SEJARAH PERKEMBANGAN ATOM DAN ENERGI NUKLIR

Latar Belakang

Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atomserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Sekumpulan atom demikian pula dapat berikatan satu sama lainnya, dan membentuk sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagaiion.

Energi potensial nuklir adalah energi potensial yang terdapat pada partikel di dalam nukleus atom.

Partikel nuklir seperti proton dan neutron tidak terpecah di dalam proses reaksi fisi dan fusi, tetapi kumpulan dari mereka memiliki massa lebih rendah daripada jika mereka berada dalam posisi terpisah/ sendiri-sendiri. Adanya perbedaan massa ini dibebaskan dalam bentuk panas dan radiasi di reaksi nuklir (panas dan radiasinya mempunyai massa yang hilang, tetapi terkadang terlepas ke sistem, di mana tidak terukur). Energi matahari adalah salah satu contoh konversi energi ini. Di matahari, proses fusi hidrogen mengubah 4 miliar ton materi surya per detik menjadi energi elektromagnetik, yang kemudian diradiasikan ke angkasa luar.

Rumusan Masalah

1. Bagaimana perkembangan teori atom?

2. Siapa saja Ilmuwan yang mengemukakan tentang teori atom?

3. Bagaimana perkembangan energy nuklir?

Tujuan

Untuk menjelaskan kepada kita semua bahwa suatu materi tersusun dari partikel partikel yang sudah tidak dapat dibagi lagi yang bernama atom. Dijelaskan juga dalam makalah ini tentang  perkembangan struktur dan teori atom dari masa kemasa dan dipelopori oleh ilmuwan ilmuwan dari seluruh belahan dunia.

Pembahasan Sejarah dan Teori Atom

Sejarah penemuan atom bermula sejak zaman dahulu kala. Pada tahun 400 SM seorang filsuf Yunani bernama Democritus, mengemukakan bahwa materi tersusun atas partikel - partikel kecil yang tidak dapat dibelah kembali. Beliau memberi istilah "ATOMOS"

Ilmu kimia semakin pesat, pemahaman atom pun meningkat. Pada tahun 1661, Robert Boyle mempublikasikan bukunya "The Sceptical Chymist"yang berargumen bahwa materi-materi di dunia ini terdiri dari berbagai kombinasi"corpuscules", yaitu atom-atom yang berbeda. Berseberangan dengan berbagai pendapat klasik bahwa materi terdiri dari unsur - unsur tanah,api,air, dan udara. ( kayak avatar wkwkwk )

John Dalton (1766-1844) ialah seorang guru SMU di Manchester, Inggris. Ia terkenal karena teorinya yang membangkitkan kembali istilah “atom”. Dalam buku karangannya yang berjudul New System of Chemical Philosophy ia berhasil merumuskan hal tentang atom sekitar tahun 1803.
Ia menyatakan bahwa materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi. Tiap-tiap unsur terdiri atas atom-atom dengan sifat dan massa identik, dan senyawa terbentuk jika atom dari berbagai unsur bergabung dalam komposisi yang tetap.

Model Atom Dalto

Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa "Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi". Sedangkan Prouts menyatakan bahwa "Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap". Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:

1. Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi
2. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
3. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
4. Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan

Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:

Model Atom Dalton seperti bola pejal

Percobaan Lavosier

Mula-mula tinggi cairan merkuri dalam wadah yang berisi udara adalah A, tetapi setelah beberapa hari merkuri naik ke B dan ketinggian ini tetap. Beda tinggi A dan B menyatakan volume udara yang digunakan oleh merkuri dalam pembentukan bubuk merah (merkuri oksida). Untuk menguji fakta ini, Lavoisier mengumpulkan merkuri oksida, kemudian dipanaskan lagi. Bubuk merah ini akan terurai menjadi cairan merkuri dan sejumlah volume gas (oksigen) yang jumlahnya sama dengan udara yang dibutuhkan dalam percobaan pertama.

Percobaan Joseph Pruost

Pada tahun 1799 Proust menemukan bahwa senyawa tembaga karbonat baik yang dihasilkan
melalui sintesis di laboratorium maupun yang diperoleh di alam memiliki susunan yang tetap.

