sejarah hidup Hans Albert Bethe

A.      SEJARAH HIDUP

Hans Albrecht Bethe lahir di Strasbourg, Jerman tanggal 2 Juli 1906. Dia adalah anak seorang ahli psikologi universitas, Prof. Albrecht Bethe. Saat remaja Hans Bethe menyukai matematika dan fisika, namun saat masuk di perguruan tinggi dia memilih fisika karena menurutnya “Persamaan matematika ditunjukan untuk membuktikan hal-hal yang nyata”. Bethe belajar fisika di Frankfurt, dan meluluskan pendidikannya di University of Munich dengan gelar Ph.D pada tahun 1928.

Namun kejadian buruk menimpanya, Bethe yang saat itu berkedudukan sebagai asisten professor di Tubingen University diberhentikan secara tidak hormat pada tahun 1933 oleh Nazi yang berkuasa saat itu karena ibunya adalah keturunan Yahudi, padahal dia menganggap dirinya bukan keturunan Yahudi.

Karena kebenciannya terhadap Nazi, Bethe menerima undangan J. Robert Oppenheimer dari Amerika Serikat untuk bergabung dalam Manhattan Project, yaitu suatu proyek militer AS untuk mendesain bom. Dia berangkat ke Amerika Serikat ditemani oleh Rose Ewald (Putri dari P.P. Ewald, seorang ahli fisika sinar-X), yang kemudian dinikahinya pada tahun 1939 dan memeberinya 2 anak, Henry George dan Monica. Sebagai kontribusi dari keikutsertaannya pemerintah Amerika Serikat memeberikan jabatan Assisten professor di Cornell University pada tahun 1934. Kemudian pada tahun 1941 ia resmi menjadi warga negara Amerika Serikat. Di Cornell university, dia belajar fisika tentang reaksi nuklir, dan mengantarkan keberhasilan dalam Manhattan Project.

Setelah berhasil dalam Manhattan Project, ia kembali ke Cornell University dan melanjutkan penelitiannya tentang reaksi nuklir. Bethe juga menjadi ilmuwan pertama yang berhasil menjelaskan fenomena tingkat energi atom (Lamb shift) dalam spektrum hidrogen yang dilaporkan oleh Willis Lamb pada tahun 1947 dalam konperensi fisika.

Pada tahun 1948, Bethe sempat menyumbangkan makalah penting tentang asal usul elemen kimia pada saat terjadinya peristiwa Big-Bang. Makalah yang disusunnya bersama dengan Ralph Alpher dan Georges Gamow ini dikenal dengan makalah `Alpha-Betha-Gamma`. Dia juga menulis 3 artikel tentang teori dan eksperimen nuklir di Review Modern Physics dan kemudian ketiga makalah ini menjadi Textbook (Bethe bible) bagi para fisikawan yang bergelut dalam bidang nuklir.

Pada tahun 1949, Edward Teller yang merupakan sahabatnya mengajaknya untuk bergabung dalam usaha bembuatan super bom (bom Hidrogen). Namun ia menyadari akibat yang dahsyat jika bom itu dibuat, sehingga ia menantang sahabatnya sendiri dan kemudian aktif berkampanye anti penggunaan nuklir untuk kekerasan. Dia terus menyerukan anti penggunaan nuklir untuk kekerasan pada dunia, dan hal ini membuatnya mendapatkan penghargaan sebagai Honorary Doctor dari berbagai universitas di seluruh dunia.

Dari semua penelitiannya, pencapaian Bethe yang utama adalah keberhasilannya mengembangkan teori reaksi nuklir yang menghasilkan energi bintang (Stellar Nucleosintesis). Penemuan tentang reaksi-reaksi nuklir ini mengantarkannya pada Nobel Prize for Physics di tahun 1967.

Hans Bethe meninggal dunia di rumahnya di Itacha, New York tanggal 6 Maret 2005. Semua prestasi dan aktivitas Bethe, membuatnya dikenang sebagai Dekan Fisika seluruh dunia.

B.     PENEMUAN KONSEP

Kebenciannya terhadap Nazi, mengantarkan Bethe pada prestasi yang kemilau. Dengan menerima undangan J. Robert Oppenheimer dari Amerika Serikat untuk bergabung dalam Manhattan Project, untuk mendesain bom. Dari keikutsertaannya pada proyek tersebut ia mendapatkan jabatan Assisten professor di Cornell University pada tahun 1934. Dia belajar banyak tentang reaksi nuklir disana.

