Home » Posts filed under fisika
Showing posts with label fisika. Show all posts
Showing posts with label fisika. Show all posts
Peneliti Eropa Akhirnya Temukan Partikel Higgs Bosson
Dunia fisika dikejutkan dengan penemuan partikel Higgs Bosson yang merupakan partikel sub atom baru, yang menjadi dasar dari pembuatan alam semesta. Selama ini keberadaan partikel ini hanya ada dalam model teori standar.
Seperti dilaporkan Reuters, Rabu (4/7/2012), setelah 40 tahun, imuwan European Organization for Nuclear Research (CERN), berhasil menemukan temuan yang disebut 'Partikel Tuhan'.
Temuan ini merupakan hal yang penting dalam meneniliti alam semesta. Dalam 'Partikel Tuhan', atom juga memiliki massa jenis.
Temuan ini memberikan pemahaman baru tentang atom, yang juga akan memberikan standar baru di dunia fisika, untuk menuntun pembentukan teknologi baru berdasarkan partikel ini.
"Hasil ini menandai terobosan signifikan dalam pemahaman kita tentang hukum-hukum dasar yang mengatur alam semesta," ujar John Womersley, Kepala Badan Penelitian Publik Inggris.
Temuan 'Partikel Tuhan' berdasarkan teori tentang alam semesta, yang diungkapkan ahli Fisika asal Inggris Peter Higgs, pada 1960.
Teori Higgs menjelaskan bagaimana partikel membentuk kelompok bersama untuk membentuk bintang, planet, dan kehidupan. Meski senang dengan penemuan ini, peneliti tetap belum merasa puas, karena masih banyak rahasia alam lain yang belum terungkap.
"Kami masih banyak tidak tahu tentang partikel. Ini hanya awal dari sebuah perjalanan. Kami telah menutup satu bab dan membuka yang lain," tutur Peter Knight dari Institut Fisika Inggris.
Sebelumnya, CERN meneliti bagaimana alam semesta terbentuk, menggunakan mesin Large Hadron Collider (LHC), akselerator raksasa untuk membuat lubang hitam kecil dan jenis baru partikel.
Tujuan utama eksperimen untuk mengetahui bagaimana alam semesta terbentuk, setelah 'Big Bang' terjadi pada 13,7 miliar tahun lampau.
Salah seorang fisikawan Indonesia, Suharyo Sumowidagdo, terlibat dalam penemuan partikel ini mengatakan "Tanpa partikel ini tak ada akan ada berat, maka tak ada alam semesta. Tak akan ada apa-apa,"
Partikel Tuhan adalah partikel terakhir dalam teori model standar. Ilmuwan mulai mencarinya sejak tahun 1964. Dalam model ini, alam semesta tercipta dari 12 partikel dasar dan enam pembawa gaya. Sebelumnya, baru lima partikel pembawa gaya yang ditemukan.
"Selama ini kita melihat benda-benda yang punya berat, ada gravitasi yang membuat bumi berputar. Artinya, harus ada sesuatu yang menghasilkan massa untuk partikel-partikel itu," kata pria kelahiran Tabanan, Bali ini. Sebuah partikel Higss bisa mempengaruhi massa jutaan partikel lain. Selama ini dia selalu ada di seluruh alam semesta, tapi baru ditemukan.
Haryo adalah satu dari dua fisikawan Indonesia yang terlibat dalam penelitian ini. Fisikawan lain, Rahmat Rahmat, bekerja dari laboratorium Fermilab di Amerika Serikat. Adapun Haryo bekerja di laboratorium CERN di Jenewa, Swiss.
Menemukan partikel ini bukan hal yang mudah. Ribuan peneliti yang ada dalam dua kelompok, ATLAS dan CMS, bekerja bersama untuk menemukan partikel tersembunyi ini. "Ini bukan hasil kerja segelintir orang tapi kolaborasi banyak lembaga dari puluhan negara," kata dia.
Haryo terlibat dalam penelitian CMS di Jenewa, Swiss, untuk menemukan Higgs boson. "Saya bertanggungjawab untuk memastikan komponen detektor beroperasi. Komponen detektor itu harus terus dipelihara, untuk bisa mendeteksi partikel," kata doktor berusia 36 tahun ini.
Lulus sarjana dan master di Universitas Indonesia, Haryo kemudian mendapatkan beasiswa untuk program doktoral di Florida State University tahun 2001. Di situlah dia mulai terlibat dalam pencarian Higgs Boson, berkolaborasi dengan Fermilab. Pada Januari 2009, Haryo menjadi bagian dari tim CERN di Swiss.
Haryo juga berperan dalam pengambilan data dari percobaan yang sudah berlangsung selama bertahun-tahun ini. Dia juga disibukkan dengan kolaborasi dengan peneliti-peneliti lain serta diskusi dengan peneliti yang lain. Dia juga terlibat dalam beberapa percobaan lain mengenai fisika partikel.
Pencarian Higgs boson dilakukan dengan mesin Large Hadron Collider yang beroperasi selama 24 jam, tujuh hari seminggu. Haryo sendiri bekerja tak kalah keras, biasanya dimulai pukul delapan pagi hingga sebelas malam.
"Ilmuwan itu dinilai dari produktivitasnya, seperti pengusaha. Kalau tak kerja sebanyak-banyaknya, sulit untuk menang dari peneliti lain," kata Haryo yang gemar memotret saat senggang. Selain meneliti, Haryo juga menguasai ilmu teknik. Pasalnya, alat penelitian ilmuwan partikel tak bisa dibeli di supermarket terdekat. Mereka harus bisa membuat alatnya sendiri, atau setidaknya tahu cara memelihara dan merawatnya.
Lalu apa sebenarnya guna penemuan partikel Higgs boson untuk umat manusia? "Ini penemuan yang ada di luar imajinasi kita. Pengetahuan baru yang ilmuwan pun belum tahu apa kegunaan praktisnya," kata pemegang gelar doktor dari Florida State University ini. Kegunaan praktis itu mungkin belum akan diketahui dalam puluhan bahkan ratusan tahun ke depan.
Haryo mencontohkan, penemuan ini seperti teori relativitas Einstein yang ketika diumumkan tujuh puluh tahun lalu belum bisa dipahami. Kini, GPS bekerja berdasarkan teori itu. Tanpa teori Einstein, GPS tak akan bisa menunjukkan lokasi dengan tepat dan akan meleset 50 hingga 100 meter.
Bagi ilmuwan, mendapat pengetahuan baru tentang dunia dimana kita hidup, akan membawa apresiasi lebih kepada hidup ini.
Penemuan Higgs boson istimewa bagi Haryo karena penemuan ini mengingatkannya pada kejadian yang menginspirasi dia menjadi seorang fisikawan partikel. 18 tahun lalu, seorang fisikawan Indonesia bernama Stephan van den Brick ikut membuktikan adanya partikel quark top, salah satu partikel yang juga mendukung model standar.
Partikel Higgs boson, keping terakhir model standar, kunci dari rahasia besar alam semesta. Namun kerja belum selesai. Penemuan ini baru awal pekerjaan panjang para ilmuwan.
Pengertian Jam Atom dan Cara Kerjanya
Jam atom adalah sebuah jenis jam yang menggunakan standar frekuensi resonansi atom sebagai penghitungnya. Jam atom awal adalah maser dengan peralatan lainnya. Standar frekuensi atom terbaik sekarang ini berdasarkan fisika yang lebih maju melibatkan atom dingin dan air mancur atomik.
National Institute of Standards and Technology - NIST (Lembaga Nasional Standar dan Teknologi Amerika Serikat) mempertahankan keakuratan 10 pangkat -9 detik per hari, dan ketepatan yang sama dengan frekuensi radio pemancar yang memompa maser. Jam ini mempertahankan skala waktu yang stabil dan berkelanjutan, yaitu Waktu Atom Internasional (International Atomic Time) (TAI). Untuk penggunaan masyarakat, skala waktu lainnya digunakan, Coordinated Universal Time (UTC). UTC diturunkan dari TAI, tetapi disinkronisasi dengan lewatnya hari dan malam berdasarkan pengamatan astronomikal.