Percobaan ke-	Sebelum pemanasan (g Mg)	Setelah pemanasan (g MgO)	Perbandingan Mg/MgO
1	0,62	1,02	0,62/1,02 = 0,61
2	0,48	0,79	0,48/0,79 = 0,60
3	0,36	0,60	0,36/0,60 = 0,60

Model Atom Rutherford

Teori Atom Rutherford

Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas.
Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan. Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.
Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut :

1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
3. Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model atom yang dikenal dengan model atom rutherford yang menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.

Gambar Atom Rhuterford

Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai beriukut:

Hasil percobaan Rutherford

Teori Atom J. J. Thomson

Fisikawan Joseph John Thomson (1856-1940) adalah seorang ilmuwan yang lahir di Cheetham Hill, di mana di tempat itu pula Thomson dinobatkan sebagai profesor fisika eksperimental sejak  tahun 1884. Penelitian yang Thomson lakukan menghasilkan penemuan elektron. Ia mengetahui bahwa gas  adalah zat yang mampu menghantar listrik. Thomson juga menjadi salah satu perintis ilmu fisika nuklir. Thomson berhasil meraih hadiah nobel fisika pada tahun 1906.

Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J. Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron.

Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus ada partikel lain yang bermuatan positifuntuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut. Dari penemuannya tersebut,Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson yang menyatakan bahwa:
“Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektron”
Model atomini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah dikelupas kulitnya. biji jambu menggambarkan elektron yang tersebar merata dalam bola daging jambu yang pejal, yang pada model atom Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal.

 Atom Thomson

Model atom J.J. Thomson 

Teori atom Dalton cukup lama dianut oleh para ahli saat itu hingga ditemukannya elektron yang bermuatan negatif oleh J.J. Thomson pada tahun 1897  . Penemuan elektron ini akhirnya mematahkan teori Dalton bahwa atom merupakan materi terkecil. Oleh karena elektron bermuatan negatif maka Thomson berpikir bahwa ada muatan positif sebagai penyeimbang. Dengan demikian atom bersifat netral.
Model atom Thomson menggambarkan bahwa atom merupakan suatu bola yang bermuatan positif. Sementara itu elektron (bagian atom yang bermuatan negatif) tersebar merata di permukaan bola tersebut. Muatan-muatan negatif tersebut tersebar seperti kismis pada roti kismis. Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif sehingga atom bersifat netral.

Jumlah muatan positif = Jumlah muatan negatif

Model atom Bohr

Teori AtomBohr                                                              

Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:

1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, E2 – E1 = hf
4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2p atau nh/2p, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.

Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

Gambar Model Atom Bohr

  

Pembahasan Sejarah Energi Nuklir

Pada tahun 1934 ahli fisika Enrico Fermi melakukan eksperimen di Roma yang membuktikan bahwa neutron bisa memecah beberapa jenis atom. Hasil yang mengejutkan ketika ia membombardir uranium dengan neutron ia tidak menemukan unsur yang ia harapkan. Unsur yang ditemukan lebih ringan daripada uranium.

Pada tahun 1938 Ilmuan Jerman Otto Hahn dan Fritz Strassman menembakan neutron dari unsur radium dan beryllium pada uranium ia terkejut ketika menemukan unsur yang lebih ringan seperti barium pada bahan yang tersisa.

Sebelum mempublikasikan penemuannya mereka menghubungi Lise Meitner di Copenhagen yang juga bekerja pada Neil Bohr dan Otto R. Frisch. Ketika Meitner melakukan percobaan ia menemukan bahwa hasil dari reaksi tersebut massa dari hasil reaksi tersebut lebih sedikit dari massa uranium yang digunakan. Meitner kemudian menggunakan teori Einstein yang menyebutan massa berubah menjadi energi.

