Title 05. (160824) Literasi Sains - a Ido.pdf ✅

TDS25 XII Alpha – Literasi Sains Fisika 1 Week-II Agustus 2024 Proyek Manhattan, sebuah upaya ilmiah yang monumental dari tahun 1939 hingga 1945, difokuskan untuk memanfaatkan prinsip-prinsip dasar fisika nuklir untuk mengembangkan bom atom pertama di dunia selama Perang Dunia II. Di bawah kepemimpinan fisikawan terkemuka J. Robert Oppenheimer dan Jenderal Leslie R. Groves yang mengawasi proyek tersebut, tujuannya adalah melepaskan energi besar yang tersimpan di dalam inti atom melalui reaksi fisi nuklir. Fisi adalah reaksi nuklir mendasar di mana inti atom, biasanya unsur berat seperti uranium-235 atau plutonium-239, dipecah menjadi dua inti yang lebih kecil, disertai dengan pelepasan energi yang sangat besar. Dalam reaksi fisi tipikal uranium-235, sekitar 200 MeV energi dilepaskan per peristiwa fisi. Sebagai perbandingan, energi yang dilepaskan dalam satu reaksi fisi kira-kira 3,2 × 10-11 Joule, dan satu gram uranium-235 yang menjalani fisi lengkap akan melepaskan sekitar 24.000.000 kWh energi, setara dengan energi yang dihasilkan oleh pembakaran 3.000 ton batu bara. Pada tahap awal percobaan reaksi fisi, proton dipercepat sehingga dapat menabrak inti atom lithium dan menyebabkan pecahnya inti tersebut. Namun untuk mencapai peristiwa ini diperlukan 250.000 volt potensial listrik sebagai penggerak proton hingga mencapai kecepatan yang diperlukan dan hanya sekitar 1 dari 109 proton yang berhasil memecah inti lithium. Baru pada tahun 1932 neutron ditemukan oleh James Chadwick yang membuka opsi baru untuk memicu reaksi fisi dengan metode yang relatif lebih mudah. Saat nukleus membelah, ia melepaskan beberapa neutron cepat, biasanya dua atau tiga, bersama dengan partikel subatomik lainnya. Neutron cepat ini sangat penting untuk mempertahankan reaksi berantai. Misalnya, dalam reaktor nuklir tipikal, jumlah neutron yang dihasilkan di setiap peristiwa fisi dikontrol dengan hati-hati, dengan rata-rata sekitar 2,5 neutron per fisi diproduksi. Hal ini memastikan reaksi berantai yang berkelanjutan, di mana satu peristiwa fisi mengarah ke inisiasi beberapa peristiwa fisi lainnya, yang memungkinkan reaktor beroperasi pada tingkat daya yang stabil. Suatu material radioaktif dapat memulai reaksi fisi jika jumlahnya mencapai massa kritis-nya. Pada jumlah sekitar 15 kilogram untuk plutonium-239, reaksi berantai dapat terjadi, yang mengarah ke pelepasan energi yang eksplosif. Energi yang dilepaskan dalam ledakan bom nuklir diukur dalam kiloton atau megaton yang setara dengan TNT. Misalnya, bom atom "Little Boy" yang dijatuhkan di Hiroshima diperkirakan menghasilkan energi yang setara dengan sekitar 15 kiloton TNT, sedangkan bom hidrogen "Ivy Mike", perangkat termonuklir pertama, diperkirakan menghasilkan 10,4 megaton TNT. Fisi telah menjadi penemuan revolusioner, baik dari segi potensinya untuk aplikasi damai seperti pembangkit listrik dan penggunaan medis, serta kekuatan penghancurnya ketika digunakan dalam senjata nuklir. Saat umat manusia terus mengeksplorasi ilmu pengetahuan dan teknologi nuklir, pertimbangan cermat atas risiko dan manfaat fisi tetap penting untuk memastikan penerapannya yang bertanggung jawab dan aman demi kemajuan masyarakat. 1. Konsep-konsep fisika apa saja yang mungkin berkaitan dengan reaksi fisi berantai?  Hukum kekekalan energi  Hukum kekekalan momentum  Hukum Keppler  Hukum Snell  Prinsip Bernoulli  Prinsip Archimeides