Jam atom pertama dibuat pada 1949 di National Bureau of Standards A.S. Jam atom pertama yang akurat, berdasarkan transisi dari atom caesium-133, dibuat oleh Louis Essen pada 1955 di National Physical Laboratory di Britania. Hal ini menyebabkan persetujuan internasional yang menjelaskan detik sebagai dasar dari waktu atomik.
![]() |
Jam atom skala-chip |
Jam radio modern menggunakan jam atom sebagai referensi, dan menyediakan sebuah cara mendapatkan waktu yang disediakan oleh jam atom berkualitas tinggi di wilayah yang luas dengan menggunakan perlatan yang tidak mahal.
Cara kerja
Maser untuk referensi frekuensi menggunakan ruangan (atau chamber) berbinar berisi gas terionisasi, pada umumnya caesium, karena caesium adalah elemen yang digunakan di dalam definisi resmi detik internasional.
Sejak tahun 1967, Sistem Satuan Internasional (SI) telah mendefinisikan detik sebagai 9.192.631.770 getaran dari radiasi yang berhubungan dengan transisi antara dua tingkat energi dari ground state atom Caesium-133. Definisi ini membuat osilator caesium (yang sering disebut jam atom) sebagai standard utama untuk waktu dan pengukuran frekuensi (lihat standard caesium). Kuantitas lain, seperti volt dan meter, berpegang pada definisi detik sebagai bagian dari definisinya.
Isi dari jam atom adalah sebuah microwave cavity (lubang resonansi) yang berisi gas terionisasi, sebuah oscillator microwave tertala (tunable), dan sebuah feedback loop yang digunakan untuk menyetel oscillator ke frekuensi yang paling tepat dari karakteristik absorpsi (penyerapan) yang ditentukan oleh perilaku masing-masing atom.
Sebuah pemancar microwave mengisi ruangan dengan gelombang radio berdiri (standing wave). Saat frekuensi radio bertepatan dengan frekuensi transisi hyperfine dari caesium, atom caesium tersebut menyerap gelombang radio dan selanjutnya memancarkan cahaya. Gelombang radio membuat elektron menjauh dari nukleus. Saat elektron kembali ke dekat nukleus, karena gaya tarik muatan yang berbeda, elektron tersebut bergetar sebelum berdiam diri di tempat yang baru. Perpindahan ini menyebabkan pancaran cahaya, yang sebenarnya adalah getaran listrik dan magnetisme.
Sebuah fotosel menerima cahaya tersebut. Saat cahaya itu meredup karena frekuensi rangsangan telah bergeser dari frekuensi resonansi, peralatan elektronik di antara fotosel dan pemancar radio menyetel frekuensi pemancar radio itu.
Proses penyetelan inilah letak sebagin besar kompleksitas sistem ini berada. Penyetelan mencoba untuk menghilangkan efek samping, seperti frekuensi dari transisi elektron yang lain, distorsi dalam medan kuantum dan efek suhu dalam mekanisme tersebut. Sebagai contoh, frekuensi radio itu diubah-ubah secara sinusoida untuk membentuk modulasi sinyal di fotosel. Sinyal dari fotosel kemudian bisa didemodulasi untuk digunakan sebagai kontrol terhadap pergeseran jangka panjang di frekuensi radio. Dengan demikian, sifat-sifat ultra-akurat dari kuantum mekanika dari frekuensi transisi atom caesium bisa digunakan untuk menyetel oscillator microwave ke frekuensi yang sama (kecuali untuk kesalahan eksperimentasi yang kecil). Dalam prakteknya, mekanisme feedback dan pemantauan adalah jauh lebih kompleks dari yang dijelaskan di atas. Saat jam baru dihidupkan, jam tersebut memakan waktu yang lama sebelum bisa dipercaya.
![]() |
Sejarah ketepatan jam atom NIST |
Sebuah penghitung menghitung jumlah gelombang yang dibuat oleh pemancar radio. Sebuah komputer membaca penghitung, dan menghitungnya untuk mengubah angka tersebut kedalam sesuatu yang kelihatannya mirip dengan jam digital atau gelombang radio yang dipancarkan. Tentu saja, yang sebenarnya menjadi jam adalah mekanisme cavity, osilator, dan feedback loop yang menjaga standar frekuensi yang mana menjadi dasar jam tersebut.
Sejumlah metode lain digunakan untuk jam atom untuk keperluan lainnya. Jam Rubidium sangat disuka karena harganya murah, dan ukurannya yang kecil (standard komersial sekecil 400 cm3), dan kestabilitasan jangka pendeknya. Jam-jam ini banyak digunakan dalam aplikasi-aplikasi komersial, portable, dan angkasa luar. Maser hidrogen (sering buatan Rusia) memiliki stabilitas jangka pendek yang tangguh dibandingkan dengan standard lain, namun memiliki kelemahan dalam akurasi jangka panjang.
Sering, satu standar digunakan untuk memperbaiki standard lainnya. Sebagai contoh, sebuah aplikasi komersial menggunakan standar Rubidium yang dipautkan ke sebuah penerima GPS. Sistem ini memiliki ketangguhan akurasi jangka pendek, dengan akurasi jangka panjang setara ke standard nasional waktu Amerika Serikat.
Umur standar adalah sebuah masalah penting. Standard modern Rubidium bisa bertahan lebih dari sepuluh tahun, dan menghabiskan ongkos sekecil US $50. Tabung referensi Caesium sangat cocok untuk standar nasional, saat ini awet sampai tujuh tahun, dan menghabiskan ongkos seharga US $35.000. Standard Hidrogen bisa awet sepanjang umur.
Jet Propulsion Laboratory (JPL) di NASA mengembangkan teknologi jam atom terbaru disebut Deep Space Atomic Clock (DSAC) dengan 10 kali lebih akurat dibanding jam atom saat ini. Teknologi jam atom DSAC berbasis ion merkuri dikembangkan sebagai pengukur waktu untuk misi-misi ruang angkasa NASA masa depan.
Source: id.wikipedia.org
Suara dari Laboratorium Pemecah Partikel (Particle Smasher)
Para ilmuwan yang bekerja di laboratorium pemecah partikel (particle smasher) terbesar di dunia, Large Hardon Collider (LHC) untuk kali pertamanya mengubah data yang dihasilkan menjadi suara.
Lebih dari 40 juta potongan data diproses oleh LHC setiap detiknya. Tujuannya satu, mencari eksistensi partikel terkecil pembentuk jagad raya yang disebut Higgs Boson atau disebut juga dengan istilah 'partikel Tuhan'.
Hingga kini, laboratorium LHC yang berada di kedalaman 17 mil di bawah tanah, di perbatasan Pracis dan Swis, telah menghasilkan output data berupa gambar berwarna.
Lebih dari 40 juta potongan data diproses oleh LHC setiap detiknya. Tujuannya satu, mencari eksistensi partikel terkecil pembentuk jagad raya yang disebut Higgs Boson atau disebut juga dengan istilah 'partikel Tuhan'.
Hingga kini, laboratorium LHC yang berada di kedalaman 17 mil di bawah tanah, di perbatasan Pracis dan Swis, telah menghasilkan output data berupa gambar berwarna.
Ide mengubah data-data itu menjadi suara datang dari fisikawan European Laboratory for Particle Physics (CERN), Dr Lily Asquith.
Menggunakan perangkat lunak (software), ia mengubah data-data tersebut menjadi suara. Ternyata, masing-masing partikel memiliki 'kepribadian', suara yang unik.
"Terkadang kita mencoba mempersonifikasikan apapun. Dan saya kira, suara elektron, kedengaran seperti glockenspiel, alat perkusi dari Jerman," kata dia, seperti dimuat Daily Mail.
Dr Asquith memasukkan sample berupa tiga kolum nomor dalam data LHC ke software.
Saat balok partikel ditembakkan ke collider, dikumpulkan tiga poin data yang kemudian dipetakan dalam parameter suara.
Seperti apa suara yang dihasilkan? Mungkin tidak bisa dideskripsikan sebagai musik. Tapi suara ini pasti akan menarik perhatian para fans avante garde -- orang-orang yang menghasilkan karya inovatif.
