Agar dapat terjadi reaksi fusi diperlukan temperatur yang sangat tinggi sekitar 10⁸ K, sehingga reaksi fusi disebut juga reaksi termonuklir. Karena untuk bisa terjadi reaksi fusi diperlukan suhu yang sangat tinggi, maka di matahari merupakan tempat berlangsungnya reaksi fusi. Energi matahari yang sampai ke Bumi diduga merupakan hasil reaksi fusi yang terjadi dalam matahari. Hal ini berdasarkan hasil pengamatan bahwa matahari banyak mengandung hidrogen (₁ H ¹). Dengan reaksi fusi berantai akan dihasilkan inti helium-4. Di mana reaksi dimulai dengan penggabungan antardua atom hidrogen membentuk deutron, selanjutnya antara deutron dengan deutron membentuk inti atom helium-3 dan akhirnya dua inti atom helium-3 bergabung membentuk inti atom helium-4 dan 2 atom hidrogen dengan melepaskan energi total sekitar 26,7 MeV, yang reaksinya dapat dituliskan:

\(_1 H^1 + _1 H^1 \rightarrow _1 H^2 + _1 e^0 + Q_1 \)

\(_1 H^2 + _1 H^2 \rightarrow _2 H^3 + \gamma + Q_2 \)

\(_2 H^3 + _2 H^3 \rightarrow _2 H^4 + 2 _1 H^0 + Q_3 \)

Reaksi tersebut dapat ditulis :
\( 4 _1 H^1 \rightarrow _2 He^4 + 2 _1 e^0 + Q \)

Diagram Reaktor Nuklir

Menurut kegunaannya, reaktor nuklir dapat dibedakan menjadi tiga.

1.Reaktor Produksi Isotop
Reaktor produksi isotop yaitu reaktor yang menghasilkan radioisotop yang banyak dipakai dalam bidang nuklir, kedokteran, biologi, industri, dan farmasi.

2.Reaktor Daya/Power
Reaktor daya yaitu reaktor yang dapat menghasilkan energi listrik. Reaktor daya merupakan reaktor komersial yang menghasilkan energi listrik untuk dijual misalnya PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir)

3.Reaktor Penelitian
Reaktor penelitian yaitu reaktor yang dipergunakan untuk penelitian di bidang pertanian, peternakan, industri, kedokteran, sains, dan sebagainya.

Pemanfaatan radioisotop dalam bidang kedokteran.

Sebagai penghasil radioisotop, reaktor atom dapat menghasilkan berbagai macam radioisotop yang dapat dimanfaatkan untuk banyak keperluan. Selain itu reaktor atom juga dapat menghasilkan neutron yang dapat digunakan untuk penelitian. Unsur radioaktif yang tersedia di alam tidak memadai untuk memenuhi kebutuhan tertentu yang menghendaki sifat-sifat tertentu dari unsur radioaktif tersebut. Misalnya mengenai waktu paruhnya dan jenis radiasinya. Oleh karena itu, dibuat unsur radioaktif buatan yang sesuai dengan kebutuhannya.

Pengunaan radioisotop di bidang penelitian ilmiah misalnya di bidang ilmu pengetahuan Biologi para ahli telah menggunakan besi-59 untuk mempelajari umur sel-sel darah merah manusia. Sel darah merah yang ditandai dengan besi-59 diketahui mempunyai rentang hidup rata-rata 120 hari.

Dalam ilmu kelautan, radioisotop telah digunakan untuk menganalisis arus laut dan arus pantai. Suatu perunut radioisotop Iodin-131 disemprotkan ke dalam air laut di tengah-tengah suatu susunan melingkar detektor-detektor yang peka. Berbagai detektor itu menangkap jumlah radioisotop yang sampai padanya. Dengan demikian dimungkinkan dapat ditentukannya arah maupun kecepatan arus laut dengan tepat dan cepat.

