Sumber Energi Nuklir dan Pemanfaatanya

Energi Nuklir adalah energi yang terdapat pada inti atom. Sedangkan Atom itu sendiri adalah unit kecil yang membentuk semua materi di alam semesta. Energi inilah yang memegang inti bersama. Ada sejumlah besar kekuatan di inti atom yang padat. Sebenarnya, kekuatan yang memegang inti bersama secara resmi disebut "Strong Force”.

Energi nuklir bisa digunakan untuk menciptakan listrik, tapi pertama-tama harus dilepaskan dari atom. Dalam fisi nuklir, atom terbelah untuk melepaskan energi.

Sebuah reaktor nuklir, atau pembangkit listrik, adalah serangkaian mesin yang bisa mengendalikan fisi nuklir untuk menghasilkan listrik. Bahan bakar yang digunakan reaktor nuklir untuk menghasilkan fisi nuklir adalah pelet elemen uranium. Dalam reaktor nuklir, atom uranium dipaksa untuk dipecah. Saat mereka berpisah, atom melepaskan partikel kecil yang disebut produk fisi. Produk fisi menyebabkan atom uranium lainnya terbelah, memulai reaksi berantai. Energi yang dilepaskan dari reaksi berantai ini menciptakan panas.

Panas yang dibuat oleh fisi nuklir menghangatkan zat pendingin reaktor. Agen pendinginan biasanya air, namun beberapa reaktor nuklir menggunakan logam cair atau garam cair. Agen pendinginan, dipanaskan oleh fisi nuklir, menghasilkan uap. Uap memutar turbin, atau roda berputar dengan arus yang mengalir. Turbin menggerakkan generator, atau mesin yang menciptakan listrik.

Batang bahan yang disebut racun nuklir bisa mengatur berapa banyak listrik yang dihasilkan. Racun nuklir adalah bahan, seperti jenis elemen xenon, yang menyerap beberapa produk fisi yang dibuat oleh fisi nuklir. Semakin banyak batang racun nuklir yang hadir selama reaksi berantai, reaksi yang lebih lambat dan lebih terkendali akan terjadi. Melepaskan batang akan memungkinkan reaksi berantai yang lebih kuat dan menghasilkan lebih banyak listrik.

Sekitar 15 persen listrik dunia dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir. Amerika Serikat memiliki lebih dari 100 reaktor, meskipun menciptakan sebagian besar listriknya dari bahan bakar fosil dan energi listrik tenaga air. Negara-negara seperti Lithuania, Prancis, dan Slowakia menciptakan hampir semua listrik mereka dari pembangkit listrik tenaga nuklir.

Makanan Nuklir : Uranium

Uranium adalah bahan bakar yang paling banyak digunakan untuk menghasilkan energi nuklir. Itu karena atom uranium terbelah relatif mudah. Ini juga elemen yang sangat umum, ditemukan di bebatuan di seluruh dunia. Namun, jenis spesifik uranium yang digunakan untuk menghasilkan energi nuklir, disebut U-235, jarang terjadi. U-235 membuat kurang dari satu persen uranium di dunia.

Meskipun beberapa uranium yang digunakan Amerika Serikat ditambang di negara ini, sebagian besar diimpor. A.S. mendapat uranium dari Australia, Kanada, Kazakhstan, Rusia, dan Uzbekistan. Setelah uranium ditambang, harus diekstraksi dari mineral lain. Ini juga harus diproses sebelum bisa digunakan.

Karena bahan bakar nuklir dapat digunakan untuk membuat senjata nuklir dan juga reaktor nuklir, hanya negara-negara yang merupakan bagian dari Perjanjian Non-Proliferasi Nuklir (NPT) yang diperbolehkan mengimpor uranium atau plutonium, bahan bakar nuklir lainnya. Perjanjian tersebut mempromosikan penggunaan bahan bakar nuklir secara damai, sekaligus membatasi penyebaran senjata nuklir.

Reaktor nuklir yang khas menggunakan sekitar 200 ton uranium setiap tahun. Proses kompleks memungkinkan beberapa uranium dan plutonium untuk diperkaya ulang atau didaur ulang. Hal ini mengurangi jumlah penambangan, penggalian, dan pengolahan yang perlu dilakukan.

Energi Nuklir dan Manusia

Energi nuklir menghasilkan listrik yang bisa digunakan untuk rumah tangga, sekolah, bisnis, dan rumah sakit. Reaktor nuklir pertama yang memproduksi listrik terletak di dekat Arco, Idaho, di A.S. The Experimental Breeder Reactor mulai beroperasi pada tahun 1951. PLTN pertama yang dirancang untuk menyediakan energi bagi sebuah komunitas didirikan di Obninsk, Rusia, pada tahun 1954.

Membangun reaktor nuklir membutuhkan tingkat teknologi yang tinggi, dan hanya negara-negara yang telah menandatangani Perjanjian Non-Proliferasi Nuklir yang bisa mendapatkan uranium atau plutonium yang dibutuhkan. Untuk alasan ini, sebagian besar pembangkit listrik tenaga nuklir berada di negara maju.

Pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan energi terbarukan, energi bersih. Mereka tidak mencemari udara atau menghasilkan gas rumah kaca. Mereka dapat dibangun di daerah perkotaan atau pedesaan, dan tidak mengubah lingkungan sekitar mereka secara radikal.

Uap yang menggerakkan turbin dan generator pada akhirnya didaur ulang. Ini didinginkan dalam struktur terpisah yang disebut menara pendingin. Uap berubah kembali menjadi air dan bisa digunakan lagi untuk menghasilkan lebih banyak listrik. Kelebihan uap hanya didaur ulang ke atmosfir, di tempat yang tidak berbahaya seperti uap air bersih.

Sedangkan hasil limbah dari energi nuklir adalah bahan radioaktif. Bahan radioaktif adalah kumpulan nuklei atom yang tidak stabil. Inti ini kehilangan energi dan dapat mempengaruhi banyak bahan di sekitar mereka, termasuk organisme dan lingkungan. Bahan radioaktif bisa sangat beracun, menyebabkan luka bakar dan meningkatkan risiko kanker, penyakit darah, dan kerusakan tulang.

Read More

Definisi Hukum Kekekalan Energi

Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun dihancurkan. Energi hanya dapat dilestarikan. Mari kita ambil contoh kasus melempar bola ke atas. Apa kekuatan yang terjadi pada bola? Salah satunya adalah berat bola yang menyebabkannya bola jatuh ke bawah. Yang berikutnya adalah gaya ke atas pada bola yang dilempar ketika bola meninggalkan tangan.

Seberapa jauh arah perjalanan bola ke atas? Pertanyaan ini dapat dijawab dengan mudah dengan menggunakan hukum kekekalan energi. Ketika bola dilemparkan energi yang terjadi adalah karena kecepatannya atau Energi Kinetik. Selama bola bergerak ke atas, bola memiliki kedua energi kinetik dan Energi Potensial.  Kecepatan bola akan maksimal ketika meninggalkan tangan dan akan menjadi nol saat mencapai ketinggian maksimum. Pada setiap arah lemparan bola, waktu dan kecepatan akan semakin berkurang perlahan-lahan (ini disebut sebagai keterbelakangan sebagai lawan percepatan dimana veolocity meningkat terus menerus). Ketinggian maksimum saat bola lepas dari tangan, dengan bola kemudian dapat ditentukan dengan menyamakan energi potensial di tujuan (di sini Energi kinetik adalah sama dengan 0 seperti pada saat bola tidak bergerak sama sekali), dengan energi kinetik pada awal gerakan (di sini energi potensial adalah sama dengan 0).

Tanpa gaya gravitasi kit tidak akan tertarik ke bawah dan bisa menyentuh tanah akan tetapi kita akan selalu mengambang ke atas. LCE ini dapat digunakan untuk membuat derivasi penting bahkan benda yang dilemparkan ke atas tidak naik dalam arah vertikal (atau masuk dalam jalur parabola).
Bayangkan sebuah marmer yang hanya bergulir ke bawah di lereng dan dibuat untuk pergi ke sebuah cincin melingkar, energi kekal dalam kasus ini juga.  Satu dapat menggunakan Hukum konservasi energi untuk menentukan waktu maksimum yang marmer akan berada di dalam lingkaran melingkar.

Bagaimana kita bisa berjalan?  Kami berjalan karena gaya gesekan yang terjadi antara kaki dan permukaan bumi.  Jika gesekan tidak ada kita tidak akan bisa berhenti berjalan. Sebuah bola yang berguling-guling di lantai berhenti di beberapa titik waktu karena gesekan antara permukaan bumi dan bola.

Read More

Pengertian Energi Potensial

Mungkin ada kalanya putra atau putri anda sepulang dari sekolah mencerca anda dengan  berbagai pertanyaan tentang berbagai jenis energi potensial, atau energi yang disimpan. Hal ini dapat cukup membuat anda menjadi bingung karena beberapa contoh yang tidak stasioner pada tingkat molekuler. Beberapa jenis sebenarnya Energi Potensial dan Kinetik (energi gerak) terjadi secara bersamaan, seperti panas atau kimia. Anda dapat menjelaskan perbedaan antara enam jenis energi potensial untuk anak anda menggunakan contoh yang umum.

Energi Potensial, atau posisi energi yang disimpan. Artinya, bahwa objek tersebut memiliki kapasitas untuk melakukan pekerjaan atau memindahkan sesuatu dalam arti ilmiah. Ada banyak jenis energi potensial termasuk potensial gravitasi, listrik, kimia, termal, magnetik, dan elastis yang akan kita bahas seperti berikut ini.