Asquist mengakui suara yang dihasilkan tak memberi banyak informasi pada para ilmuwan. Namun ia berharap, suatu saat akan ada titik terang untuk para ilmuwan. .
Data baru mengenai asal usul alam semesta ini mengalir dengan sangat cepat dari LHC sehingga fisikawan berharap dapat memperpanjang fase proyek 'Big Bang' sampai akhir 2012 -- untuk menguak misteri pembentukan alam semesta 13,7 miliar tahun lalu.
Data baru mengenai asal usul alam semesta ini mengalir dengan sangat cepat dari LHC sehingga fisikawan berharap dapat memperpanjang fase proyek 'Big Bang' sampai akhir 2012 -- untuk menguak misteri pembentukan alam semesta 13,7 miliar tahun lalu.
Proyek Big Bang mini diciptakan dalam detektor 10.000 ton dalam terowongan yang disebut Alice (A Large Heavy Ion Experiment).
Source: vivanews.com
Standar SATUAN PANJANG 1 METER
1 kaki = panjang satu kaki seorang laki-laki. Bagaimana menentukan panjang 1 meter?
Konstitusi Amerika memberi kekuasaan pada Kongres untuk menyeragamkan satuan-satuan baku berat dan ukuran-ukuran lain. Dahulu, hampir tidak ada keseragaman di antara koloni-koloni Inggris yang berbeda di Amerika atau bahkan di negara-negara berbeda di Eropa dan Asia. Contohnya, Raja Henry I secara pribadi menggunakan hidung dan jempolnya untuk menetapkan standar satuan panjang yang disebut 1 yard, namun negara lain tidak menggunakannya. Bangsa-bangsa Asia pasti penasaran, apakah ukuran 1 kaki memang benar-benar sama dengan panjang kaki manusia.
Kebanyakan keributan dalam penyeragaman sistem pengukuran berawal di Perancis. Pada 1790, selama Revolusi Perancis, badan legislatif Perancis meminta lembaga ilmu pengetahuan Perancis menyediakan standar yang sama untuk berat dan ukuran-ukuran lain. Sebuah panitia khusus dengan cepat menanggapi, mendesak agar lembaga tersebut menerima sistem desimal sebagai solusi yang paling sederhana sekaligus paling enak diterapkan. Sebuah panitia khusus berikutnya mengusulkan agar ukuran dasar untuk panjang dalam sistem tersebut harus merupakan bagian dari keliling Bumi: satuan yang setara dengan 1/10juta panjang sebuah kuadran meridian Bumi (atau dengan kata lain, 1/10juta sebuah busur yang membentang antara khatulistiwa dan kutub utara).
Satuan ini belakangan diberi nama mètre, dari kata Yunani metron yang berarti “ukuran”. Meter menjadi landasan untuk ukuran-ukuran lain.
Satuan massa dahulu diturunkand dari kubus yang dibuat menggunakan bagian dari satuan panjang ini kemudian diisi dengan air (dengan demikian gram menjadi massa 1 cm kubik air pada temperatur ketika kecepatannya maksimum). Teknik yang sama juga digunakan untuk membakukan ukuran kapasitas. Dengan cara ini, standar panjang, massa, dan kapasitas, semuanya diturunkan dari ukuran tunggal, yang sampai kapanpun dapat dibuat kembali karena sifatnya yang alami, saling berhubungan dengan tepat, dan menggunakan sistem desimal agar nyaman digunakan.
Sistem metrik pada awalnya tidak sampai keluar dari Perancis, namun karena kekakuannya dan kebakuannya, sistem ini diminati oleh kalangan ilmuwan dan insinyur di seluruh dunia. Kemajuan dalam bidang alat ukur yang presisi membuat definisi awal untuk meter terlalu merepotkan. “Treaty of the Meter”, kesepakatan pada 1875, menetapkan mekanisme untuk memperbaiki dan menyempurnakan sistem metrik, dan 17 negara bergabung dalam kesepakatan itu. Sejak 1893, meter telah didefinisikan sebagai panjang lintasan yang dilalui oleh cahaya dalam ruang hampa selama selang waktu 1/229.792.458 detik (dengan kata lain, kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah 229.792.458 per detik). Karena kecepatan cahaya hampir mustahil berubah dalam waktu dekat, ilmuwan yakin bahwa meter sebagai standar pengukuran akan berumur panjang.
Konstitusi Amerika memberi kekuasaan pada Kongres untuk menyeragamkan satuan-satuan baku berat dan ukuran-ukuran lain. Dahulu, hampir tidak ada keseragaman di antara koloni-koloni Inggris yang berbeda di Amerika atau bahkan di negara-negara berbeda di Eropa dan Asia. Contohnya, Raja Henry I secara pribadi menggunakan hidung dan jempolnya untuk menetapkan standar satuan panjang yang disebut 1 yard, namun negara lain tidak menggunakannya. Bangsa-bangsa Asia pasti penasaran, apakah ukuran 1 kaki memang benar-benar sama dengan panjang kaki manusia.
Kebanyakan keributan dalam penyeragaman sistem pengukuran berawal di Perancis. Pada 1790, selama Revolusi Perancis, badan legislatif Perancis meminta lembaga ilmu pengetahuan Perancis menyediakan standar yang sama untuk berat dan ukuran-ukuran lain. Sebuah panitia khusus dengan cepat menanggapi, mendesak agar lembaga tersebut menerima sistem desimal sebagai solusi yang paling sederhana sekaligus paling enak diterapkan. Sebuah panitia khusus berikutnya mengusulkan agar ukuran dasar untuk panjang dalam sistem tersebut harus merupakan bagian dari keliling Bumi: satuan yang setara dengan 1/10juta panjang sebuah kuadran meridian Bumi (atau dengan kata lain, 1/10juta sebuah busur yang membentang antara khatulistiwa dan kutub utara).
Satuan ini belakangan diberi nama mètre, dari kata Yunani metron yang berarti “ukuran”. Meter menjadi landasan untuk ukuran-ukuran lain.
Satuan massa dahulu diturunkand dari kubus yang dibuat menggunakan bagian dari satuan panjang ini kemudian diisi dengan air (dengan demikian gram menjadi massa 1 cm kubik air pada temperatur ketika kecepatannya maksimum). Teknik yang sama juga digunakan untuk membakukan ukuran kapasitas. Dengan cara ini, standar panjang, massa, dan kapasitas, semuanya diturunkan dari ukuran tunggal, yang sampai kapanpun dapat dibuat kembali karena sifatnya yang alami, saling berhubungan dengan tepat, dan menggunakan sistem desimal agar nyaman digunakan.
Sistem metrik pada awalnya tidak sampai keluar dari Perancis, namun karena kekakuannya dan kebakuannya, sistem ini diminati oleh kalangan ilmuwan dan insinyur di seluruh dunia. Kemajuan dalam bidang alat ukur yang presisi membuat definisi awal untuk meter terlalu merepotkan. “Treaty of the Meter”, kesepakatan pada 1875, menetapkan mekanisme untuk memperbaiki dan menyempurnakan sistem metrik, dan 17 negara bergabung dalam kesepakatan itu. Sejak 1893, meter telah didefinisikan sebagai panjang lintasan yang dilalui oleh cahaya dalam ruang hampa selama selang waktu 1/229.792.458 detik (dengan kata lain, kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah 229.792.458 per detik). Karena kecepatan cahaya hampir mustahil berubah dalam waktu dekat, ilmuwan yakin bahwa meter sebagai standar pengukuran akan berumur panjang.
Mengapa gelembung sabun berbentuk bulat?
Coba kita pikir begini, Tidak akan terkejutkah Anda bila bentuk gelembung itu persegi? Itu karena semua pengalaman kita sejak bayi mengatakan bahwa hukum alam lebih menyukai bentuk-bentuk yang mulus. Memang tidak banyak benda alami yang memiliki ujung tajam atau membentuk sudut ganjil. Pengecualian yang penting dalam hal ini adalah kristal-kristal mineral tertentu, yang cantik justru karena memiliki bentuk-bentuk geometris serba tajam. Itu mungkin sebabnya mengapa sebagian orang percaya bahwa kristal-kristal dan piramida memiliki supranatural.
