enrico fermi

ENRICO FERMI
(1901 – 1954)

A. Sejarah Hidup
Enrico Fermi lahir di Roma, Italia, tanggal 29 September 1901. Ayahnya bernama Alberto Fermi dan Ibunya Ida De Gattis. Fermi adalah anak ketiga dari tiga bersaudara. Salah satu sudaranya bernama Gaulio, Fermi mempunyai kegemaran yang sama yakni membuat mobil-mobilan dan pesawat terbang mainan yang benar-benar dapat terbang. Pribadi Fermi yang bertubuh kurus tersebut dikenal berotak cerdas tapi pendiam, pemalu dan suka menyendiri.
Pada umur 17 tahun ia masuk Universitas Pisa dan pada umur 21 tahun dia lulus dengan cemerlang dan menerima gelar Doktor Fisika. Menjelang usia 26 tahun dia sudah menjadi professor penuh di Universitas Roma.
Tahun 1933, Fermi mulai ditempatkan sebagai salah seorang ahli Fisika terkemuka dunia karena perumusannya tentang “kemerosotan beta” (sejenis radioaktifitas) yang mengaitkan perbincangan kuantitatif pertama kali tentang neutrino dan interaksi lemah, dua topik penting dalam dunia fisika masa kini. Penyelidikan macam itu, kendati tidak gampang dipahami awam, menempatkan Fermi sebagai salah seorang ahli fisika ternama. Pada bulan Desember 1938 Fermi menerima hadiah nobel dalam bidang Fisika. Meski ia seorang anak pejabat pemerintahan sebagai ispektur kepala di Kementrian Komuniasi, Fermi menganut paham politik yang anti-Fasisme. Artinya secara politik ia bersebarangan dengan Mussolini. Selain itu pemerintahan fesis Mussolini menerapkan UU yang anti semit (Yahudi), padahal sang istri, Laura Capon yang dinikahinya tahun 1928 adalah wanita keturunan Yahudi. Oleh karena itu, setelah menerima hadiah Nobel di Skockhlom, Swedia pada desember 1938, Fermi dan sang Istri serta kedua anaknya tidak pulang ke Italia melainkan ke New York-AS. AS bak mendapat durian runtuh karena kedatangan seorang ilmuwan terkemuka dan Fermi langsung mendapatkan tempat yang terhormat di Universitas Columbia.
Dari Universitas Columbia, ia bekerja di Universitas Chicago. Disinilah tanggal 2 Desember 1942 reaktor nuklir selesai dirancang dan dibangun dengan berhasil di bawah pimpinan Fermi. Pada tahun 1944 Fermi resmi menjadi warga AS. Sesudah Perang Dunia II, Fermi menjadi Mahaguru di Universitas Chicago. Pada tanggal 26 Desember 1954, Fermi menerima hadiah sebesar 15.000 Dolar dari suatu Badan Komisi Energi Atom dan Fermi di kenal sebagai Bapak Atom sedunia. Ia merupakan fisikawan dalam abad modern yang mampu mengkombinasikan kemahirannya dalam bidang eksperimen dan teoritis. Suatu kejadian yang langka, unsur dengan nomor atomik 100 yang ditemukan setelah ia meninggal ia diberi nama ‘fermium” untuk menghormati beliau. Tanggal 28 November 1954 Fermi meninggal dunai karena penyakit kanker yang dideritanya.
B. Konsep yang ditemukan
Konsep yang ditemukan oleh Fermi dimulai saat ia menjadi Profesor di Universitas Roma ketika usianya menjelang 26 tahun. Saat itu ia sudah menerbitkan kertas kerja utamanya yang berkaitan dengan cabang Fisika yang sulit, yang disebut “statistik kuantum”. Fermi mengembangkan teori statistik yang digunakan untuk melukiskan tingkah laku penyatuan partikel dalam jumlah yang besar secara terpisah-pisah, jenis yang kini disebut “fermions”.
