reaksi fisi

Telah dikemukakan sebelumnya bahwa terdapat empat tipe umum reaksi nuklir, yaitu reaksi fisi, reaksi fusi, transmutasi inti dan peluruhan radioaktif. Dari empat tipe reaksi nuklir tersebut, reaksi fusi dan reaksi fisi adalah dua reaksi nuklir yang cukup dikenal karena aplikasinya yang sangat fenomenal di bidang militer pada saat perang dingin antara USA dan Uni Soviet.

Reaksi fisi adalah proses reaksi nuklir yang terjadi karena inti atom terbelah menjadi partikel-partikel inti yang lebih ringan karena tertumbuk oleh partikel inti lain. Reaksi fisi merupakan reaksi nuklir eksotermis yang akan menghasilkan partikel inti yang lebih ringan (sering disebut produk fisi), beberapa partikel neutron, gelombang elektromagnetik dalam bentuk radiasi sinar gamma, dan sejumlah energi. Gambar disamping ini melukiskan proses reaksi fisi dari inti atom uranium-235 yang tertumbuk oleh sebuah neutron dengan kecepatan rendah (neutron kecepatan rendah sering disebut sebagai neutron termal). Reaksi fisi uranium-235 menghasilkan produk fisi berupa barium-141 dan kripton-92, tiga buah neutron cepat (masing-masing neutron memiliki energi kinetik ~2 MeV), dan sejumlah energi.






Produk fisi dari reaksi fisi uranium-235 bisa saja tidak berupa barium-141 dan kripton-92, tetapi barium-144 dan kripton-90, atau zirkonium-94 dan telurium-139.

Reaksi fisi uranium-235 sangat terkenal karena reaksi nuklir ini mendasari beroperasinya reaktor nuklir yang banyak beroperasi di Dunia. Selain reaksi fisi uranium-235, masih banyak unsur lain yang dapat berfisi. Pada dasarnya semua isotop unsur dalam golongan aktinida yang mempunyai jumlah neutron ganjil pada intinya dapat berfisi. Isotop aktinida yang dapat berfisi tersebut antara lain adalah plutonium-241 (), kurium-243 (), uranium-232 (), kalifornium-241 (), Amerisium-242 (), kalifornium-251 (), kurium-245 (), plutonium-239 (), uranium-233 (), kurium-247 (), uranium-235 ().

Isotop yang dapat berfisi disebut sebagai bahan fisil (fissile material). Dari sekian banyak bahan fisil, empat bahan fisil uranium-233, uranium-235, plutonium-239, plutonium-241 mempunyai arti penting karena sudah diterapkan dalam proses reaksi nuklir di reaktor nuklir. Uranium-235, plutonium-239 dan plutonium-241 digunakan dalam bahan bakar reaktor termal dan reaktor pembiak yang memanfaatkan daur bahan bakar uranium, sedangkan uranium-233 digunakan dalam reaktor yang memanfaatkan daur bahan bakar thorium.

Reaksi fisi uranium-235 tidak akan terjadi dengan begitu saja, terdapat beberapa prasyarat kondisi yang harus dipenuhi agar reaksi fisi uranium-235 terjadi. Salah satu prasyarat yang harus dipenuhi adalah kecepatan atau energi kinetik neutron yang menumbuknya. Neutron dengan kecepatan rendah (energi kinetiknya rendah) mempunyai probabilitas yang lebih tinggi untuk menimbulkan reaksi fisi pada uranium-235 dibandingkan degan neutron dengan energi kinetik yang lebih tinggi.

Dari reaksi fisi uranium-235 dihasilkan 2 hingga 3 buah neutron dengan energi ~2 MeV. Sesuai dengan kurva pada gambar di atas, energi neutron hasil fisi setinggi ~2 MeV sangat kecil untuk menimbulkan reaksi fisi jika menumbuk inti atom uranium-235 yang lain.