Akan tetapi itu metafisika, bukan sains. Gelembung-gelembung bundar–berbentuk bola–karena ada suatu gaya tarik menarik yang disebut tegangan permukaan yang menarik molekul-molekul air sekuat mungkin antara sejumlah partikel adalah ketika mereka membentuk sebuah bola. Di antara semua bentuk yang mungkin, kubus, piramida, bongkahan tak beraturan–bola memiliki luas sebelah luar paling kecil.
Segera setelah Anda melepaskan sebuah gelembung dari pipa tiup atau dari salah satu peralatan lebih modern, tegangan permukaan membuat lapisan tipis air sabun mencari luas permukaan yang sekecil mungkin. Maka terjadilah sebuah bola. Andaikata Anda tidak dengan sengaja memerangkapkan udara didalamnya, air sabun akan terus menyusut membentuk sebuah titik bola padat, seperti yang terjadi pada air hujan.
Akan tetapi udara di dalam mendorong ke arah luar, menahan selaput air. Semua gas memberikan tekanan pada wadah penyimpanan mereka karena mereka terdiri atas molekul-molekul terbang bebas yang terus membentur apa pun yang menghalangi. Dalam sebuah gelembung, gaya-gaya tegangan permukaan ke arah dalam pada selaput air diseimbangkan dengan tepat oleh gaya mendorong keluar oleh udara dari dalam. Jika ada perbedaan sedikit saja, gelembung entah akan mengeceil atau mengembang sampai keduanya sama besar.
Cobalah meniupkan udara lebih banyak untuk membuat gelembung lebih besar. Itu sama dengan menambahkan tekanan udara di sebelah dalam. Yang dapat diperbuat oleh selaput air untuk mengimbangi kenaikan tekanan ke luar adalah memperluas permukaannya. Ini dapat menyebabkan bertambah besarnya gaya-gaya tegangan permukaan ke arah dalam. Maka gelembung itu secara serentak memperbesar ukurannya. Namun dalam proses tersebut selaput air semakin tipis, pasalnya persediaan air memang terbatas. Apabila Anda terus menambahkan udara ke dalamnya, akhirnya selaput tadi tidak memiliki cadangan air lagi untuk memperluas permukaan. Akibat buruknya mulai ditebak. Gelembung-pun meletus.
Hal yang tepat sama juga terjadi pada permen karet, kecuali bahwa ahli-ahli tegangan permukaan ke arah dalam, gaya yang cenderung memperkecil gelembung atau balon berasal dari elastisitas karet dalam permen Anda. Elastisitas, seperti tegangan permukaan, seolah-olah berkata: “Kalau boleh, aku ingin menjadi bola yang sekecil mungkin”.
- Penguraian Air Menggunakan Gelombang Radio
- Pengembangan Teknologi Nuklir
- Mengubah Urin Jadi Bahan Bakar Hidrogen
- Misteri Hilangnya Gas Mulia Xenon
- Rahasia di balik kemahiran tokek merayap
- Macam dan Jenis Garam Mineral yang Dibutuhkan Oleh Tubuh
- Definisi dan Fungsi Vitamin
- Tehnik dan Teknologi Pengawetan Makanan
- Seorang Ilmuwan yang Dihantui Hasil Temuannya
- Ditemukan Ramuan Pembuat Emas
- Alasan Tidak Boleh Minum Obat dengan Susu
- Alat Sederhana Merubah Sampah Plastik Menjadi Minyak Mentah
- CO & CO2
Pengembangan Teknologi Nuklir
Jika kita mengucapkan kata "Nuklir" pada orang awam, mungkin dibenaknya kita sedang membicarakan kata yang sepada maknanya yaitu “Kematian”. Tragedi Hiroshima dan Nagasaki 60 tahun silam telah cukup meninggalkan “cacat bawaan” terhadap nuklir sebagai teknologi yang harus ditolak dan menutup mata bahwa sekarang ini, teknologi nuklir telah banyak didayagunakan untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat.
Indonesia sendiri telah lama mengembangkan teknologi nuklir dan memiliki tiga reaktor nuklir yaitu Reaktor G. A Siwabessy di Serpong, Reaktor Triga 2000 di Bandung dan Reaktor Kartini di Yogyakarta. Ketiga reaktor ini termasuk dalam jenis reaktor riset yang tujuannya pun untuk berbagai penelitian dibidang nuklir dan menghasilkan berbagai macam teknologi yang penggunaanya non energi, misalnya untuk bidang pertanian, biologi, peternakan, industri, kedokteran, dan bidang-bidang non energi lainnya.
Nuklir, Inti Atom Tanpa Kulit
Untuk mengenal lebih jauh tentang nuklir, kita harus mengetahui lebih dahulu apa itu atom. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu molekul, sedangkan molekul adalah bagian terkecil dari benda yang masih memiliki sifat-sifat fisik dan kimia. Atom dan molekul sendiri memiliki sifat yang berbeda. Dalam modelnya, atom digambarkan sebagai sebuah bola kecil yang terdiri dari inti atom bermuatan positif dan kulit atom bermuatan negatif. Elektron dikulit terluar atom tidak memiliki massa (massa=0) sedangkan proton dan neutron masing-masing memiliki massa 1 sma (1,7x 10-27 Kg). Sehingga dapat dikatakan bahwa massa atom terpusat didalam inti yang meliputi 99,975% total massa atom.
Didalam ilmu fisika, inti inilah yang disebut nuklir. Jadi nuklir merupakan bagian terkecil dari atom dimana massa atom terkumpul. Nuklir tidak mempunyai struktur yang khas dan hanya merupakan inti yang terkandung dalam atom sebagaimana nukleus yang terdapat dalam inti sel dalam ilmu biologi. Sehingga bila berbicara tentang nuklir, sebenarnya kita sedang berbicara tentang inti atom yang “telanjang” tanpa kulit yang mengelilinginya.
Reaksi Nuklir
Bahan bakar yang digunakan untuk melakukan reaksi nuklir adalah Uranium dan tidak dapat menggunakan sembarang unsur. Umumnya Uranium yang digunakan adalah Uranium-235 (92U235) yang merupakan isotop dari Uranium-238 (92U238). Ada dua macam reaksi pada nuklir yaitu reaksi fisi (pembelahan inti) dan reaksi fusi (penggabungan inti). Pada reaksi fisi, inti atom akan pecah menjadi inti-inti yang lebih kecil. Secara eksperimen hal ini dapat dijelaskan melalui penembakan unsur U235 dengan partikel neutron termik (partikel neutron yang bergerak sangat lambat). Saat partikel neutron ini menembus inti Uranium maka inti tersebut akan tereksistasi dan menjadi tidak stabil dan akan kehilangan bentuk asalnya. Inti akan membelah menjadi unsur-unsur yang lebih kecil dengan melepaskan energi dalam bentuk panas, sekaligus melepas 2-3 neutron. Saat inti mengalami perubahan bentuk, inti memancarkan radiasi-radiasi alfa, beta, dan gamma.
Reaksi lain yang terjadi pada nuklir adalah reaksi fusi. Pada reaksi jenis ini inti-inti atom bergabung membentuk inti atom yang lebih besar. Reaksi ini biasanya terjadi pada matahari atau bintang-bintang dan ledakan bom hidrogen. Reaksi fusi ini digolongkan dalam reaksi endotermik (bereaksi dengan memerlukan energi), sedangkan reaksi fisi termasuk reaksi eksotermik yaitu bereaksi dengan melepas energi. Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi sangatlah luar biasa besar. Sebagai ilustrasi: dalam 1 gram U235 terdapat 25,6×1020 atom U235. Atom ini bereaksi dengan melepaskan energi sebesar 200 MeV, sehingga 1 gram U235 dapat melepas energi sebesar 51,2x 1022 MeV atau sebesar 81,92×109 Jolue. Energi ini biasanya dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik (PLTN), pengerak kapal selam atau kapal induk sehingga bisa bertahan di lautan bertahun-tahun tanpa perlu suplai energi dari luar.