Pada tahun 1933, Fermi menemukan teori tentang “kemerosotan beta”. Fermi memperkenalkan konsep interaksi lemah dan memakainya bersama dengan neutrino yang baru dipostulatkan oleh Pauli yang mengembangkan teori peluruhan beta sehingga dapat menjelaskan bentuk spektrum energi elektron, umur paro peluruhan dan sebagainya. Fermi dan kawan-kawan memulai sederetan eksperimen untuk menghasilkan radionuclide buatan, yaitu dengan menembaki berbagai unsur dengan neutron. Mereka menemukan khususnya neutron lambat ternyata sangat efektif. Beberapa hasilnya mengarah pada pembentukan unsur transuranik.
Pada tahun 1934, Fermi mengemukakan suatu teori yang berhubungan dengan masalah disintegrasi sinar beta pada bahan-bahan radioaktif. Dalam teori ini, dikemukakan bahwa pada setiap peluruhan beta akan selalu terbentuk partikel neutrino sebagai hasil sampingan. Pada peristiwa peluruhan beta, ternyata energi berkurang atau ada yang hilang, oleh Fermi dikatakan “dicuri” oleh neutrino. Disamping itu juga Fermi menunjukkan bahwa banyak jenis atom sanggup menyerap neutron, yaitu bilamana neutron dengan kecepatan tinggi dipelankan terlebih bahulu dengan cara menumbukkannya pada inti atom hidrogen dalam air yang berfungsi sebagai “moderator”, maka neutron tersebut lebih siap diserap oleh atom.
Pada tahun 1934 juga, Fermi mengemukakkan sebuah teori yang sangat penting yaitu tentang adanya kemungkinan membuat unsur-unsur buatan dalam laboratorium yang bernomor atom lebih dari 92 dengan cara menembakkan neutron kepada inti Uranium.
C. Pengembangan Konsep
Konsep yang ditemukan Fermi tentang “Statistik Kuantum” yang digunakan untuk melukiskan tingkah laku penyatuan partikel dalam jumlah besar ini membuka pemikiran para ahli dimasa sekarang punya pengertian lebih baik tentang bagian pokok inti atom, tentang tingkah laku penurunan mutu suatu benda (seperti yang terjadi pada bagian dalam sejenis bintang-bintang tertentu) dan tentang unsur-unsur terkandung dari sifat-sifat logam.
Temuan unsur transuranik oleh Fermi dkk membangkitkan rasa ingin tahu yang besar dikalangan Fisikawan nuklir dewasa itu, yang kemudian mengulangi percobaan Fermi dan mencoba memisahkan secara kimia serta mempelajari ciri khas masing-masing unsur transuranik yang diduga terbentuk itu, dan ternyata tak satupun yang berhasil memisahkan unsur transuranik “dugaan” yang mereka hasilkan dari Uranium.
Penelitian lebih seksama terhadap kehadiran unsur transuranik ini, kemudian dilakukan oleh ilmuwan fisika-kimia Jerman Otto Hahn dan rekannya ilmuwan fisika-kimia Austria, Lise Meitner. Kerja keras mereka yaitu ditemukannya bukti meyakinkan bahwa isotop radioaktif yang ditemukan Fermi dkk itu memang adalah isotop transuranik bernomor atom 93.
Beberapa saat kemudian Hahn menemukan bahwa yang diamati Fermi dkk itu adalah fisi nuklir. Diawal tahun 1939 Lise Meigner, Otto Hahn, dan Fritz Srassman melaporkan bahwa penyerapan neutron-neutron kadang kala menyebabkan atom-atom uranium jadi terpisah-pisah. Dari laporan tersebut, Fermi dkk segera menyadari bahwa terpisah-pisahnya atom Uranium dapat melepaskan cukup neutron untuk memulai reaksi berantai. Lebih dari itu, Fermi dkk segera melihat potensi kemiliteran yang dihasilkan oleh reaksi berantai ini, dan pertengahan tahun 1939 mencoba dalam pembuatan senjata atom, dan empat tahun kemudian setelah fisi nuklir ditemukan beberapa ahli yang dipimpin oleh Fermi berhasil merancang dan membangun reaktor nuklir pertama di dunia.
