Plutonium-240: Perbedaan antara revisi

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Jelajahi riwayat secara interaktif
← Revisi sebelumnyaRevisi selanjutnya →
Konten dihapus Konten ditambahkan
VisualTeks wiki
Wiz Qyurei (bicara | kontrib)
21.051 suntingan
Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler Suntingan seluler lanjutan
Wiz Qyurei (bicara | kontrib)
21.051 suntingan
a
Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler Suntingan seluler lanjutan
Baris 1: Baris 1:
{{Infobox isotope
{{Infobox isotope|alternate_names=|decay_energy3=|binding_energy=|error1=|excess_energy=|spin=|parent2_decay=|parent2_mass=|parent2_symbol=|parent2=|parent_decay=|parent_mass=|parent_symbol=|parent=|decay_energy4=|decay_mode4=|decay_mode3=|symbol=Pu|error_halflife=|mass_number=240|mass=240.0538135(20)<ref name="Ame2003">{{cite journal |last1=Audi |first1=Georges |last2=Wapstra |first2=Aaldert Hendrik |last3=Thibault |first3=Catherine |title=The Ame2003 atomic mass evaluation |journal=Nuclear Physics A |date=December 2003 |volume=729 |issue=1 |pages=337–676 |doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 |bibcode=2003NuPhA.729..337A }}</ref>|num_neutrons=146|num_protons=94|abundance=0 (Artifisial)|halflife=6561(7) tahun<ref>{{cite journal |last1=Audi |first1=Georges |last2=Bersillon |first2=Olivier |last3=Blachot |first3=Jean |last4=Wapstra |first4=Aaldert Hendrik |title=The Nubase evaluation of nuclear and decay properties |journal=Nuclear Physics A |date=December 2003 |volume=729 |issue=1 |pages=3–128 |doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 |bibcode=2003NuPhA.729....3A |citeseerx=10.1.1.692.8504 }}</ref>|image=|decay_energy2=|decay_product=|decay_symbol=|decay_mass=|decay_mode1=[[Peluruhan alfa]]|decay_energy1=5.25575(14)<ref name="Ame2003 " />|decay_mode2=|error2=}}
| symbol =Pu
| mass_number =240
| mass = 240,0538135(20)<ref name="Ame2003">{{cite journal |last1=Audi |first1=Georges |last2=Wapstra |first2=Aaldert Hendrik |last3=Thibault |first3=Catherine |title=The Ame2003 atomic mass evaluation |journal=Nuclear Physics A |date=December 2003 |volume=729 |issue=1 |pages=337–676 |doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 |bibcode=2003NuPhA.729..337A |url=http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/33246 }}</ref> | num_neutrons =146
| num_protons =94
| abundance = [[Radioisotop renik|Renik]]
| halflife = {{val|6561|(7)}} tahun<ref>{{cite journal |last1=Audi |first1=Georges |last2=Bersillon |first2=Olivier |last3=Blachot |first3=Jean |last4=Wapstra |first4=Aaldert Hendrik |title=The Nubase evaluation of nuclear and decay properties |journal=Nuclear Physics A |date=December 2003 |volume=729 |issue=1 |pages=3–128 |doi=10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 |bibcode=2003NuPhA.729....3A |citeseerx=10.1.1.692.8504 }}</ref>
|decay_mode1 = [[Peluruhan alfa]]
|decay_energy1 = 5,25575(14)<ref name="Ame2003 " />
}}


'''Plutonium-240''' ('''{{SimpleNuclide2|pu|240}}''', '''Pu-240''') adalah sebuah [[isotop]] [[plutonium]] yang terbentuk ketika [[plutonium-239]] menangkap sebuah [[neutron]]. Deteksi [[fisi spontan]] menyebabkan penemuan isotop teersebut pada 1944 di [[Project Y|Los Alamos]] dan memiliki konsekuensi penting bagi [[Proyek Manhattan]].<ref>{{Cite journal|last=Farwell|first=G. W.|date=1990|title=Emilio Segre, Enrico Fermi, Pu-240, and the atomic bomb|url=http://inis.iaea.org/Search/search.aspx?orig_q=RN:22021810|journal=Symposium to Commemorate the 50th Anniversary of the Discovery of Transuranium Elements|volume=|issue=|doi=|pmid=|access-date=|via=}}</ref>
'''Plutonium-240''' ('''<sup>240</sup>Pu''' atau '''Pu-240''') adalah sebuah [[isotop]] [[plutonium]] yang terbentuk ketika [[plutonium-239]] menangkap sebuah [[neutron]]. Deteksi [[Pembelahan spontan|fisi spontan]] menyebabkan penemuan isotop tersebut pada 1944 di [[Project Y|Los Alamos]] dan memiliki konsekuensi penting bagi [[Proyek Manhattan]].<ref>{{Cite journal|last=Farwell|first=G. W.|date=1990|title=Emilio Segre, Enrico Fermi, Pu-240, and the atomic bomb|url=http://inis.iaea.org/Search/search.aspx?orig_q=RN:22021810|journal=Symposium to Commemorate the 50th Anniversary of the Discovery of Transuranium Elements}}</ref>

