Aplikasi Nuklir: Penggunaan Nuklir Sebagai Sumber Baterai

Di Abad sekarang ini, perkembangan ilmu pengetahuan telah sampail pada ranah aplikatif. Perkembangan ilmu pengetahuan yang mengarahkan pada kemanjuan teknologi yang pesat, berdampak pada ketersediaan sumber energi yang semakin terbatas, yang lambat laun akan mengantarkan dunia pada kondisi krisis energi. Batterei nuklir merupakan salah satu bentuk dari pengaplikasian nukir dalam teknologi. Sesuai dengan namanya batterei nuklir, batterei jenis ini berbeda dengan batterei pada umunya yang biasanya menggunakan senyawa kimia atau sel elektrokimia untuk menyimpan listrik. Berbeda pada batterei nuklir yang menggunakan bahan radioaktif sebagai penghasil listrik. Meskipun dinamakan batterei, batterei nuklir tidak bekerja seperti batterei pada umumnya yang menyimpan energi dalam bentuk sel elektrokimia namun prinsip kerjanya justrul menghasilkan energi bukan menyimpan energi. Dengan begini tentu saja dalam penggunaanya kita tidak perlu repot-repot mengisi ulang batterei untuk menggunakannya. Kelebihan dari baterei jenis ini yaitu umur yang panjang, memiliki kepadatan energi yang tinggi, dapat berfungsi walaupun pada lingkungan bertekanan tinggi seperti di bawah air atau di ruang angkasa. Energi berupa listrik yang dihasilkan baterei nuklir bersumber dari peluruhan radioisotop sehinnga tidak perlu mengisi bahan bakar. Kelemahan dari baterai ini adalah bahwa kerapatan daya mereka lebih rendah atau sebanding dengan baterai kimia. Mereka juga memiliki efisiensi konversi efisiensi rendah -10%. Kelebihan lainnya bahwa ini dapat dibuat dari limbah fisi nuklir.

1. 1.Baterai Nuklir
Di Abad sekarang ini, perkembangan ilmu pengetahuan telah sampail pada ranah
aplikatif. Perkembangan ilmu pengetahuan yang mengarahkan pada kemanjuan teknologi
yang pesat, berdampak pada ketersediaan sumber energi yang semakin terbatas, yang
lambat laun akan mengantarkan dunia pada kondisi krisis energi. Batterei nuklir
merupakan salah satu bentuk dari pengaplikasian nukir dalam teknologi. Sesuai dengan
namanya batterei nuklir, batterei jenis ini berbeda dengan batterei pada umunya yang
biasanya menggunakan senyawa kimia atau sel elektrokimia untuk menyimpan listrik.
Berbeda pada batterei nuklir yang menggunakan bahan radioaktif sebagai penghasil listrik.
Meskipun dinamakan batterei, batterei nuklir tidak bekerja seperti batterei pada umumnya
yang menyimpan energi dalam bentuk sel elektrokimia namun prinsip kerjanya justrul
menghasilkan energi bukan menyimpan energi. Dengan begini tentu saja dalam
penggunaanya kita tidak perlu repot-repot mengisi ulang batterei untuk menggunakannya.
Kelebihan dari baterei jenis ini yaitu umur yang panjang, memiliki kepadatan energi yang
tinggi, dapat berfungsi walaupun pada lingkungan bertekanan tinggi seperti di bawah air
atau di ruang angkasa. Energi berupa listrik yang dihasilkan baterei nuklir bersumber dari
peluruhan radioisotop sehinnga tidak perlu mengisi bahan bakar. Kelemahan dari baterai
ini adalah bahwa kerapatan daya mereka lebih rendah atau sebanding dengan baterai kimia.
Mereka juga memiliki efisiensi konversi efisiensi rendah -10%. Kelebihan lainnya bahwa
ini dapat dibuat dari limbah fisi nuklir.
2.Cara Kerja Baterai Nuklir
Berbeda dengan PLTN yang memproduksi listrik dengan memanfaatkan panas hasil
reaksi fisi (reaksi pembelahan inti atom), pada betterei nuklir yang memanfaatkan proses
terjadinya reaksi peluruhan (decay process) yaitu proses peluruhan inti atom dari tidak
stabil menjadi stabil yang terjadi secara spontan disertai dengan pemancaran radiasi dalam
bentuk sinar alpa, beta dan gamma.
Agar baterai nuklir dapat fungsi, sumber daya harus berupa bahan radioaktif isotop.
Isotop adalah unsur yang memiliki Nomor Atom (Proton) sama tapi Nomor massanya
(Neutron) berbeda. Misalnya, klor (Cl, Z = 17) memiliki 76% dari inti yang mengandung
N = 18 neutron sementara yang lain 24% memiliki N = 20 neutron. struktur atom yang

