Bagaimana Sebuah Atom Kehilangan Proton

Atom adalah blok bangunan fundamental dari semua materi. Atom terdiri dari inti padat bermuatan positif yang mengandung proton dan neutron. Elektron bermuatan negatif mengorbit inti. Semua atom dari unsur tertentu memiliki jumlah proton yang sama, yang dikenal sebagai nomor atom. Ada dua proses umum dimana atom dapat kehilangan proton. Karena suatu unsur ditentukan oleh jumlah proton dalam atomnya, ketika sebuah atom kehilangan proton, ia menjadi unsur yang berbeda.

Salah satu cara atom kehilangan proton adalah melalui peluruhan radioaktif, yang terjadi ketika atom memiliki inti yang tidak stabil. Stabilitas inti tergantung pada rasio proton terhadap neutron. Untuk unsur yang lebih kecil seperti karbon dan oksigen, jumlah proton kira-kira sama dengan jumlah neutron, dan inti stabil. Untuk unsur-unsur yang lebih berat seperti uranium dan plutonium, ada lebih banyak neutron daripada proton, dan inti unsur-unsur itu sangat tidak stabil. Faktanya, semua elemen yang memiliki lebih dari 83 proton tidak stabil. Tiga jenis peluruhan radioaktif dikenal sebagai alfa, beta, dan gamma.

Peluruhan alfa adalah satu-satunya cara di mana atom secara spontan akan kehilangan proton. Partikel alfa terdiri dari dua proton dan dua neutron. Ini pada dasarnya adalah inti atom helium. Setelah atom mengalami emisi alfa, ia memiliki dua proton lebih sedikit dan menjadi atom dari unsur yang berbeda. Salah satu proses tersebut adalah ketika atom Uranium-238 mengeluarkan partikel alfa dan atom yang dihasilkan adalah Thorium-234. Peluruhan alfa akan terus terjadi sampai sebuah atom dengan inti stabil dihasilkan. Partikel alfa relatif besar dan cepat diserap. Oleh karena itu mereka tidak melakukan perjalanan jauh di udara dan tidak berbahaya seperti jenis peluruhan radioaktif lainnya.

Proses lain dimana atom dapat kehilangan proton dikenal sebagai fisi nuklir. Dalam fisi nuklir, perangkat digunakan untuk mempercepat neutron menuju inti atom. Tumbukan neutron dengan atom menyebabkan inti atom pecah menjadi pecahan-pecahan. Setiap fragmen kira-kira setengah massa atom aslinya.

Namun, ketika ditambahkan bersama-sama, jumlah massa fragmen tidak sama dengan massa atom aslinya. Ini karena beberapa neutron biasanya dipancarkan sebagai fragmen atom dan sebagian massa diubah menjadi energi. Faktanya, sejumlah kecil materi menghasilkan sejumlah besar energi.

Aplikasi umum untuk fisi nuklir adalah dalam pembangkitan tenaga nuklir. Di pembangkit listrik tenaga nuklir, energi dari fisi digunakan untuk memanaskan air, yang menghasilkan uap untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Sekitar 20 persen listrik di Amerika Serikat berasal dari pembangkit listrik tenaga nuklir.

Aplikasi lain dari fisi nuklir adalah dalam pembuatan senjata nuklir. Dalam senjata nuklir, perangkat pemicu digunakan untuk memulai fisi. Satu fragmentasi mengarah ke yang lain, menghasilkan reaksi berantai yang melepaskan sejumlah besar energi destruktif.

Satu-satunya dua cara atom kehilangan proton adalah melalui peluruhan radioaktif dan fisi nuklir. Kedua proses tersebut hanya akan terjadi pada atom yang memiliki inti tidak stabil. Telah diketahui bahwa radioaktif terjadi secara alami dan spontan. Menurut J Marvin Herndon, ada juga bukti yang menunjukkan bahwa fisi nuklir terjadi secara alami di mantel dan inti bumi, tidak hanya di perangkat buatan manusia seperti bom nuklir atau reaktor pembangkit listrik.