Interaksi Radiasi Neutron

Interaksi Radiasi Neutron..

Haii Sobat.. pada kesempatan kali ini kita akan membahas terkait Radiasi Neutron. Taukah kamu, sifat dari Radiasi Neutron secara umum sama dengan radiasi gamma, karena Radiasi Neutron tidak membawa muatan dan karena itu tidak dapat berinteraksi dalam materi dengan gaya coulomb (tetapi mampu mengionisasi secara tidak langsung), yang mendominasi mekanisme kehilangan energi untuk partikel dan elektron bermuatan. Namun Neutron adalah partikel yang mempunyai massa.

Probabilitas relatif dari berbagai jenis interaksi Neutron berubah secara dramatis dengan energi Neutron itu sendiri. Dalam penyederhanaannya, Neutron dibagi menjadi dua kategori berdasarkan energinya, yaitu "Neutron Cepat" dan "Neutron Lambat". Secara umum interaksinya dengan materi lebih banyak bersifat mekanik berupa tumbukan antara Neutron dengan inti atom bahan penyerap, baik secara elastik maupun non elastik. 

Baca juga: Interaksi Sinar Gamma atau Sinar-X

Pada setiap terjadinya tumbukan, materi penyerap akan menyerap energi Neutron tersebut, sehingga setelah beberapa kali terjadi tumbukan berulang maka energi Neutron akan berkurang. Kemudian, interaksi lain yang akan terjadi jika energi neutron sudah sangat rendah adalah reaksi inti atau penangkapan Neutron oleh inti atom bahan penyerap dan reaksi fisi atau pembelahan inti.

Neutron lambat. Interaksi signifikan termasuk hamburan elastis dengan inti penyerap dan serangkaian besar reaksi nuklir yang diinduksi Neutron. Karena energi kinetik elektron lambat yang kecil, sangat sedikit energi yang dapat ditransfer ke inti bahan penyerap dalam hamburan elastis. Namun, hal tersebut bukanlah interaksi dimana detektor Neutron lambat dapat didasarkan. 

Tumbukan elastik cenderung sangat mungkin terjadi, dan seringkali berfungsi untuk membawa neutron lambat ke dalam kesetimbangan termal dengan media penyerap sebelum jenis interaksi yang berbeda terjadi. Oleh karena itu, pada suhu kamar, sebagian besar populasi dalam rentang energi Neutron lambat akan ditemukan diantara Neutron Thermal ini, yang memiliki energi rata-rata sekitar 0,025 eV.

Neutron cepat. Neutron cepat dapat mentransfer sejumlah besar energi dalam sekali tumbukan terhadap bahan penyerap. Jika energi Neutron Cepat masih cukup tinggi, dalam peristiwa tersebut dapat terjadi hamburan tidak elastik dengan inti atom bahan penyerap.

Secara umum, dapat dikatakan bahwa interaksi radiasi Neutron dengan materi adalah Tumbukan Elastik, Tumbukan Non Elastik, Reaksi Inti (Penangkapan Neutron), dan Reaksi Fisi.

Baca juga: Interaksi Partikel Bermuatan Berat (Partikel Alfa/Radiasi Alfa)

Tumbukan Elastik, adalah Tumbukan antara Neutron cepat dengan inti atom bahan penyerap dimana total energi kinetik dan momentum partikel-partikel sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama besarnya atau tidak berubah. 

Dalam tumbukan elastik antara Neutron Cepat dan inti atom bahan penyerap, sebagian energi Neutron diberikan kepada inti atom yang ditumbuknya sehingga inti atom tersebut terpental sedangkan Neutronnya dibelokkan/terhambur. 

Tumbukan elastik terjadi bila atom yang ditumbuk oleh Neutron cepat mempunyai massa yang sama, atau hampir sama dengan massa Neutron (contohnya: atom Hidrogen), sehingga fraksi energi Neutron yang terserap oleh atom sangat besar. 