Awal tahun 1942 grup ilmuwan yang dipimpin oleh Fermi bertemu di Chicago untuk mengembangkan  teori mereka. Kemudian pada November 1942 kontruksi mereka sudah siap untuk memulai reaktor nuklir pertama di dunia yang kemudian diberi nama Chicago Pile-1. Pada reaktor mereka menggunakan Cadmium untuk mengontrol reaksi berantai. Cadmium adalah logam yang bersifat menyerap neutron. Batang cadmium digunakan untuk mempercepat reaksi nuklir atau melambatkan reaksi nuklir.

Kemudian pada 2 Desember 1942 mereka memulai demonstrasi dari Chicago Pile-1. Fermi memerintakan untuk mengatur batang cadmium selama beberapa jam hingga tercapa reaksi berantai yang mandiri. Mereka berhasil membuktikan teori mereka menjadi sebuah teknologi nyata yang menandai masuknya jaman nuklir.

Reaktor nuklir pertama hanyalah sebuah permulaan, pada awalnya penelitian difokuskan untuk mengembangkan senjata yang akan digunakan pada perang dunia ke 2. Penelitian itu berada di bawah proyek Manhattan. Proyek tersebut menghasilkan 2 bom yang meledak di Hiroshima dan Nagasaki.

Setelah perang dunia ke 2 pemerintahan Amerika Serikat ingin mengambangkan energi nuklir untuk perdamaian. Pada tahun 1946 dibentuk Atomic Energy Commision (AEC). AEC bertugas untuk mengawasi eksperimen Breeder Reactor 1 di Idaho. Kemudian pada 20 Desember 1951 reaktor tersebut menghasilkan energi listrik pertama yang dihasilkan oleh reaktor nuklir.

Pertengahan 1950an tujuan utama penelitian nuklir menunjukan bahwa energi nuklir dapat digunakan untuk memproduksi energi listrik untuk kebutuhan komersial. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) pertama untuk kebutuhan komersial terletak di Shippingport, Pennsylvania pada tahun 1957.

Industri PLTN berkembang pesat pada 1960an. Banyak perusahaan melihat PLTN sebagai sumber energi yang murah, bersih dan aman. Namun pada 1970an dan 1980an mengalami penurunan karena isu mengenai keamanan reaktor, limbah nuklir dan masalah lingkungan lainnya. Pada akhir tahun 1991, sudah ada 31 negara yang menggunakan energi nuklir untuk kebutuhan komersial.

Dalam manajemen limbah, engineer mengembangkan metode baru untuk menyimpan limbah radioaktif yang diproduksi oleh PLTN. Tujuannya adalah menjauhkan limbah dari lingkungan dan manusia untuk periode yang sangat lama.

Penelitian mengenai nuklir juga dikembangkan untuk keperluan medis, industri, ilmu pengetahuan, makanan dan pertanian. Sebagai contoh radioisotop digunakan untuk mendeteksi penyakit. Dalam bidang industri nuklir digunakan untuk mendeteksi cacat pada konstruksi. Dalam arkeologi digunakan untuk menghitung umur satu situs bersejarah. Selain itu juga digunakan untuk sterilisasi pengepakan makanan.

DAFTAR PUSTAKA :

http://cakrawalas.blogspot.co.id/2011/08/sejarah-penemuan-atom.html

http://sikil-rayapen.blogspot.co.id/2015/09/macam-macam-model-atom-beserta-teori.html?m=1

https://id.wikipedia.org/wiki/Atom

http://cahlolok.blogspot.co.id/2014/12/sejarah-penemuan-energi-nuklir.html

Read More

Ada Apa dengan Kantong Plastik?

Setiap orang menggunakan sekitar 170 kantong plastik tiap tahun Dalam satu tahun, 1 triliun kantong plastik digunakan oleh dunia

Ini berarti setiap satu menit-nya 2 juta kantong plastik yang dibuang

Kantong plastik terbuat dari polyethene (PE), suatu bahan thermoplastic yang lebih dari 60 juta ton bahan ini diproduksi setiap tahun di seluruh dunia terutama menjadi kantong plastik

Untuk memproduksi 1 ton plastik diperlukan 11 barel minyak mentah (BBM)

Di negara-negara maju, penggunaan kantong plastik belanja di toko dan supermarket mulai dibatasi dan digantikan dengan kantong kain