D. Aplikasi Konsep yang Ditemukan
Banyak sekali aplikasi konsep yang ditemukan oleh Fermi. Kehadiran reaktor nuklir bisa diaplikasikan dalam beberapa kegiatan:
1. Daya Nuklir
Panas yang dihasilkan selain digunakan sebagai pembangkit energi listrik juga bisa didistribusikan untuk memenuhi kebutuhan perumahan dan industri. Selain itu daya nuklir juga bisa digunakan untuk membantu dalam proses pengubahan air laut menjadi air tawar.
2. Propulsi Nuklir
Dalam bentuk propulsi nuklir kelautan dan usulan roket panas nuklir.
3. Transmutasi Unsur
Digunakan untuk memproduksi dan mengayaan Plutonium yang biasa digunakan dalam senjata nuklir. Selain itu, digunakan untuk memproduksi beragam isotop radioaktif seperti Americanum yang digunakan dalam detektor asap dan cobalt-60, molybdenum-99 serta lainnya yang digunakan untuk pencitraan dan perawatan medis (misalnya scan otak, scan dan uji tangkap tiroid, scan paru-paru yang ditampilkan dengan gambar dalam tiga dimensi menggunakan kamera gamma).
4. Aplikasi Penelitian
Digunakan dalam penyediaan sumber neutron dan radiasi positron dan pengembangan teknologi nuklir.
E. Pengembangan Konsep Kedepan
Reaktor Nuklir pertama kali dikenal khalayak melalui sisi buruknya. Namun reaktor ini tampaknya mempunyai arti penting, khususnya dimasa depan. Diharapkan pengembangan konsep dimasa akan datang dapat memperkecil bahkan menghilangkan dampak negatif dari penggunaan reaktor nuklir yang memproduksi radio isotop ini. Misalnya untuk terapi suatu penyakit dikembangkan radio isotop dengan menggunakan antibody didalamnya, sehingga ketika terapi dilakukan, radiasi yang dipancarkan radio isotop hanya membunuh sel penyakit saja sedangkan antibodinya berfungsi melindungi sel-sel normal sehingga tidak ada sel normal yang rusak sedikit pun dalam tubuh.





F. Soal-Soal dan Solusi
Soal:
1. Mengapa Enrico Fermi tidak menuju Roma melainkan ke AS saat menerima hadiah nobel di Swedia?
2. Bagaimana konsep statistik kuantum yang dikembangkan oleh Enrico Fermi?
3. Bagimana konsep pemikiran Enrico Fermi untuk menyelidiki struktur atom?
4. Bagaimana hasil eksperimen Enrico Fermi untuk reaksi berrantai?
5. Reaksi berrantai adalah reaksi yang mampu menghasilkan energy yang luar biasa besar, akan tetapi mampu diperlambat oleh Enrico Fermi, Bagaimana proses itu bisa terjadi?
Solusi:
1. Karena Enrico Fermi menganut faham politik yang bertentangan dengan pemerintahan Fasis Mussolini saat itu yang menerapkan Undang-Undang anti semit (yahudi) dimana notabene istri dari Fermi adalah keturunan Yahudi.
2. Fermi mengembangkan teori statistik yang digunakan untuk melukiskan tingkah laku penyatuan partikel dalam jumlah yang besar secara terpisah-pisah, jenis yang kini disebut “fermions”.
3. Secara sederhana, Fermi berpendapat harus menembakkan suatu partikel yang netral ke inti atom lainnya yang dalam hal ini partikel netral adalah netron.
4. Ketika sebuah netron (n) ditembakkan pada inti Uranium (U), inti ini akan menghasilkan inti Kripton (Kr), Inti Barium (Ba), 3 netron ditambah pelepasan sejumlah energy. Tiap-tiap netron yang dihasilkan dapat menembak inti Uranium lain dan seterusnya.
5. Fermi merancang cara untuk mengendalikan reaksi berrantai yaitu dengan menyelipkan batang cadmium dalam tumpukan atom. Bahan ini menyerap netron sehingga dapat memperlambat reaksi bahkan menghentikannya.