Proteksi Radiasi Nuklir
Karena reaksi nuklir merupakan reaksi yang sangat berbahaya, maka reaksi nuklir harus dilakukan didalam suatu reaktor nuklir. Hal ini dilakukan untuk memproteksi masyarakat, peneliti nuklir, dan lingkungan dari radiasi nuklir yang berbahaya. Untuk itu, reaktor nuklir dilengkapi dengan sistem keselamatan terpasang dan ditambah dengan lapisan-lapisan pelindung/proteksi lainnya.
Sistem keselamatan terpasang berupa air pendingin yang bekerja untuk mendinginkan reaktor. Bila suhu dalam teras reaktor naik melebihi suhu operasi normal, maka suhu air akan naik pula dan air akan menjadi uap sehingga air tersebut tidak dapat lagi memperlambat gerakan neutron cepat hasil fisi. Karena neutron dalam keadaan cepat maka neutron ini tidak dapat lagi digunakan untuk reaksi nuklir selanjutnya. Selain itu, reaktor juga dilengkapi dengan tujuh lapisan pengaman yaitu penghalang pertama adalah matrik bahan bakar yang berbentuk padat. Ini dimaksudkan agar semua limbah radioaktif tetap terikat pada bahan bakar. Penghalang kedua adalah kelongsong bahan bakar yang dirancang tahan terhadap korosi pada temperatur tinggi dan dibuat dari campuran khusus (zircaloy).
Penghalang ketiga adalah sistem pendingin yang akan melarutkan bahan radioaktif apabila terlepas dari kelongsong. Penghalang keempat adalah perisai beton yang berbentuk kolam sebagai wadah atau penampung air. Penghalang kelima dan keenam adalah sistem pengukung reaktor secara keseluruhan yang terbuat dari pelat baja dan beton setebal dua meter dan kedap udara dan penghalang terakhir adalah jarak, karena umumnya reaktor nuklir dibangun didaerah yang cukup jauh dari pemukiman penduduk.
Pengolahan Limbah Radioaktif
Sebagaimana proses industri, pengolahan nuklir untuk tujuan penelitian juga menghasilkan limbah yang dinamakan limbah radioaktif. Limbah ini hampir 99% berasal dari bahan bakar bekas yang radioaktifitasnya masih tinggi, sedangkan 1% berasal dari baju pelindung, kain pembersih, peralatan laboratorium, dan sarung tangan yang digunakan oleh para pekerja reaktor. Untuk proses pengolahan limbah nuklir di Indonesia, dilakukan di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR) di PPTN Serpong.
Tahapan pengolahan limbah radioaktif ini dimulai dari pengangkutan limbah dari instalasi penimbun limbah ke IPLR dengan mobil pengangkut khusus. Untuk limbah padat dimasukkan kedalam drum yang dilengkapi dengan label informasi limbah, sedangkan limbah cair dimasukkan dalam tangki penampung. Pengolahan limbah cair dilakukan dengan cara evaporasi untuk mereduksi volume limbah. Konsentrat hasil evaporasi selanjutnya dikungkung dalam shell beton 950 dengan campuran semen. Sedangkan untuk limbah radioaktif cair korosif yang mengandung flour, dilakukan secara kimia pada fasilitas chemical treatmen.
Untuk limbah cair organik dan limbah padat terbakar, direduksi volumenya dengan cara insenerasi dengan kapasitas pembakaran 50 kg/jam beserta peralatan sementasi abu dalam drum 100L. Untuk limbah padat termampatkan proses reduksi volume dilakukan dengan cara kompaksi dengan kekuatan 600 kN. Sedangkan untuk limbah padat tak terbakar dan tak termampatkan, pengolahannya dilakukan secara langsung dengan cara sementasi dalam shell beton 350L/200L. Selanjutnya limbah dengan berbagai aktivitas (aktivitas tinggi, menengah, dan rendah) disimpan di fasilitas penyimpanan limbah sementara, yang kedap air berdasarkan kelompok aktivitasnya masing-masing. Waktu penyimpanan sementara berkisar antara 10-50 tahun dan selama itu, aktivitas zat radioaktif selalu dipantau, hingga waktu paruhnya benar-benar telah habis dan aman bagi lingkungan.
Pemanfaatan Nuklir
Seperti telah disinggung di awal, bahwa teknologi nuklir dewasa ini telah didayagunakan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Terlepas dari pemanfaatannya sebagai senjata perang, tenaga nuklir khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalam berbagai bidang. Bidang-bidang itu antara lain bidang energi, kedokteran, pertanian, industri, peternakan, dan lain sebagainya.
Dibidang energi, tenaga nuklir telah dimanfaatkan secara besar-besaran untuk Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Bidang kedokteran telah mengambil manfaat dari tehnik nuklir seperti pemeriksaan medik dengan menggunakan pesawat gamma kamera, renograf-prototipe yang berguna untuk diagnosis fungsi ginjal, pesawat sinar X-prototipe yang berguna sebagai diagnosis anatomi organ tubuh, Thyroid uptake-prototipe untuk uji tangkap gondok, dan brachterapi yang digunakan sebagai terapi kanker rahim, pemeriksaan jantung koroner, dan mendeteksi pendarahan pada saluran pencernaan. Dibidang pertanian, tehnik nuklir dimanfaatkan untuk mendapatkan varitas tanaman yang unggul seperti varitas padi dan kedelai melalui tehnik irradiasi.
Dibidang industri, Distributed Control System (DCS) dan Nucleonic Control System (NCS) telah dipergunakan untuk mendeteksi berbagai kesalahan atau kelainan pada sistem kerja alat industri. DSC dan NSC akan secara otomatis melakukan pengendalian jika terdapat ada kelainan dalam operasi terutama dalam sistem produksi. Dibidang peternakan, tehnik nuklir telah dimanfaatkan untuk memproduksi vaksin untuk anak ayam, penggemukan hewan ternak, peningkatan daya tahan ternak terhadap penyakit, dan lain sebagainya.
Penutup
Merujuk pada kenyataan bahwa nuklir telah memberikan manfaat yang sangat besar bagi masyarakat sebagaimana telah dijelaskan diatas, maka sudah saatnya phobia akan tragedi Hiroshima dan Nagasaki 60 tahun silam menjadi berkurang atau bahkan hilang sama sekali. Tidaklah bijak jika masyarakat kita mengadili (menilai buruk) sesuatu, sementara dia sendiri tidak mengerti tentang substansi apa yang disalahkan. Untuk itu sudah saatnya masyarakat kita, mesti berpikir positif akan setiap perkembangan teknologi nuklir. Demikian juga dengan peneliti dan ahli nuklir, dengan adanya kepercayaan dari masyarakat, diharapkan mereka dapat profesional melakukan kerjanya berdasarkan kaidah-kaidah ilmiah yang telah ada dan meminimalisasi kegagalan yang mungkin terjadi. Tentunya masyarakat kita tidak ingin Tragedi Chernobyl di Ukrania akan terulang dan bahkan terjadi di Indonesia.
Artikel lain yang mungkin Anda sukai :
Indonesia sendiri telah lama mengembangkan teknologi nuklir dan memiliki tiga reaktor nuklir yaitu Reaktor G. A Siwabessy di Serpong, Reaktor Triga 2000 di Bandung dan Reaktor Kartini di Yogyakarta. Ketiga reaktor ini termasuk dalam jenis reaktor riset yang tujuannya pun untuk berbagai penelitian dibidang nuklir dan menghasilkan berbagai macam teknologi yang penggunaanya non energi, misalnya untuk bidang pertanian, biologi, peternakan, industri, kedokteran, dan bidang-bidang non energi lainnya.
Nuklir, Inti Atom Tanpa Kulit
Untuk mengenal lebih jauh tentang nuklir, kita harus mengetahui lebih dahulu apa itu atom. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu molekul, sedangkan molekul adalah bagian terkecil dari benda yang masih memiliki sifat-sifat fisik dan kimia. Atom dan molekul sendiri memiliki sifat yang berbeda. Dalam modelnya, atom digambarkan sebagai sebuah bola kecil yang terdiri dari inti atom bermuatan positif dan kulit atom bermuatan negatif. Elektron dikulit terluar atom tidak memiliki massa (massa=0) sedangkan proton dan neutron masing-masing memiliki massa 1 sma (1,7x 10-27 Kg). Sehingga dapat dikatakan bahwa massa atom terpusat didalam inti yang meliputi 99,975% total massa atom.