Di bidang kedokteran, radioisotop digunakan untuk keperluan diagnosis dan perawatan medis. Mesin sinar X merupakan peralatan diagnosis penting yang selama bertahun-tahun telah digunakan. Alat ini membutuhkan arus listrik untuk pengoperasiannya. Kini dengan menggunakan sinar gamma dari sinar radioisotop, dapat diperoleh hasil yang sama. Karena peralatan yang menggunakan sinar gamma sangat ringan dan tidak memerlukan arus listrik yang besar, maka alat ini dapat digunakan di lapangan atau di tempat-tempat yang sekiranya pasien sulit dipindahkan ke ruang sinar X. Isotop tulium-170, iridium-192, kobalt-60, sesium-137, dan iodin-131 telah menyediakan radiasi untuk keperluan ini.

Perunut radioaktif dipergunakan untuk menentukan letak tumor dan merunut gerakan darah di seluruh tubuh. Unsur-unsur tertentu cenderung terpusat dalam bagian-bagian tubuh yang khas. Misalnya kalsium dan strontium adalah perunut tulang, iodin memusat pada kelenjar gondok, arsen dan tembaga pada otak. Di samping untuk diagnosis, radioisotop juga digunakan sebagai alat penyembuh, misalnya sinar gamma yang berasal dari kobalt-60 digunakan untuk membunuh sel-sel kanker, atau sinar gamma juga dapat untuk menyeterilkan peralatan kedokteran, misalnya alat-alat bedah, alat suntik dan lain-lainnya dengan jalan penyinaran.

Di bidang industri, radioisotop dapat digunakan untuk mengukur ketebalan bahan, mengontrol kualitas bahan dengan memanfaatkan sinar gamma yang dipancarkan. Dalam industri pengolahan bahan makanan. Radiasi radioisotop dapat digunakan untuk membasmi mikroorganisme yang berbahaya, sebagai anti hama pada padi-padian, dan untuk menghalangi pembentukan kecambah pada beberapa sayur-sayuran.

Radiasi dari radioisotop sering juga digunakan untuk mendeteksi kebocoran pipa di bawah tanah dengan jalan memasukkan radioisotop dalam fluida yang mengalir dalam pipa tersebut. Pada tempat yang bocor akan mempunyai aktivitas yang tinggi dibandingkan tempat yang lain.

Penggunaan radioisotop, di samping mendatangkan banyak manfaat, juga dapat mendatangkan masalah. Masalah yang dihadapi sekarang ini di antaranya, masalah pengontrolan dan pembuangan limbah nuklir. Pembuatan persenjataan nuklir dari negara-negara maju maupun negara yang berkembang yang tidak dikontrol akan membahayakan bagi kehidupan. Misalnya dengan terjadinya perang antarnegara yang menggunakan persenjataan nuklir. Di samping itu pembuangan sampah nuklir yang berasal dari reaktor atom akan menjadi masalah jika dibuang sembarangan, karena limbah tersebut masih bersifat radioaktif. Radiasi yang dipancarkan akan membahayakan lingkungan sekitarnya.

Seseorang yang mendapat sinar radiasi dalam waktu yang lama akan menyebabkan timbulnya penyakit di dalam tubuh, di antaranya kanker, leukimia, dan gangguan saraf. Hal ini dikarenakan radiasi sinar radioaktif dapat menyebabkan perubahan pada sel-sel tubuh.

Perhatikan reaksi inti berikut!

Diketahui :
= 1,0081 sma
= 4,0038 sma
= sangat kecil (diabaikan)
Jika 1 sma = 931 MeV
Berapa energi yang dihasilkan pada reaksi inti di atas?
A. 0,00286 MeV
B. 26,6266 MeV
C. 35,3781 MeV
D. 40,2832 MeV
E. 92,2431 MeV

Pembahasan :
Defek massa reaksi inti :
\begin{aligned}
\Delta m &= \Sigma m_{\textrm{pereaksi}} – \Sigma m_{\textrm{hasil rekasi}} \\
&= 4\cdot 1,0081 – (4,0028 + 0) \\
&= 4,0324 – 4,0038 \\
&= 0,0286 \quad \textrm{sma}
\end{aligned}

Besar energi yang dihasilkan :
\begin{aligned}
E &= \Delta m \times 931 \quad \textrm{MeV} \\
&= 0,0286 \times 931 \quad \textrm{MeV} \\
&= 26,6266 \quad \textrm{MeV}
\end{aligned}

Jawaban : B