Bagaimana Atom-Atom Gemuk dapat Kehilangan Bobot ?

“Saya dapat memahami bahwa batu bara dan minyak bumi pastilah mengandung energi, karena energi mereka muncul berupa panas ketika kita membakar bahan bakar tersebut. Akan tetapi bagaimana kita akan memanfaatkan uranium? apakah dengan cara membakarnya?”

Jika yang Anda maksudkan dengan membakar adalah sebuah reaksi kimia dengan oksigen di udara, jawabanya adalah”tidak”. Akan tetapi jika Anda memaksudkan bahwa atom-atom uranium mengalami energi, jawabannya adalah”ya”.
Anda benar ketika mengatakan bahwa batu bara, minyak bumi dan uranium mengandung energi. Sesungguhnya, setiap zat mengandung energi dengan tatanan unik atom-atom tiap zat dan bagaimana mereka saling berpegangan. Jika atom-atom saling berpegangan dengan kencang sekali, mereka relatif dalam keadaan terpuaskan, maka energi mereka rendah. Sebaliknya, jika atom-atom berpegangan cukup longgar, mereka lebih mempunyai potensi untuk berubah, atau dengan kata lain mereka memiliki energi potensial.
Atom-atom dalam nitroglisetin, misalnya berpegangan hanya untuk fomalitas. Nitrogliserin adalah zat yang begitu tidak stabil sehingga ia hanya memerlukan benturan sedikit untuk menata kembali atom-atom dengan cepat(atau sangat cepat) menjadi kombinasi-kombinasi lebih stabil, berenergi lebih rendah-terdiri dari bermacam-macam jenis gas. Energi yang dilepaskan dalam ledakan yang terjadi adalah selisi antara ebergi pada nitrogliserin terdahulu dan energi pada gas-gas yang telah dipilih oleh nitrogliserin untuk menata ulang atom-atomnya.
Secara umum, jika kita dapat menemukan cara untuk menata ulan atom-atom suatu zat ke dalam fomasi bernergi lebih rendah, energi yang “hilang” pastinya akan mengambil bentuk tertentu, biasanya panas. Ketika kita membakar batu bara atau minyak di udara, kita akan memberikan atom-atom mereka (bersama atom-atom oksigen) sebuah peluang untuk menata diri menjadi kombinasi-kombinasi bernergi lebih rendah-karbon dioksida dan air. Kemudian kita dapat mengumpulkan energi yang telah dibebaskan berupa panas. Satu-satunya alasannya kita tidak dapat mengambil energi dari air atau batu adalah karena kita tidak dapat menemukan tatanan bernenergi lebih rendah untuk atom-atom mereka sehingga mereka dapat berubah wujud. Sekurangnya tidak tanpa mengeluarkan lebih banyak energi daripada kita peroleh.
Agar dapat mengubah diri menjadi kombinasi atom-atom berenergi lebih rendah, minyak tanah, gas alam, bensin-semua bahan bakar yang biasa kita pakai, kita harus memasok oksigen supaya bereaksi dengan bahan-bahan tersebut. Ternyata,atom-atom uranium tidak memerlukan bantuan macam itu. Mereka dapat meperoleh status energi lebih rendah cukup dengan membelah diri-membagi diri menjadi dua atom lebih kecil alih menjadi sebuah atom lain yang tetap besar. Dua atom lebih kecil ini lebih kencang, lebih stabil, dengan tatanan partikel subatom bernergi lebih rendah dibandingkan pada atom-atom uranium semula. Pada hakikatnya, hanya nukleus atom uranium yang membelah diri, bagian-bagian atom selebihnya (elektron-elektron) tidak mengalami perubahan.
Akan tetapi tidak semua atom memecah nuklei mereka untuk membebaskan energi. Hanya atom-atom sngat berat memiliki kerentenan untuk pecah seperti ini. Mereka begitu berat sehingga mirip orang terhuyung-huyung karena kegemukan, maka dengan provokasi sedikit apapun mereka akan terjatuh dan terbelah. Sebuah reaktor nuklir pada hakikatnya sama dengan provokator yang sangat efisien. Di sini orang sengaja “menggelitik” nuklei uranium yang gemuk montol dengan merajam mereka menggunakan neutron, partikel-partikel nuklir tak bermuatan, tetapi berat, dan hanya itulah yang mereka perlukan untuk tertawa, terguncang-guncang lalu membelah ke tatanan yang lebih stabil. sambil melepaskan energi dalam proses tersebut.
“Dan mengapa nukleus uranium begitu tidak stabil sehingga berhasrat sekali membelah diri menjadi dua?”
Semua nuklei atom terdiri atas partikel-partikel yang disebut nukleon. Sebuah nukleos besar seperti pada uranium merupakan sebuah konglomerasi antara lebih dari beberapa ratus partikel ini, semua berdesak-desakan dalam sebuah ruang yang teramat sempit. Karena begitu banyak obyek yang harus disatukan, tidak mengherankan jika ikatan nukleus terhadap masing-masing rata-rata agak lemah. Situasinya ibarat harus membawa puluhan bola golf tanpa bantuan keranjang bola.
Dalam hal ini nukleus dapat memperbaiki situasi tidak nyaman tersebut dan meningkatkan genggamannya terhadap komponen-komponennya asalkan dapat membelah diri menjadi dua bagian lebih kecil yang masing-masing pasti lebih mudah ditangani. Dua kelompok lebih kecil yang masing-masing lebih mudah dikendalikan itu juga menjadi tidak begitu mudah pecah lagi. Potensi mereka untuk menunjukkan perilaku heboh pun menjadi berkurang, atau seperti kata ilmuwan, energi potensial mereka menjadi rendah.
Akan tetapi Einstein mengajarkan pada kita, energi adalah massa dan massa adalah energi. Maka jika dua nuklei lebih kecil memiliki energi lebih sedikit daripada nukleus besar sebelumnya, mereka harus membuktikan diri memiliki massa lebih sedikit. Kedua kumpulan nuklei yang lebih kecil itu ketika disatukan memang mempunyai berat sedikit dibandingkan kumpulan nuklei besar sebelumnya, walaupun ketika jumlah nukleon tidak mengalami perubahan. Jika Anda menjumlahkan massa-berat-kedua kumpulan nuklei lebih kecil setelah nukleus terbelah menjadi dua. Anda akan menemukan bahwa massa tersebut berkurang sekitar sepersepuluh persen dari massa nukleus berubah menjadi energi yang besar, karena menurut persamaan E=mc2 massa sedikit itu pun setara dengan energi yang dahsyat sekali.
Mungkin Anda agak sulit mencerna informasi ini. Akan tetapi jika gagasan itu tidak benar, maka yang kita kenal dengan energi nuklir tidak akan ada-atau apa pun di antara ratusan peristiwa nuklir yang dieksperiment kan oleh sejumlah ilmuwan setiap hari di laboratorium mereka. Jadi begitu kita menerima dalil yang dahulu diusulkan oleh Einstein bahwa energi dan massa dapat saling dipertukarkan, berarti kita juga harus menerima semua kejadian yang menjadi konsekuensi alaminya, jadi kita tidak usah terlalu terheran-heran.
Tapi sedikit kagum tentu saja boleh….