Didalam ilmu fisika, inti inilah yang disebut nuklir. Jadi nuklir merupakan bagian terkecil dari atom dimana massa atom terkumpul. Nuklir tidak mempunyai struktur yang khas dan hanya merupakan inti yang terkandung dalam atom sebagaimana nukleus yang terdapat dalam inti sel dalam ilmu biologi. Sehingga bila berbicara tentang nuklir, sebenarnya kita sedang berbicara tentang inti atom yang “telanjang” tanpa kulit yang mengelilinginya.
Reaksi Nuklir
Bahan bakar yang digunakan untuk melakukan reaksi nuklir adalah Uranium dan tidak dapat menggunakan sembarang unsur. Umumnya Uranium yang digunakan adalah Uranium-235 (92U235) yang merupakan isotop dari Uranium-238 (92U238). Ada dua macam reaksi pada nuklir yaitu reaksi fisi (pembelahan inti) dan reaksi fusi (penggabungan inti). Pada reaksi fisi, inti atom akan pecah menjadi inti-inti yang lebih kecil. Secara eksperimen hal ini dapat dijelaskan melalui penembakan unsur U235 dengan partikel neutron termik (partikel neutron yang bergerak sangat lambat). Saat partikel neutron ini menembus inti Uranium maka inti tersebut akan tereksistasi dan menjadi tidak stabil dan akan kehilangan bentuk asalnya. Inti akan membelah menjadi unsur-unsur yang lebih kecil dengan melepaskan energi dalam bentuk panas, sekaligus melepas 2-3 neutron. Saat inti mengalami perubahan bentuk, inti memancarkan radiasi-radiasi alfa, beta, dan gamma.
Reaksi lain yang terjadi pada nuklir adalah reaksi fusi. Pada reaksi jenis ini inti-inti atom bergabung membentuk inti atom yang lebih besar. Reaksi ini biasanya terjadi pada matahari atau bintang-bintang dan ledakan bom hidrogen. Reaksi fusi ini digolongkan dalam reaksi endotermik (bereaksi dengan memerlukan energi), sedangkan reaksi fisi termasuk reaksi eksotermik yaitu bereaksi dengan melepas energi. Energi yang dihasilkan dari reaksi fisi sangatlah luar biasa besar. Sebagai ilustrasi: dalam 1 gram U235 terdapat 25,6×1020 atom U235. Atom ini bereaksi dengan melepaskan energi sebesar 200 MeV, sehingga 1 gram U235 dapat melepas energi sebesar 51,2x 1022 MeV atau sebesar 81,92×109 Jolue. Energi ini biasanya dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik (PLTN), pengerak kapal selam atau kapal induk sehingga bisa bertahan di lautan bertahun-tahun tanpa perlu suplai energi dari luar.
Proteksi Radiasi Nuklir
Karena reaksi nuklir merupakan reaksi yang sangat berbahaya, maka reaksi nuklir harus dilakukan didalam suatu reaktor nuklir. Hal ini dilakukan untuk memproteksi masyarakat, peneliti nuklir, dan lingkungan dari radiasi nuklir yang berbahaya. Untuk itu, reaktor nuklir dilengkapi dengan sistem keselamatan terpasang dan ditambah dengan lapisan-lapisan pelindung/proteksi lainnya.
Sistem keselamatan terpasang berupa air pendingin yang bekerja untuk mendinginkan reaktor. Bila suhu dalam teras reaktor naik melebihi suhu operasi normal, maka suhu air akan naik pula dan air akan menjadi uap sehingga air tersebut tidak dapat lagi memperlambat gerakan neutron cepat hasil fisi. Karena neutron dalam keadaan cepat maka neutron ini tidak dapat lagi digunakan untuk reaksi nuklir selanjutnya. Selain itu, reaktor juga dilengkapi dengan tujuh lapisan pengaman yaitu penghalang pertama adalah matrik bahan bakar yang berbentuk padat. Ini dimaksudkan agar semua limbah radioaktif tetap terikat pada bahan bakar. Penghalang kedua adalah kelongsong bahan bakar yang dirancang tahan terhadap korosi pada temperatur tinggi dan dibuat dari campuran khusus (zircaloy).
Penghalang ketiga adalah sistem pendingin yang akan melarutkan bahan radioaktif apabila terlepas dari kelongsong. Penghalang keempat adalah perisai beton yang berbentuk kolam sebagai wadah atau penampung air. Penghalang kelima dan keenam adalah sistem pengukung reaktor secara keseluruhan yang terbuat dari pelat baja dan beton setebal dua meter dan kedap udara dan penghalang terakhir adalah jarak, karena umumnya reaktor nuklir dibangun didaerah yang cukup jauh dari pemukiman penduduk.
Pengolahan Limbah Radioaktif
Sebagaimana proses industri, pengolahan nuklir untuk tujuan penelitian juga menghasilkan limbah yang dinamakan limbah radioaktif. Limbah ini hampir 99% berasal dari bahan bakar bekas yang radioaktifitasnya masih tinggi, sedangkan 1% berasal dari baju pelindung, kain pembersih, peralatan laboratorium, dan sarung tangan yang digunakan oleh para pekerja reaktor. Untuk proses pengolahan limbah nuklir di Indonesia, dilakukan di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR) di PPTN Serpong.
Tahapan pengolahan limbah radioaktif ini dimulai dari pengangkutan limbah dari instalasi penimbun limbah ke IPLR dengan mobil pengangkut khusus. Untuk limbah padat dimasukkan kedalam drum yang dilengkapi dengan label informasi limbah, sedangkan limbah cair dimasukkan dalam tangki penampung. Pengolahan limbah cair dilakukan dengan cara evaporasi untuk mereduksi volume limbah. Konsentrat hasil evaporasi selanjutnya dikungkung dalam shell beton 950 dengan campuran semen. Sedangkan untuk limbah radioaktif cair korosif yang mengandung flour, dilakukan secara kimia pada fasilitas chemical treatmen.
Untuk limbah cair organik dan limbah padat terbakar, direduksi volumenya dengan cara insenerasi dengan kapasitas pembakaran 50 kg/jam beserta peralatan sementasi abu dalam drum 100L. Untuk limbah padat termampatkan proses reduksi volume dilakukan dengan cara kompaksi dengan kekuatan 600 kN. Sedangkan untuk limbah padat tak terbakar dan tak termampatkan, pengolahannya dilakukan secara langsung dengan cara sementasi dalam shell beton 350L/200L. Selanjutnya limbah dengan berbagai aktivitas (aktivitas tinggi, menengah, dan rendah) disimpan di fasilitas penyimpanan limbah sementara, yang kedap air berdasarkan kelompok aktivitasnya masing-masing. Waktu penyimpanan sementara berkisar antara 10-50 tahun dan selama itu, aktivitas zat radioaktif selalu dipantau, hingga waktu paruhnya benar-benar telah habis dan aman bagi lingkungan.
Pemanfaatan Nuklir
Seperti telah disinggung di awal, bahwa teknologi nuklir dewasa ini telah didayagunakan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Terlepas dari pemanfaatannya sebagai senjata perang, tenaga nuklir khususnya zat radioaktif telah dipergunakan secara luas dalam berbagai bidang. Bidang-bidang itu antara lain bidang energi, kedokteran, pertanian, industri, peternakan, dan lain sebagainya.
Dibidang energi, tenaga nuklir telah dimanfaatkan secara besar-besaran untuk Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Bidang kedokteran telah mengambil manfaat dari tehnik nuklir seperti pemeriksaan medik dengan menggunakan pesawat gamma kamera, renograf-prototipe yang berguna untuk diagnosis fungsi ginjal, pesawat sinar X-prototipe yang berguna sebagai diagnosis anatomi organ tubuh, Thyroid uptake-prototipe untuk uji tangkap gondok, dan brachterapi yang digunakan sebagai terapi kanker rahim, pemeriksaan jantung koroner, dan mendeteksi pendarahan pada saluran pencernaan. Dibidang pertanian, tehnik nuklir dimanfaatkan untuk mendapatkan varitas tanaman yang unggul seperti varitas padi dan kedelai melalui tehnik irradiasi.