• Jenis Energi potensial (Gravitasi)# 1 - Ketika sebuah benda seperti bola berada di lereng bukit, ia memiliki energi potensial gravitasi berdasarkan ketinggian dari bawah bukit, massa, dan konstanta gravitasi yang di Bumi 9.8m/s2. Konstanta gravitasi adalah bentuk percepatan. Semakin tinggi sebuah benda di atas permukaan bumi, maka akan semakin mempercepat karena jatuh hingga mencapai kecepatan maksimal (atau kecepatan tercepat di mana ia akan jatuh). Jika bola dengan massa 10 kilogram di jatuhkan dari tempat dengan ketinggian  100 meter di atas permukaan bumi, energi potensial gravitasi akan menjadi produk massa, konstanta gravitasi, dan tinggi, atau (10 kg) (9,8 m/s2) (100m), yang adalah 9800 atau 9800 kgm2/s2 Newton-meter atau 9800 joule. Adalah Joule,  satuan metrik untuk energi. Sebuah bola potensial perubahan energi kinetik untuk seperti gulungan atau jatuh menurun.

• Jenis Energi potensial (Listrik)# 2 - Energi listrik disimpan dalam baterai dalam unsur kimia baterai mengandung. Satu terminal baterai memiliki sebuah elemen yang memungkinkan elektron mengalir dari itu, sementara terminal lain memiliki unsur yang siap menerima elektron. Sebuah baterai akhirnya berhenti bekerja karena bahan kimia bisa digunakan. Listrik statis melibatkan benda-benda seperti balon atau kucing peliharaan keluarga yang memiliki elektron ekstra, terutama dalam cuaca panas. Jika Anda menggosok balon pada rambut Anda dan menempelkannya ke dinding, yang menggunakan listrik statis. Ketika hewan peliharaan kucing pada musim kemarau, Anda mungkin mendengar suara berderak atau melihat bunga api kecil yang juga listrik statis.

• Jenis Energi potensial (Kimia)# 3 - Energi kimia terperangkap dalam ikatan kimia. Ini adalah komponen dari energi yang dapat dilepaskan ketika molekul berinteraksi selama reaksi kimia. Ini termasuk bahan bakar fosil seperti batubara, minyak, gas alam dan kayu. Bahan kimia yang terdiri dari molekul, yang terdiri dari atom, yang terdiri dari proton, neutron, dan elektron untuk tujuan praktis. Elektron berada dalam gerakan konstan mengelilingi proton dan neutron dalam inti. Gerak elektron yang terlibat dengan menciptakan ikatan kimia molekul. Selama reaksi kimia energi ini akan disimpan. Sel-sel kita membutuhkan energi kimia yang tersimpan dalam makanan yang kita makan agar dapat berfungsi dengan baik. Pencernaan adalah proses yang lambat yang memecah makanan yang kita makan, melepaskan energi untuk digunakan oleh tubuh. Energi dari makanan menjadi panas, karbon dioksida dan air. Paket makanan daftar jumlah kalori dalam produk. Satu Kalori energi makanan 4180 Joule.

• Jenis Energi potensial (Panas)# 4 - Thermal atau energi panas dalam segala hal. Bahkan sesuatu yang terasa dingin seperti es batu masih memiliki panas. Molekul-molekul dari semua materi bergerak bahkan sebagai bagian dari solid. Selama suhu material di atas nol mutlak, yaitu -459 derajat Fahrenheit, memiliki panas. Jenis ini panas masih dianggap disimpan karena tidak melibatkan gerakan yang dapat kita lihat.

• Jenis Energi potensial (Magnetik)# 5 - energi Magnetic juga terkait dengan atom dalam suatu objek. Sebuah magnet telah sangat kelompok besar atom berbaris, di mana satu sisi kelompok menjadi kutub utara magnet dan sisi lain menjadi kutub selatan. Medan magnet, atau ruang di sekitar magnet dimana gaya magnet yang diberikan, diciptakan oleh berputar dan mengorbit elektron. Kebanyakan bahan yang tidak magnetik karena medan magnet atom 'tidak berbaris. Atom besi menghasilkan medan magnet terkuat karena itu banyak mengandung zat besi magnet. Magnet dalam motor listrik dan mengerahkan kekuatan yang mempengaruhi arus listrik di kabel. Hal ini menyebabkan perkembangan listrik, radio, dan televisi.

• Jenis Energi potensial (Elastis)# 6 - energi elastis adalah energi internal cairan atau padat yang dapat dikonversi menjadi energi mekanik untuk melakukan pekerjaan. Sebuah bola memantul, mata air, anyaman trampolin, dan piston hidrolik semua memiliki energi elastis. Bola, musim semi, dan trampolin semua padatan yang dapat menyimpan energi. Piston berisi udara baik dikompresi atau cairan lain seperti minyak rem di rem mobil yang menyimpan energi.

Dengan menggunakan enam contoh umum di atas, Anda dapat dengan mudah menjelaskan berbagai jenis energi potensial untuk anak-anak anda.

Read More