Di San Francisco (AS), toko dan supermarket yang masih menyediakan kantong plastik dikenakan denda $100 (hampir Rp 1 juta) untuk pelanggaran pertama kali, dan meningkat denda $200 untuk pelanggaran berikutnya dan jika masih melanggar dikenanakan denda $500

Di Australia, toko-toko menjual “tas belanja dari kain” dengan harga yang sangat murah namun bisa dipakai berkali-kali

Di Perancis, supermarket seperti Carrefour “memaksa” konsumennya untuk membeli tas kain ramah lingkungan

Di Inggris, beberapa supermarket besar memberi discount khusus senilai 1-4 Poundsterling bagi pembeli yang membawa tas sendiri dari rumah

Kantong plastik tergolong “barang sekali pakai” sehingga memperbanyak sampah. Kalau kita belanja bulanan di supermarket, sekali belanja kita akan memakai paling tidak 4 kantong plastik dalam berbagai ukuran. Jakarta menghasilkan sekitar 6.000 ton sampah setiap hari, yang lebih dari setengahnya adalah sampak non-organik terutama plastik dan kertas. Sampah kantong plastik yang dibuang di Jakarta dapat menutupi 2600 lapangan sepakbola

Kantong plastik baru bisa terurai di alam dalam waktu 500 - 1.000 tahun, sehingga jika tercecer di tanah akan merusak lingkungan, menghambat peresapan air, menyebabkan banjir, dan merusak kesuburan tanah. Pemerintah Bangladesh melarang kantong plastik karena dianggap sebagai penyebab banjir di musim hujan

Sekitar 3% plastik di dunia berakhir sebagai sampah yang terapung-apung di permukaan air, termasuk di laut yang menyebabkan kematian banyak ikan paus dan penyu karena sampah plastik tersangkut di pencernaan mereka

Hanya 1% kantong plastik bekas yang dapat didaur ulang, terutama karena sulitnya memilah berbagai jenis plastik yang digunakan dan tak sebandingnya biaya daur ulang dengan harga jualnya, sehingga hampir semua kantong plastik menjadi sampah. Pemulung saja tidak ingin mengambil sampah kantong plastik!

Untuk memproduksi plastik, setiap tahunnya diperlukan 12 juta barel minyak yang menghasilkan emisi gas rumah kaca cukup besar, ditambah lagi sekarang terjadi krisis minyak yang mengakibatkan melambungnya harga BBM

Apa yang Bisa Kita Lakukan?

Jika hanya membeli sedikit, tolaklah pemberian kantong plastik dari toko dan masukkan barang belanjaan ke dalam tas Anda sendiri. Ingat, kantong kresek adalah “bonus” yang tak bergunaBantu selamatkan bumi dengan membawa tas sendiri saat berbelanja ke supermarket atau ke pasar tradisional (Ingatlah kebiasaan baik dari ibu atau nenek kita yang selalu berbelanja ke pasar tradisional dengan membawa tas belanja sendiri dari rumah). Sebaiknya gunakan Tas Ramah Lingkungan yang terbuat dari bahan kain yang dapat didaur-ulang. Bawalah selalu tas ramah lingkungan itu di mobil atau di tas Anda agar selalu tersedia kapan pun Anda membutuhkannya. Jadi tidak alasan, Anda terpaksa menerima kantong plastik

Kurangi penggunaan kantong plastik kresek SEKARANG JUGA Jika belum dapat menghentikan secara total, lakukanlah secara bertahap, misalkan hanya digunakan untuk membuang sampah (menjadi plastik sampah) Jangan jadi “penimbun” dan “kolektor” kantong plastik tak terpakai yang memenuhi rumah Anda. Segera enyahkan dari rumah Anda.

Anjurkan keluarga, teman, dan tetangga untuk mengurangi pemakaian kantong plastik, dengan menjelaskan bahaya-bahaya yang ditimbulkannya. Jadilah “agen” penyelamat lingkungan.

Dengan mengubah kebiasaan kecil, Kita akan berkontribusi dalam pelestarian lingkungan. Anda bisa jika Anda mau dan peduli.

Read More