2. tidak stabil menyebabkan terjadinya puruhan yang disertia dengan emisi berbagai jenis
partikel, radiasi elektromagnetik, serta panas, yang merupakan proses yang dikenal sebagai
radioactivitas.
Desain baterei menggunakan komponen yang memungkinkan terjadinya konversi
langsung dari emisi radioaktif menjadi arus listrik. Peluruhan yang terjadi pada sumber
arus listrik mendorong sebuah alat yang mengubah partikel bermuatan listrik. Prinsip kerja
batterei bergantung dari desain baterei yang disesuaikan dengan sumber penghasil listrik.
Energi radiasi yang dipancarkan oleh inti-inti radioaktif dapat diubah secara langsung
menjadi listrik arus searah (DC) dengan berbagai cara, salah satunya adalah dengan teknik
termokopel. Teknik ini pertama kali ditemukan pada tahun 1826 oleh Thomas Johann
Seebach, yaitu terjadinya arus listrik karena perbedaan suhu ujung-ujung logam yang
saling berhubungan. Gejala ini menujukkan bahwa energi dalam bentuk panas dapat
berubah menjadi energi listrik. Efek Seebach ini dapat terjadi pada sebatang logam yang
suhu ujungujungnya tidak sama. Perbedaan suhu ini menyebabkan terjadinya aliran
elektron dari ujung yang panas menuju ujung yang lebih dingin. Aliran elektron
menimbulkan arus yang disebut arus termolistrik, sedang elemen yang memanfaatkan
fenomena ini disebut termoelemen. Energi radiasi yang dipancarka unsur radioaktif dapat
dimanfaatkan sebagai sumber panas termokopel. Kemampua mensuplai panas ini
bergantung pada umur paro unsur radioaktif yang digunakan. Daya pakai termoelemen bisa
sangat panjang yang umumnya mencapai dua kali umur paro unsu radioaktif yang
digunakannya. Umur atau waktu paro adalah waktu yang diperlukan oleh unsur radioaktif
untuk meluruh sehingga jumlahnya susut menjadi setengah dari jumlah semula. Zat
radioaktif yang sudah berumur dua kali waktu paro berarti jumlahnya tinggal seperempat
dari jumlah semula.
3.Proses Peluruhan Zat Radioaktif
Proses peluruhan zat radioaktif sebenarnya adalah proses alami dari suatu zat
radioaktif atau radioisotop dalam rangka keseimbangan menuju kepada energi dasarnya
(ground state energy). Proses peluruhan zat radioaktif yang terjadi berkaitan erat dengan
jenis radiasi nuklir dari suatu radioisotop. Untuk itu, perlu diketahui beberapa jenis radiasi
yang mengikuti terjadinya proses peluruhan tersebut. Jenis radiasi yeng dimaksud

3. sebenarnya ada 8 macam, namun yang akan dijelaskan hanya yang dalam proses
peluruhannya menghasilkan elektron atau yang dapat menyebabkan ionisasi langsung saja,
yaitu radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop yang digunakan dalam baterai nuklir. Jenis
radiasi tersebut adalah :
1. Radiasi Alpha (a)
Radiasi ini pada umumnya terjadi pada elemen berat, yaitu atom yang nomor
massanya besar (mohon dilihat sistem periodik/tabel berkala) yang tenaga ikatnya rendah,
yaitu tenaga ikat antara elektron dan inti atomya rendah. Radiasi Alpha pada umumnya
diikuti juga oleh peluruhan radiasi Gamma. Atom yang mengalami peluruhan radiasi
Alpha, nomor massanya akan berkurang 4 dan nomor atomnya berkurang 2, sehingga
radiasi Alpha disamakan dengan pembentukan inti Helium yang bermuatan listrik 2 dan
bermassa 4. Contoh peluruhan radiasi Alpha adalah peluruhan Plutonium menjadi Uranium
yang reaksinya sebagai berikut:
94Pu239––>2He4 + 92U235 (2He4 = radiasi Alpha)
2. Radiasi Beta Negatif (b-)
Radiasi Beta Negatif disamakan dengan pemancaran elektron dari suatu inti atom.
Bentuk radiasi ini terjadi pada inti yang kelebihan elektron dan pada umumnya juga
disertai juga dengan radiasi Gamma. Pada radiasi Beta Negatif, nomor atom akan
bertambah 1, sedangkan nomor massanya tetap. Contoh peluruhan radiasi Beta Negatif
adalah :
56Ba140 ––>-1e0 + 57La140(-1e0 = elektron negatif)
3. Radiasi Beta Positif (b +)
Radiasi ini sama dengan pancaran positron (elektron positif) dari inti atom. Bentuk
peluruhan ini terjadi pada inti yang kelebihan proton. Pancaran positron dapat terjadi bila
perbedaan energi antara inti semula dengan inti hasil perubahan (reaksi inti) paling tidak
sama dengan 1,02 MeV. Radiasi Beta Positif akan selalu diikuti dengan peristiwa

4. annihilasi atau peristiwa penggabungan, karena begitu terbentuk zarah Beta (+) akan
langsung bergabung dengan elektron (-) yang banyak terdapat di alam ini dan
menghasilkan radiasi Gamma yang lemah. Contoh radiasi Beta Positif :
7N13 ––> +1e0 + 6C13 (+1e0 = elektron positif / positron)
+1e0 + -1e0 ––> 200(menghasilkan 2 foton Gamma)
Jenis radiasi lainnya (radiasi Gamma, radiasi Neutron dan lain sebagainya) tidak
dibahas dalam kaitannya dengan baterai nuklir, karena dalam peluruhannya tidak
menghasilkan elektron atau muatan listrik yang langsung dapat mengionisasi medium yang
pada akhirnya dapat diubah menjadi tenaga listrik arus searah. Selain dari itu, radiasi
Gamma dan Neutron mempunyai daya tembus yang sangat besar, sehingga menyulitkan
untuk mengukungnya agar radiasi tidak menembus dinding baterai nuklir. Kalaupun
dinding baterai buklir dibuat tebal, akan berdampak pada masalah biaya dan secara teknis
akan kalah bersaing dengan sumber radiasi Beta (b-) yang banyak digunakan dalam baterai
nuklir.
http://bloginfokuhaku.blogspot.co.id/2017/12/makalah-baterei-nuklir.html
http://www.elektroindonesia.com/elektro/ener30.html
Alatas, Z, dkk.2009. Buku Pintar Nuklir.Jakarta:BATAN