<sup>240</sup>Pu mengalami fisi spontan sebagai mode peluruhan sekunder pada tingkat yang kecil namun signifikan. Kehadiran <sup>240</sup>Pu membatasi penggunaan plutonium dalam [[Senjata nuklir|bom nuklir]], karena fluks neutron dari fisi spontan memulai [[reaksi berantai]] sebelum waktunya, menyebabkan pelepasan energi awal yang secara fisik membubarkan inti sebelum [[Ledakan (proses mekanis)|ledakan]] penuh tercapai.<ref name=":1" /><ref name=":2">{{Cite book|chapter-url=https://books.google.com/books?id=fCWKClWP_TwC|title=Nuclear Energy: Principles, Practices, and Prospects|last=Bodansky|first=David|date=2007|publisher=Springer Science & Business Media|isbn=978-0-387-26931-3|language=en|chapter=Nuclear Bombs, Nuclear Energy, and Terrorism}}</ref>
Ia meluruh dengan [[Peluruhan alfa|emisi alfa]] menjadi [[uranium-236]].

== Sifat nuklir ==
Sekitar 62% hingga 73% dari total waktu ketika <sup>239</sup>Pu [[Tangkapan neutron|menangkap neutron]], ia mengalami [[Fisi nuklir|fisi]]; sisa dari total waktu, membentuk <sup>240</sup>Pu. Semakin lama unsur [[bahan bakar nuklir]] berada dalam reaktor nuklir, semakin besar persentase relatif <sup>240</sup>Pu dalam bahan bakar tersebut.

Isotop <sup>240</sup>Pu [[Penampang neutron|penampang]] penangkap neutron termal yang hampir sama dengan <sup>239</sup>Pu ({{val|289.5|1.4}} vs. {{val|269.3|2.9}} [[barn (satuan)|barn]]),<ref>{{cite book|title=Atlas of neutron resonances : resonance parameters and thermal cross sections Z=1-100|last=Mughabghab|first=S. F.|publisher=Elsevier|year=2006|isbn=978-0-08-046106-9|location=Amsterdam}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www-nds.iaea.org/sgnucdat/a5.htm|title=Actinide data: Thermal neutron cross sections, resonance integrals, and Westcott factors|website=Nuclear Data for Safeguards|publisher=[[Badan Tenaga Atom Internasional]]|access-date=23 Juni 2022}}</ref> tetapi hanya penampang fisi neutron termal kecil (0,064 barn). Ketika isotop <sup>240</sup>Pu menangkap neutron, kemungkinannya sekitar 4500 kali lebih besar untuk menjadi [[plutonium-241]] daripada membelah. Secara umum, isotop dengan [[nomor massa]] ganjil lebih mungkin untuk menyerap neutron, dan dapat mengalami fisi pada penyerapan neutron lebih mudah daripada isotop nomor massa genap. Jadi, isotop massa genap cenderung terakumulasi, terutama dalam [[reaktor neutron termal]].

== Senjata nuklir ==
Kehadiran tak terelakkan dari beberapa <sup>240</sup>Pu dalam inti hulu ledak nuklir berbasis plutonium akan memperumit desainnya, dan <sup>239</sup>Pu murni dianggap optimal.<ref name=":0" /> Ini karena beberapa alasan:

* <sup>240</sup>Pu memiliki tingkat [[Pembelahan spontan|fisi spontan]] yang tinggi. Sebuah neutron tersesat tunggal yang muncul saat inti sedang [[Massa kritis|superkritis]] akan menyebabkannya meledak dengan segera, bahkan sebelum dihancurkan ke konfigurasi optimal. Kehadiran <sup>240</sup>Pu akan menyebabkan [[Kegagalan (uji coba nuklir)|kegagalan]] secara acak, dengan hasil ledakan jauh di bawah hasil potensial.<ref name=":0" /><ref name=":2" />
* Isotop selain <sup>239</sup>Pu melepaskan lebih banyak radiasi secara signifikan, yang memperumit penanganannya bagi para pekerja.<ref name=":0" />
* Isotop selain <sup>239</sup>Pu menghasilkan lebih banyak panas peluruhan, yang dapat menyebabkan distorsi perubahan fase pada inti presisi jika dibiarkan menumpuk.<ref name=":0" />

