sebuah neutron yang berasal dari fisi spontan yang menyebabkan terjadinya pembelahan inti dengan melepaskan 2 atau 3 neutron.
Neutron tersebut mengalami perlambatan dari tenaga beberapa MeV menjadi tenaga termal melalui tumbukan dengan inti moderator. Reaksi berlangsung
secara berantai. Agar dapat mengontrol reaksi berantai yang terjadi diperlukan batang kendali yang terbuat dari kadmium dan boron yang mudah menyerap
neutron lambat. Ketika batang kendali dimasukkan lebih dalam, maka reaksi berantai yang terjadi dapat diredam.
