Berkenalan dengan Neutron-aktor utama dalam Reaksi Nuklir

Kajian mengenai neutron pertama kali tercetus sejak penemuan inti atom (nuclear-nuklir) melalui eksperimen Rutherford pada tahun 1920. Didapati bahwa atom terdiri dari elektron dan inti atom. Inti atom diduga memiliki muatan positif berdasarkan hasil eksperimen Rutherford. Hipotesanya, inti atom terdiri dari proton, partikel subatomik yang memiliki muatan positif.

Akan tetapi setelah dilakukan eksperimen yang melibatkan penembakan berilium dengan partikel alfa oleh fisikawan Inggris James Chadwick di tahun 1932, hipotesa ini akhirnya runtuh. Eksperimen ini menghasilkan radiasi tak bermuatan yang kemudian diidentifikasi sebagai neutron. Partikel ini memiliki massa namun tidak memiliki muatan alias netral.

Eksperimen Chadwick-Penemuan neutron (Sumber: Shutterstock)

Neutron memiliki beberapa karakteristik dan peran penting dalam fisika nuklir. Berikut penjelasan lebih lanjut tentang neutron:

Karakteristik Neutron

Tidak Bermuatan: Neutron adalah partikel netral yang tidak memiliki muatan listrik. Hal ini membedakannya dari proton yang bermuatan positif dan elektron yang bermuatan negatif. Massa: Neutron memiliki massa yang sedikit lebih besar daripada proton, tetapi perbedaannya sangat kecil. Massa neutron kira-kira 1,675 × 10^-27 kilogram. Stabilitas dalam Inti: Neutron stabil ketika berada dalam inti atom, tetapi akan meluruh menjadi proton, elektron, dan antineutrino elektron dalam waktu sekitar 10 menit ketika berada di luar inti. Proses ini dikenal sebagai peluruhan beta.

Fungsi dan Peran Neutron

Penstabil Inti Atom: Neutron membantu menstabilkan inti atom. Tanpa neutron, gaya tolak menolak antara proton-proton yang bermuatan positif akan membuat inti atom tidak stabil dan terurai.

Reaksi Nuklir: Neutron memainkan peran kunci dalam berbagai reaksi nuklir, termasuk fisi dan fusi nuklir. Dalam reaksi fisi nuklir, neutron bebas dapat menyebabkan inti atom uranium atau plutonium terbelah menjadi inti-inti yang lebih kecil, melepaskan energi besar dalam prosesnya.

Pembentukan Isotop: Jumlah neutron dalam inti atom menentukan isotop dari elemen tersebut. Misalnya, karbon-12 dan karbon-14 adalah isotop karbon yang berbeda dalam jumlah neutron.

Aplikasi Neutron

Reaktor Nuklir: Neutron digunakan dalam reaktor nuklir untuk memelihara reaksi berantai yang menghasilkan energi. Neutron lambat, atau termal, lebih efektif dalam menimbulkan fisi dalam bahan bakar nuklir seperti uranium-235.

Radiografi Neutron: Neutron dapat digunakan dalam radiografi untuk melihat struktur internal objek dengan cara yang mirip dengan sinar-X, tetapi dengan beberapa keuntungan dalam hal kemampuan menembus material tertentu.

Pengobatan Kanker: Terapi neutron adalah metode pengobatan kanker di mana neutron digunakan untuk menghancurkan sel-sel kanker, terutama yang tidak responsif terhadap radiasi konvensional.

Secara keseluruhan, neutron adalah komponen penting dari atom yang memainkan peran vital dalam berbagai aplikasi ilmiah dan teknologi, terutama dalam bidang energi nuklir dan kedokteran nuklir.

Feriska Handayani Irka, Dosen Departemen Fisika Universitas Andalas