Bethe memiliki kemampuan dalam memanipulasi persamaan-persamaan fisika sehingga ia berhasil menjelaskan fenomena tingkat energi atom (Lamb shift) dalam spektrum hidrogen yang dilaporkan oleh Willis Lamb pada tahun 1947 dalam konperensi fisika.

Dari semua penelitiannya tentang reaksi nuklir, akhirnya pencapaian Bethe yang utama adalah keberhasilannya mengembangkan teori reaksi nuklir yang menghasilkan energi bintang (Stellar Nucleosintesis). Ia menemukan bahwa reaksi yang terjadi pada bintang-bintang yang relatif terang mengikuti Siklus Karbon-Nitrogen (dikenal sebagai Bethe-Weizsacker Cycle). Sementara yang terjadi di Matahari dan bintang-bintang yang lebih redup merupakan reaksi proton-proton. Penemuan ini mengantarkannya mendapatkan hadiah Nobel di tahun 1967.

C.      PENGEMBANGAN KONSEP

Keberhasilan Bethe yang memuaskan adalah dalam mengembangkan teori reaksi nuklir yang menghasilkan energi bintang (Stellar Nucleosintesis). Ia menemukan bahwa reaksi yang terjadi pada bintang-bintang yang relatif terang mengikuti Siklus Karbon-Nitrogen (dikenal sebagai Bethe-Weizsacker Cycle). Sementara yang terjadi di Matahari dan bintang-bintang yang lebih redup merupakan Reaksi Proton-Proton.

Dalam fisika nuklir, sebuah reaksi nuklir adalah sebuah proses di mana dua nuklei atau partikel nuklir bertubrukan, untuk memproduksi hasil yang berbeda dari produk awal. Pada prinsipnya sebuah reaksi dapat melibatkan lebih dari dua partikel yang bertubrukan, tetapi kejadian tersebut sangat jarang. Bila partikel-partikel tersebut bertabrakan dan berpisah tanpa berubah (kecuali mungkin dalam level energi), proses ini disebut tabrakan dan bukan sebuah reaksi.

Dikenal dua reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi nuklir dan reaksi fisi nuklir. Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga dikenal sebagai reaksi yang bersih. Reaksi fusi juga menghasilkan radiasi sinar alfa, beta dan gamma yang sangat berbahaya bagi manusia. Unsur yang sering digunakan dalam reaksi fusi nuklir adalah Lithium dan Hidrogen (terutama Lithium-6, Deuterium, Tritium).

Reaksi fusi antara Lithium-6 dan Deuterium yang menghasilkan 2 atom Helium-4.

Reaksi yang terjadi di matahari seperti halnya pada bom hidrogen yaitu reaksi Fusi (Penggabungan), lain halnya dengan bom nuklir yang melalui reaksi Fisi (Pemecahan). Para ilmuwan meyakini bahwa matahari dengan reaksi Fusinya dapat menghasilkan energi yang dasyat.

Reaksi yang terjadi di Matahari adalah reaksi fusi dengan proses penggabungan antara atom hidrogen mengasilkan atom helium dengan menghasilkan energi yang sangat besar.

Matahari diperkirakan memiliki diameter kira-kira 1,4 juta Km dan memiliki massa sekitar 32.000 massa bumi. Temperatur matahari dipermukaan adalah sekitar 6000 °C dan inti sekitar 20 juta °C (bayangkan pada 100 °C, air sudah menjadi uap), dengan kandungan paling banyak 70% hidrogen dan 27 % Helium. Panas yang kita terima adalah hasil dari reaksi yang terjadi di matahari, matahari seperti tungku yang panas dan memancarkan energi ke segala penjuru termasuk bumi.

Matahari tidak memancarkan energi secara periodik, tetapi terus menerus karena reaksi yang terjadi adalah reaksi berantai, artinya tiap energi Fusi yang terjadi menghasilkan energi dan atom lain yang tidak stabil. Energi yang dihasilkan ini kemudian menghasilkan pengahancuran materi dan menghasilkan energi, sementara atom yang tidak stabil meluruh menjadi unsur yang stabil yang kemudian bereaksi fusi lagi dengan proton sehingga timbul unsur lain yang tidak stabil dan energi, demikian seterusnya tanpa henti-hentinya. Namun demikian reaksi ini menyebabkan hilangnya massa matahari akibat proses penghancuran materi tadi (Deffect massa). Perumusan ini sangat terkenal dengan perumusannya Einstein yaitu E = mc² dimana, E adalah energi yang timbul, m adalah massa yang hilang dan c adalah kecepatan cahaya pada ruang hampa.