Masalah fisi spontan dipelajari secara ekstensif oleh para ilmuwan [[Proyek Manhattan]] selama [[Perang Dunia II]].<ref>{{Cite journal|last1=Chamberlain|first1=O.|last2=Farwell|first2=G. W.|last3=Segrè|first3=E.|date=1954|title=Pu-240 and Its Spontaneous Fission|journal=Physical Review|volume=94|issue=1|pages=156|doi=10.1103/PhysRev.94.156|bibcode=1954PhRv...94..156C}}</ref> Hal ini memblokir penggunaan plutonium dalam senjata nuklir [[Senjata fisi jenis bedil|jenis bedil]] di mana perakitan [[bahan fisil]] ke dalam konfigurasi [[Massa kritis|massa superkritis]] yang optimal dapat memakan waktu hingga satu milidetik untuk diselesaikan, dan membuat mereka perlu untuk mengembangkan [[Desain senjata nuklir|senjata jenis ledakan]] di mana perakitan terjadi dalam beberapa mikrodetik.<ref>{{Cite journal|last=Hoddeson|first=Lillian|date=1993|title=The Discovery of Spontaneous Fission in Plutonium during World War II|jstor=27757700|journal=Historical Studies in the Physical and Biological Sciences|volume=23|issue=2|pages=279–300|doi=10.2307/27757700}}</ref> Bahkan dengan desain ini, diperkirakan sebelum [[Trinity (uji coba nuklir)|pengujian Trinity]] bahwa pengotor <sup>240</sup>Pu akan menyebabkan kemungkinan 12% ledakan gagal mencapai hasil maksimumnya.<ref name=":0" />

Peminimalan jumlah <sup>240</sup>Pu, seperti pada [[Bahan nuklir jenis senjata#Plutonium jenis senjata|plutonium jenis senjata]] (kurang dari 7% <sup>240</sup>Pu) dicapai dengan [[Pemrosesan ulang nuklir|memproses ulang]] bahan bakar setelah hanya 90 hari penggunaan. Siklus bahan bakar yang cepat seperti itu sangat tidak praktis untuk reaktor daya sipil dan biasanya hanya dilakukan dengan reaktor produksi plutonium senjata khusus. Plutonium dari bahan bakar reaktor tenaga sipil bekas biasanya memiliki kandungan <sup>239</sup>Pu di bawah 70% dan <sup>240</sup>Pu sekitar 26%, sisanya terdiri dari isotop plutonium lain, sehingga lebih sulit digunakan untuk pembuatan senjata nuklir.<ref name=":1">{{Cite journal|last=Şahin|first=Sümer|date=1981|title=Remarks On The Plutonium-240 Induced Pre-Ignition Problem In A Nuclear Device|url=http://www.ans.org/pubs/journals/download/a_32795|journal=Nuclear Technology|volume=54|issue=1|doi=10.13182/NT81-A32795|pages=431–432|quote=Hasil energi bahan peledak nuklir berkurang satu dan dua kali lipat jika kandungan <sup>240</sup>Pu meningkat dari 5 (hampir plutonium jenis senjata) menjadi 15 dan 25%, berturut-turut}}</ref><ref name=":0">{{Cite journal|last1=Mark|first1=J. Carson |last2=Hippel |first2=Frank von |last3=Lyman |first3=Edward |date=30 Oktober 2009|title=Explosive Properties of Reactor-Grade Plutonium|url=http://scienceandglobalsecurity.org/archive/sgs17mark.pdf|journal=Science & Global Security |volume=17|issue=2–3|pages=170–185|doi=10.1080/08929880903368690|bibcode=2009S&GS...17..170M |s2cid=219716695 |issn=0892-9882}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Şahin|first1=Sümer|last2=Ligou|first2=Jacques|date=1980|title=The Effect of the Spontaneous Fission of Plutonium-240 on the Energy Release in a Nuclear Explosive|url=http://www.ans.org/pubs/journals/nt/a_17072|journal=Nuclear Technology|volume=50|issue=1|doi=10.13182/NT80-A17072|page=88}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Şahi̇n|first=Sümer|date=1978|title=The effect of Pu-240 on neutron lifetime in nuclear explosives|journal=Annals of Nuclear Energy|volume=5|issue=2|pages=55–58|doi=10.1016/0306-4549(78)90104-4}}</ref> Bagaimanapun, untuk desain senjata nuklir yang diperkenalkan setelah tahun 1940-an, ada perdebatan yang cukup besar mengenai sejauh mana <sup>240</sup>Pu menjadi penghalang bagi konstruksi senjata.


