Berapakah energi 1 gram Uranium?

Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi menjadikan umat manusia berfikir untuk mempelajari objek materi yang lebih kecil yaitu atom. Atom yang dikenal oleh sebagian besar orang merupakan bagian terkecil yang menyusun suatu materi. Atom ini terdiri dari inti atom dan elektron-elektron yang mengelilingi inti tersebut. Bagian atom yang berkaitan dengan energi yang berasal dari 1 gram Uranium yaitu inti atom.

Gambar 1 : struktur atom

Sekarang pertanyaanya adalah apa hubungan antara inti atom dan energi? Menurut hubungan relativistik massa energi dari Einstein, hubungan massa dari suatu materi dan energi dapat ditulis menurut persamaan

E = mc²

dimana E adalah energi, m merupakan massa materi dan c adalah kecepatan cahaya (3x10⁸ m/s).

Setelah mengemukakan sedikit teori tentang inti atom, sekarang saatnya menghitung energi dari inti atom Uranium. Misalkan 1 gram U²³⁵ bereaksi inti seluruhnya, energi yang dihasilkan adalah

Jumlah atom U²³⁵ = m/A x N_A N_A= bilangan Avogadro = 6,025 x 10²³ atom/mol

=[1 gram/(235 gram/mol)] [6,025 x 10²³ atom/mol]

=2,56 x 10²¹ atom

Padahal diketahui bahwa pada setiap pembelahan atom U²³⁵ akan dibebaskan energi sebesar 200 MeV/atom, seperti tampak pada Tabel berikut :

Fraksi pembelahan	Energi (MeV)
Energi kinetik fragmen fisi	167
Energi kinetik neutron fisi	5
Prompt radiasi Gamma	7
Energi peluruhan radiasi Beta	5
Energi peluruhan radiasi Gamma	5
Energi neutrino	11
Total energi fisi U235	200

Sehingga pada pembelahan atau reaksi fisi 1 gram U²³⁵ akan dihasilkan energi sebesar

E = 2,56 x 10²¹ x 200 MeV/atom

= 5,12 x 10²³ MeV

Energi sebesar 1 MeV sama dengan 3,83 x 10^-14 kalori. Jadi energi yang dibebaskan pada reaksi pembelahan U²³⁵ adalah

E = 5,12 x 10²³ x 3,83 x 10^-14 kalori

= 1,96 x 10¹⁰ kalori

≈ 2,00 x 10¹⁰ kalori

Ledakan granat yang berisi serbuk TNT 50 gram menghasilkan panas 50.000 kalori.

Perbandingan Energi 1 gram U²³⁵ dan energi 50 gram TNT = (50)(2,00 x 10¹⁰)/5 x 10⁴ gram

= 20.000.000 gram TNT

= 20 ton TNT

Jadi energi 1 gram U²³⁵ setara dengan energi ledakan dari 20 ton TNT

Kemudian jika disetarakan dengan bahan bakar fosil (batubara dan minyak bumi), maka hasilny sebagai berikut :

1 gram Uranium = 2,5 ton batubara = 17.500 liter minyak

Dengan melihat perbandingan dari berbagai sumber energi ini, betapa hebatnya energi nuklir tersebut dan kehebatan ini telah dibuktikan oleh kejadian yang terdapat di kota Hirosima dan Nagasaki. Berdasarkan kenyataan tersebut manusia mencoba untuk memanfaatkan energi nuklir untuk tujuan yang lebih bermanfaat yaitu mengubah energi nuklir tersebut menjadi energi listrik atau sebagai pengganti bahan bakar fosil.