Siklus reaksi berantai yang dikemukakan oleh Dr. Hans Albrecht Bethe dan Dr. Carl Friedrich Von Weizshacher ini sering disebut “Hidrogen Helium Sintesis”. Proses ini pada intinya adalah pembakaran empat inti Hidrogen menjadi inti Helium, pada proses ini terjadi kurang lebih 0.75% pengurangan massa Hidrogen yang diubah menjadi energi. Para ilmuwan menghitung bahwa daya pancar matahari kira-kira 3.78 x 1033 erg / det, dengan menggunakan perumusan Einstein kita dapat menentukan massa yang hilang dari matahari setiap detik adalah sekitar 4 juta ton setiap detik.

D.      APLIKASI KONSEP

Dalam fisika, fusi nuklir (reaksi termonuklir) adalah sebuah proses saat dua inti atom bergabung, membentuk inti atom yang lebih besar dan melepaskan energi. Fusi nuklir adalah sumber energi yang menyebabkan bintang bersinar, dan Bom Hidrogen meledak. Senjata nuklir adalah senjata yang menggunakan prinsip reaksi fisi nuklir dan fusi nuklir.

Perkembangan fisika nuklir terus melaju pesat, terakhir dengan dibuatnya bom nuklir, bom hidrogen dan reaktor nuklir untuk digunakan sumber tenaga baik listrik maupun bahan bakar.

Contoh reaksi fusi nuklir adalah reaksi yang terjadi di hampir semua inti bintang di alam semesta. Senjata bom hidrogen juga memanfaatkan prinsip reaksi fusi tak terkendali.

Di USA dan seluruh Eropa, investasi pada penelitian daur bahan bakar nuklir terus berlanjut, dan dengan prediksi beberapa ahli akan kelangkaan listrik, peningkatan harga bahan bakar fosil dan perhatian akan emisi gas rumah kaca akan memperbarui kebutuhan PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir).

Banyak negara yang tetap aktif mengembangkan energi nuklirnya termasuk diantaranya Jepang, China dan India, kesemuanya aktif mengembangkan teknolgi reaktor thermal dan reaktor cepat. Korea Selatan dan USA hanya mengembangkan teknolgi reaktor thermal, Afrika Selatan dan China mengembangkan versi baru Pebble Bed Modular Reactor (PBMR). Finlandia dan Perancis aktif mengembangkan energi nuklir; Finladia mempunyai European Pressurized Reactor yang dibangun oleh Areva.

E.       PENGEMBANGAN KONSEP KEDEPAN

Perkembangan fisika nuklir terus melaju pesat, terakhir dengan dibuatnya bom nuklir, bom hidrogen dan reaktor nuklir untuk digunakan sumber tenaga baik listrik maupun bahan bakar. Diharapkan kedepan energi nuklir sudah dapat diaplikasikan pada energi penggerak pesawat ruang angkasa guna menjelajahi tata surya lebih jauh. Mengingat unsur yang banyak di luar angkasa adalah hidrogen, dengan demikian kita dapat menggunakan siklus hidrogen pada penggerak pesawat ruang angkasa.

F.       SOAL-SOAL DAN KUNCI JAWABAN

1.      Mengapa Nazi Jerman memberhentikan Hans Bethe sebagai asisten professor di Tubingen University pada tahun 1933?

Karena ibunya adalah keturunan Yahudi, dimana bangsa Yahudi merupakan salah satu musuh yang diperangi oleh pemerintahan Nazi Jerman.

2.      Apa pencapaian Bethe yang utama dari semua penelitiannya?

Dari semua penelitiannya, pencapaian Bethe yang utama adalah keberhasilannya mengembangkan teori reaksi nuklir yang menghasilkan energi bintang (Stellar Nucleosintesis).

3.      Bagaimana konsep reaksi nuklir yang terjadi di Matahari?

Reaksi nuklir yang terjadi di Matahari adalah reaksi fusi dengan proses penggabungan antara atom hidrogen mengasilkan atom helium sehingga menghasilkan energi yang sangat besar.

4.      Sebutkan beberapa bentuk aplikasi penggunaan reaksi nuklir?

Beberapa bentuk aplikasi penggunaan reaksi nuklir adalah bom nuklir, bom hidrogen dan reaktor nuklir untuk digunakan sumber tenaga baik listrik maupun bahan bakar.

5.      Mengapa Hans Bethe mendapatkan gelar Honorary Doctor?

Karena Dia terus menyerukan anti penggunaan nuklir untuk kekerasan pada dunia,