2. Pernyataan yang paling benar berdasarkan informasi di atas adalah .... a. J. Robert Oppenheimer adalah pencetus teori inti atom b. J. Robert Oppenheimer adalah orang pertama yang berhasil membuat reaksi fisi c. J. Robert Oppenheimer adalah penemu unsur uranium-235 d. J. Robert Oppenheimer berhasil memanfaatkan reaksi fisi menjadi senjata e. J. Robert Oppenheimer adalah seorang anggota militer 3. Pernyataan yang benar mengenai reaksi fisi berdasarkan teks diatas adalah .... a. Reaksi fisi adalah penggabungan dua inti atom yang dalam proesenya dapat melepaskan energi yang sangat besar b. Reaksi fisi dapat terjadi pada atom hidrogen yang memiliki 1 proton dan 1 neutron pada pusatnya c. Reaksi fisi terjadi saat suatu inti atom mencapai ketidakstabilan sehingga terpecah d. Reaksi fisi merupakan suatu proses pasif yang terjadi dalam jangka waktu yang lama e. Reaksi fisi hanya dapat terjadi apabila energi yang memicunya lebih besar dibandingkan energi yang dihasilkan 4. Pernyataan yang benar mengenai percobaan reaksi fisi berdasarkan teks diatas adalah .... a. Dimulai karena terjadi perang dunia b. Dimulai karena diperlukan sumber energi yang besar c. Dimulai setelah tahun 1932 d. Diprakarsai oleh James Chadwick e. Tidak ada jawaban yang benar diantara pilihan di atas 5. Pernyataan yang benar mengenai “Little Boy” dan “Ivy Mike” berdasarkan teks di atas adalah .... a. “Little Boy” dibuat lebih akhir dibandingkan “Ivy Mike” b. “Little Boy” menghasilkan energi yang lebih besar dibandingkan dengan “Ivy Mike” c. “Little Boy” memakan korban jiwa yang lebih sedikit dibandingkan “Ivy Mike” d. “Little Boy” lebih ringan dibandingkan dengan “Ivy Mike” e. “Litte Boy” menggunakan prinsip yang lebih sederhana dibandingkan “Ivy Mike” 6. Berdasarkan informasi pada teks, reaksi berantai dapat dicapai jika rata-rata jumlah neutron yang diproduksi per reaksi fisi bernilai .... a. < 1 b. > 1 c. < 2,5 d. = 2,5 e. > 2,5 7. Pada jumlah unsur yang sama, semakin banyak neutron yang diproduksi dalam suatu reaksi fisi maka .... a. Energi yang dilepaskan semakin banyak b. Energi yang dilepaskan semakin sedikit c. Proses pelepasan energi terjadi semakin cepat d. Proses pelepasan energi terjadi semakin lambat e. Tidak berpengaruh
8. Berdasarkan informasi pada paragraf kedua, energi yang dihasilkan oleh pembakaran 1 g batu bara adalah sekitar .... a. 1,44 kJoule b. 2,88 kJoule c. 4,32 Joule d. 6,00 kJoule e. 12,0 kJoule 9. Berdasarkan informasi pada paragraf kedua, diperkirakan pada satu gram uranium-235 yang terreaksi lengkap terjadi ... kali reaksi fisi. a. 2,7 x 1024 b. 7,5 x 1017 c. 7,5 x 1020 d. 1,33 x 1017 e. 1,33 x 1020 10. Mengapa reaksi fisi yang dipicu oleh neutron relatif lebih mudah dilakukan dibandingkan dengan proton?