Dibidang industri, Distributed Control System (DCS) dan Nucleonic Control System (NCS) telah dipergunakan untuk mendeteksi berbagai kesalahan atau kelainan pada sistem kerja alat industri. DSC dan NSC akan secara otomatis melakukan pengendalian jika terdapat ada kelainan dalam operasi terutama dalam sistem produksi. Dibidang peternakan, tehnik nuklir telah dimanfaatkan untuk memproduksi vaksin untuk anak ayam, penggemukan hewan ternak, peningkatan daya tahan ternak terhadap penyakit, dan lain sebagainya.
Penutup
Merujuk pada kenyataan bahwa nuklir telah memberikan manfaat yang sangat besar bagi masyarakat sebagaimana telah dijelaskan diatas, maka sudah saatnya phobia akan tragedi Hiroshima dan Nagasaki 60 tahun silam menjadi berkurang atau bahkan hilang sama sekali. Tidaklah bijak jika masyarakat kita mengadili (menilai buruk) sesuatu, sementara dia sendiri tidak mengerti tentang substansi apa yang disalahkan. Untuk itu sudah saatnya masyarakat kita, mesti berpikir positif akan setiap perkembangan teknologi nuklir. Demikian juga dengan peneliti dan ahli nuklir, dengan adanya kepercayaan dari masyarakat, diharapkan mereka dapat profesional melakukan kerjanya berdasarkan kaidah-kaidah ilmiah yang telah ada dan meminimalisasi kegagalan yang mungkin terjadi. Tentunya masyarakat kita tidak ingin Tragedi Chernobyl di Ukrania akan terulang dan bahkan terjadi di Indonesia.
Artikel lain yang mungkin Anda sukai :
- Penguraian Air Menggunakan Gelombang Radio
- Misteri Hilangnya Gas Mulia Xenon
- Mengubah Urin Jadi Bahan Bakar Hidrogen
- Mengapa gelembung sabun berbentuk bulat?
- Rahasia di balik kemahiran tokek merayap
- Macam dan Jenis Garam Mineral yang Dibutuhkan Oleh Tubuh
- Definisi dan Fungsi Vitamin
- Tehnik dan Teknologi Pengawetan Makanan
- Seorang Ilmuwan yang Dihantui Hasil Temuannya
- Ditemukan Ramuan Pembuat Emas
- Alasan Tidak Boleh Minum Obat dengan Susu
- Alat Sederhana Merubah Sampah Plastik Menjadi Minyak Mentah
- CO & CO2
Mengubah Urin Jadi Bahan Bakar Hidrogen
Peneliti dari Amerika telah mengembangkan cara yang efisien untuk memproduksi gas hidrogen dari urin – tentu saja hal ini menjadi salah satu alternative untuk sumber bahan bakar mobil dimasa depan melainkan juga menjadi cara untuk memperdayagunakan limbah yang dihasilkan oleh manusia.
Penggunaan gas hydrogen untuk bahan bakar mobil telah menjadi alternative bahan bakar yang penggunaannya semakin meningkat, hal ini disebabkan dengan mengggunakan gas hydrogen maka gas buang yang dihasilkan tidak mencemari lingkuangan karena yang keluar hanya uap air. Akan tetapi salah satu kendala yang dihadapi adalah kurangnya sumber gas hydrogen yang murah dan mudah diperbaharui.
Gerardine Botte dari Universitas Ohio kemungkinan telah menemukan jawaban atas permasalahan tersebut, dengan menggunakan pendekatan proses elektrolisis dia berhasil menghasilkan gas hydrogen dari urin, salah satu limbah yang sangat berlimpah di bumi dan tentu saja urine ini menjadi sumber gratis sehingga dapat memangkas biaya produksi gas hydrogen.Botte mengatakan bahwa ide ini muncul kepadanya beberapa tahun lalu pada saat dia menghadiri konferensi bahan bakar, saat itu dia mendiskusikan bagaimana cara mengubah sumber daya air menjadi sumber daya energi yang bersih. “Saya berharap kita bisa mengubah air menjadi sumber energi yang ramah lingkungan”, katanya. Dia pun mulai memikirkan dengan mencari sumber limbah yang dapat dijadikan sebagai sumber untuk menghasilkan gas hydrogen.
Kandungan urin terutama adalah urea, dimana urea ini memiliki empat atom hydrogen per molekulnya, ikatan hydrogen dengan ataom N dalam urea lebih lemah dibandingkan ikatan hydrogen dengan atom O dalam air. Botte kemudian memutuskan untuk menggunakan elektrolisis untuk memecah bagian molekul urea ini dengan menggunakan elektroda berbasis nikel yang bersifat selektif dan efisien untuk mengoksidasi urea. Untuk memecah molekul urea ini diperlukan voltase sebesar 0,37 Volt yang mana voltase ini masih lebih rendah jika dibandingkan yang diperlukan untuk mengelektrolisis air yaitu sekitar 1,23 volt.
Selama proses yang terjadi urea teradsorbsi pada elektroda nikel, yang kemudian mengalirkan electron yang kemudian molekul urea terurai. Gas hydrogen murni terbentuk pada katoda, gas nitrogen dan sedikit gas oksigen dan hydrogen terbentuk di anoda. Gas karbondioksida juga dihasilkan pada saat elektrolisis akan tetapi gas ini tidak bercampur dengan gas yang dihasilkan pada anoda dan katoda disebabkan gas ini bereaksi dengan KOH membentuk kalium karbonat. “Perlu waktu bagi kami untuk menggunakan urine manusia sebagai percobaan sehingga kami bisa mempubilkasikan penelitian kami ini”, kata Botte.
Menurut Botte, proses yang ada untuk memisahkan urin dari air saat ini sangat mahal dan tidak efisien. Urin umumnya terhidrolisis menjadi amonik sebelum terlepas keudara sebagai gas ammonia. Terbentuknya gas ini akan membentuk ammonium sulfat dan partikel nitrat di udara, dimana kedua zat ini dapat menyebabkan berbagai macam permasalahan bagi kesehatan manusia seperti asma, bronchitis, dan kematian dini.
Grup peneliti tersebut telah menghabiskan banyak waktu untuk mempelajari sitem elektrolisis yang akan dipakai termasuk mempelajari mekanisme reaksinya secara komputasional. Botte meyakini bahwa teknologi ini akan mampu dibuat dalam skala yang besar untuk menghasilkan gas hydrogen. “salah satu kendala yang menghalangi proses adalah banyaknya garam yang ada dalam sumber urin,” kata Botte.
Bruce Logan, seorang ahli energi dari limbah dan direktur Pennsylvania State University’s H2E Center and Engineering Environmental Institute memberikan applause pada Botte yang telah memberi kontribusi atas alternative produksi hydrogen tanpa memecah molekul air. Bagaimanapun juga dia memberi suatau pernyataan bahwa urea lebih cepat diubah menjadi ammonia dengan menggunakan bakteri, hal ini tentu saja menjadi batasan penelitian yang dilakukan oleh Botte. Tapi Logan merasa bahwa ide Botte sangat bagus dengan memikirkan bagaimana cara untuk mengolah limbah urine kita tidak hanya untuk menghasilkan hydrogen akan tetapi juga untuk menghasilkan sumber lain misalnya fosfor sebagai sumber pupuk menginggat dimasa mendatang seperti halnya minyak bumi fosfor bisa menjadi barang yang langka dan kita harus memikirkan cara untuk mendaur ulang fosfor untuk keperluan di masa datang.
Sumber : http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2009/July/02070902.asp
sumber gambar: http://www.sxc.hu
Kenapa Kucing Bisa Melihat Dalam Gelap?
Siapa Penemu EMOTICON?Apakah Anda Tahu?Mengapa gelembung sabun berbentuk bulat?Mengapa Permukaan Bulan Menggembung
- Penguraian Air Menggunakan Gelombang Radio
- Pengembangan Teknologi Nuklir
- Misteri Hilangnya Gas Mulia Xenon
- Mengapa gelembung sabun berbentuk bulat?