Baca juga: Mengenal Sumber Radiasi dari Proses Atom atau Nuklir

Air yang mengandung banyak atom Hidrogen, merupakan bahan yang efektif sebagai bahan moderasi Neutron, karena Neutron dapat kehilangan seluruh energinya dalam satu tumbukan dengan inti atom Hidrogen. Namun untuk inti yang lebih berat, hanya transfer energi parsial yang mungkin terjadi.

Tumbukan Non Elastik. Tumbukan non elastik sebenarnya sama dengan tumbukan elastik, tetapi energi kinetik sebelum dan sesudah terjadinya tumbukan adalah berbeda. 

Hal tersebut terjadi jika massa atom yang ditumbuk Neutron jauh lebih besar dari massa Neutron. Setelah terjadi tumbukan, inti atom tersebut tereksitasi (jika dibayangkan seperti terjadi "Getaran"), sedangkan Neutronnya terhamburkan. Inti atom yang tereksitasi akibat tumbukan tersebut, akan menuju pada kondisi normal dengan memancarkan radiasi Gamma. 

Dalam peristiwa ini, energi Neutron yang diberikan kepada atom yang ditumbuknya tidak terlalu besar seingga setelah tumbukan, energi Neutron tidak banyak berkurang. Oleh karena itu, bahan yang mengandung atom-atom dengan nomor atom yang besar tidak efektif sebagai penahan radiasi Neutron.

Reaksi Inti (Penangkapan Elektron). Seperti yang sudah dijelaskan diatas, bila energi Neutron sudah sangat rendah atau sering disebut sebagai Neutron Thermal, maka terdapat kemungkinanan bahwa Neutron tersebut akan ditangkap oleh ini atom bahan penyerap sehingga membentuk inti atom baru, yang biasanya merupakan inti atom baru yang tidak stabil, dan memancarkan radiasi seperti alfa, beta, dan gamma. Peristiwa ini disebut sebagai proses aktivasi Neutron, yaitu mengubah bahan yang stabil menjadi bahan radioaktif.

Reaksi Fisi. Pada peristiwa reaksi fisi ini, setiap reaksi akan menghasilkan dua atau lebih Neutron cepat baru, yang energinya dapat diturunkan menjadi Neutron lambat (thermal). Suatu inti atom yang dapat membelah (bahan fisil) seperti Uranium (misalnya U-235, U-233) dan Plutonium (Pu-239), isotop tersebut jika ditembakkan dengan Neutron Thermal akan membelah menjadi dua inti radioaktif. 

Dalam reaksi pembelahan tersebut juga dilepaskan sejumlah energi panas. Karena hasil proses pembelahan merupakan radionuklida, maka dalam proses tersebut juga dipancarkan berbagai macam radiasi seperti alfa, beta, dan gamma. Kemudian Neutron Thermal yang baru tersebut terus menerus berlangsung malakukan reaksi fisi berikutnya. 

Proses ini akan terus menerus terjadi dan biasanya disebut dengan proses reaksi berantai (chain reaction). Dalam Reaktor Nuklir, proses reaksi berantai ini dikendalikan secara cermat sehingga tidak berbahaya, sedangkan pada bom atau senjata Nuklir reaksi ini dibiarkan tanpa kendali.

Perlu sobat ketahui, selain bahan fisil ada juga bahan Nuklir yang biasa disebut dengan bahan fertil (seperti U-238, Th-232), yang bila ditembak dengan Neutron akan menjadi bahan fisil juga.

Menurut Badan Tenga Nuklir Nasional (Batan), Negara Indonesia merupakan salah satu negara yang banyak memiliki bahan Nuklir (Seperti Uranium dan Thorium) yang tersebar di tiga wilayah, dengan sejumlah puluhan ribu ton dan bahkan ratusan ribu ton. Dengan kekayaan bahan Nuklir yang dimiliki oleh Negara Indonesia tersebut, harapan kedepannya Indonesia mampu memproduksi listrik (pembangkit listrik tenaga nuklir) dan mengembangkan teknologi berbasis Nuklir untuk bidang Industri, Kesehatan, Pertanian, dan lain-lain..