- Rahasia di balik kemahiran tokek merayap
- Macam dan Jenis Garam Mineral yang Dibutuhkan Oleh Tubuh
- Definisi dan Fungsi Vitamin
- Tehnik dan Teknologi Pengawetan Makanan
- Seorang Ilmuwan yang Dihantui Hasil Temuannya
- Ditemukan Ramuan Pembuat Emas
- Alasan Tidak Boleh Minum Obat dengan Susu
- Alat Sederhana Merubah Sampah Plastik Menjadi Minyak Mentah
- CO & CO2
Misteri Hilangnya Gas Mulia Xenon
Para astrokimiawan dan geokimiawan telah lama penasaran dengan fakta bahwa gas mulia xenon itu jauh lebih sedikit ditemukan di atmosfir dan di kulit bumi dibanding di matahari (dilihat dari spektrum sinarnya) dan meteor-meteor.
Satu penjelasan yang disodorkan adalah bahwa unsur ini tersembunyi dalam senyawa kimia yang terbentuk pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi di inti bumi. (Walaupun secara umum gas-gas mulia bersifat inert (tidak/sukar bereaksi dengan zat-zat lain), sebagian dari mereka, terutama argon dan xenon dapat membentuk senyawa kimia).
Jules Verne, seorang novelis fiksi sains bangsa Perancis abad ke-19 pernah menulis buku dengan judul “Journey to the Center of the Earth” pada tahun 1864. Di dalam novel ini dia bercerita tentang seorang ilmuwan yang menemukan jalan menuju ke pusat bumi melalui gunung berapi yang sudah tidak aktif lagi. Ide yang dicetuskan Verne sangat maju untuk waktu itu.
Bahkan sampai sekarang pun, keinginan manusia untuk menjelajahi perut bumi sampai ke dasarnya belum terealisasikan. Banyak para ilmuwan (termasuk kimiawan yang penasaran ingin membuktikan penjelasan tentang xenon di atas) yang ingin dapat ikut serta dalam penjelajahan tersebut kalau sudah ada kendaraan yang diciptakan khusus untuk ekspedisi ini.
Tetapi justru karena belum adanya kendaraan inilah, para geokimiawan di University of California, Berkeley putar otak untuk membuktikan penjelasan tersebut dengan cara lain. Satu tim ilmuwan yang dipimpin oleh Wendel A. Caldwell dan Raymond Jeanloz mencoba membuat senyawa kimia antara unsur besi dan xenon pada suhu 3000 K dan tekanan sampai 70 Gpa di dalam diamond anvil cell yang dipanasi dengan laser.
Mereka memonitor hasilnya memakai teknik difraksi sinar X, yang pada prinsipnya adalah memonitor perubahan jarak antar atom-atom. Walaupun mereka berhasil melihat perubahan fase unsur xenon itu sendiri (yang biasanya memang terbentuk pada kondisi ekstrim yang mereka tiru di lab), tetapi mereka tidak mendeteksi terbentuknya senyawa antara xenon dan besi.
Mereka pun menyelidiki lebih mendalam masalah ini memakai teori-teori kimia yang mereka kuasai. Ternyata setelah menghitung-hitung senyawa hipotesa xenon dan besi, mereka berkesimpulan bahwa ikatan kimia yang terbentuk antara atom-atom Xe-Fe terlalu lemah dan energi yang dihasilkan tidak dapat melepas ikatan Fe-Fe yang lebih kuat.
Kembali ke soal misteri “hilangnya xenon”, para ilmuwan tersebut akhirnya menyatakan bahwa problem ini harus dijelaskan dengan mekanisme yang lain. Mereka berkesimpulan, “pola keberadaaan gas-gas mulia ini sepertinya terbentuk sebelum bumi dan planet-planet lain terbentuk secara sempurna; bukannya berubah setelah itu karena terperangkapnya gas-gas di inti bumi”. (diterjemahkan dan disadur dari artikel “Accouting for Missing Xenon”, G. Marc Loudon, Purdue University)
Artikel lain yang mungkin Anda sukai :
Satu penjelasan yang disodorkan adalah bahwa unsur ini tersembunyi dalam senyawa kimia yang terbentuk pada temperatur dan tekanan yang sangat tinggi di inti bumi. (Walaupun secara umum gas-gas mulia bersifat inert (tidak/sukar bereaksi dengan zat-zat lain), sebagian dari mereka, terutama argon dan xenon dapat membentuk senyawa kimia).
Jules Verne, seorang novelis fiksi sains bangsa Perancis abad ke-19 pernah menulis buku dengan judul “Journey to the Center of the Earth” pada tahun 1864. Di dalam novel ini dia bercerita tentang seorang ilmuwan yang menemukan jalan menuju ke pusat bumi melalui gunung berapi yang sudah tidak aktif lagi. Ide yang dicetuskan Verne sangat maju untuk waktu itu.
Bahkan sampai sekarang pun, keinginan manusia untuk menjelajahi perut bumi sampai ke dasarnya belum terealisasikan. Banyak para ilmuwan (termasuk kimiawan yang penasaran ingin membuktikan penjelasan tentang xenon di atas) yang ingin dapat ikut serta dalam penjelajahan tersebut kalau sudah ada kendaraan yang diciptakan khusus untuk ekspedisi ini.
Tetapi justru karena belum adanya kendaraan inilah, para geokimiawan di University of California, Berkeley putar otak untuk membuktikan penjelasan tersebut dengan cara lain. Satu tim ilmuwan yang dipimpin oleh Wendel A. Caldwell dan Raymond Jeanloz mencoba membuat senyawa kimia antara unsur besi dan xenon pada suhu 3000 K dan tekanan sampai 70 Gpa di dalam diamond anvil cell yang dipanasi dengan laser.
Mereka memonitor hasilnya memakai teknik difraksi sinar X, yang pada prinsipnya adalah memonitor perubahan jarak antar atom-atom. Walaupun mereka berhasil melihat perubahan fase unsur xenon itu sendiri (yang biasanya memang terbentuk pada kondisi ekstrim yang mereka tiru di lab), tetapi mereka tidak mendeteksi terbentuknya senyawa antara xenon dan besi.
Mereka pun menyelidiki lebih mendalam masalah ini memakai teori-teori kimia yang mereka kuasai. Ternyata setelah menghitung-hitung senyawa hipotesa xenon dan besi, mereka berkesimpulan bahwa ikatan kimia yang terbentuk antara atom-atom Xe-Fe terlalu lemah dan energi yang dihasilkan tidak dapat melepas ikatan Fe-Fe yang lebih kuat.
Kembali ke soal misteri “hilangnya xenon”, para ilmuwan tersebut akhirnya menyatakan bahwa problem ini harus dijelaskan dengan mekanisme yang lain. Mereka berkesimpulan, “pola keberadaaan gas-gas mulia ini sepertinya terbentuk sebelum bumi dan planet-planet lain terbentuk secara sempurna; bukannya berubah setelah itu karena terperangkapnya gas-gas di inti bumi”. (diterjemahkan dan disadur dari artikel “Accouting for Missing Xenon”, G. Marc Loudon, Purdue University)
Artikel lain yang mungkin Anda sukai :
- Penguraian Air Menggunakan Gelombang Radio
- Pengembangan Teknologi Nuklir
- Mengubah Urin Jadi Bahan Bakar Hidrogen
- Mengapa gelembung sabun berbentuk bulat?
- Rahasia di balik kemahiran tokek merayap
- Macam dan Jenis Garam Mineral yang Dibutuhkan Oleh Tubuh
- Definisi dan Fungsi Vitamin
- Tehnik dan Teknologi Pengawetan Makanan
- Seorang Ilmuwan yang Dihantui Hasil Temuannya
- Ditemukan Ramuan Pembuat Emas
- Alasan Tidak Boleh Minum Obat dengan Susu
- Alat Sederhana Merubah Sampah Plastik Menjadi Minyak Mentah
- CO & CO2
Subscribe to:
Posts (Atom)