== Lihat pula ==
== Lihat pula ==

Revisi per 23 Juni 2022 13.41

Plutonium-240, 240Pu
Umum
Simbol240Pu
Namaplutonium-240, Pu-240
Proton (Z)94
Neutron (N)146
Data nuklida
Kelimpahan alamRenik
Waktu paruh (t1/2)6561(7) tahun[1]
Massa isotop240,0538135(20)[2] u
Mode peluruhan
Mode peluruhanEnergi peluruhan (MeV)
Peluruhan alfa5,25575(14)[2]
Isotop plutonium
Tabel nuklida lengkap

Plutonium-240 (240Pu atau Pu-240) adalah sebuah isotop plutonium yang terbentuk ketika plutonium-239 menangkap sebuah neutron. Deteksi fisi spontan menyebabkan penemuan isotop tersebut pada 1944 di Los Alamos dan memiliki konsekuensi penting bagi Proyek Manhattan.[3]

240Pu mengalami fisi spontan sebagai mode peluruhan sekunder pada tingkat yang kecil namun signifikan. Kehadiran 240Pu membatasi penggunaan plutonium dalam bom nuklir, karena fluks neutron dari fisi spontan memulai reaksi berantai sebelum waktunya, menyebabkan pelepasan energi awal yang secara fisik membubarkan inti sebelum ledakan penuh tercapai.[4][5] Ia meluruh dengan emisi alfa menjadi uranium-236.

Sifat nuklir

Sekitar 62% hingga 73% dari total waktu ketika 239Pu menangkap neutron, ia mengalami fisi; sisa dari total waktu, membentuk 240Pu. Semakin lama unsur bahan bakar nuklir berada dalam reaktor nuklir, semakin besar persentase relatif 240Pu dalam bahan bakar tersebut.

Isotop 240Pu penampang penangkap neutron termal yang hampir sama dengan 239Pu (289,5±1,4 vs. 269,3±2,9 barn),[6][7] tetapi hanya penampang fisi neutron termal kecil (0,064 barn). Ketika isotop 240Pu menangkap neutron, kemungkinannya sekitar 4500 kali lebih besar untuk menjadi plutonium-241 daripada membelah. Secara umum, isotop dengan nomor massa ganjil lebih mungkin untuk menyerap neutron, dan dapat mengalami fisi pada penyerapan neutron lebih mudah daripada isotop nomor massa genap. Jadi, isotop massa genap cenderung terakumulasi, terutama dalam reaktor neutron termal.

Senjata nuklir

Kehadiran tak terelakkan dari beberapa 240Pu dalam inti hulu ledak nuklir berbasis plutonium akan memperumit desainnya, dan 239Pu murni dianggap optimal.[8] Ini karena beberapa alasan:

  • 240Pu memiliki tingkat fisi spontan yang tinggi. Sebuah neutron tersesat tunggal yang muncul saat inti sedang superkritis akan menyebabkannya meledak dengan segera, bahkan sebelum dihancurkan ke konfigurasi optimal. Kehadiran 240Pu akan menyebabkan kegagalan secara acak, dengan hasil ledakan jauh di bawah hasil potensial.[8][5]
  • Isotop selain 239Pu melepaskan lebih banyak radiasi secara signifikan, yang memperumit penanganannya bagi para pekerja.[8]
  • Isotop selain 239Pu menghasilkan lebih banyak panas peluruhan, yang dapat menyebabkan distorsi perubahan fase pada inti presisi jika dibiarkan menumpuk.[8]

Masalah fisi spontan dipelajari secara ekstensif oleh para ilmuwan Proyek Manhattan selama Perang Dunia II.[9] Hal ini memblokir penggunaan plutonium dalam senjata nuklir jenis bedil di mana perakitan bahan fisil ke dalam konfigurasi massa superkritis yang optimal dapat memakan waktu hingga satu milidetik untuk diselesaikan, dan membuat mereka perlu untuk mengembangkan senjata jenis ledakan di mana perakitan terjadi dalam beberapa mikrodetik.[10] Bahkan dengan desain ini, diperkirakan sebelum pengujian Trinity bahwa pengotor 240Pu akan menyebabkan kemungkinan 12% ledakan gagal mencapai hasil maksimumnya.[8]

Peminimalan jumlah 240Pu, seperti pada plutonium jenis senjata (kurang dari 7% 240Pu) dicapai dengan memproses ulang bahan bakar setelah hanya 90 hari penggunaan. Siklus bahan bakar yang cepat seperti itu sangat tidak praktis untuk reaktor daya sipil dan biasanya hanya dilakukan dengan reaktor produksi plutonium senjata khusus. Plutonium dari bahan bakar reaktor tenaga sipil bekas biasanya memiliki kandungan 239Pu di bawah 70% dan 240Pu sekitar 26%, sisanya terdiri dari isotop plutonium lain, sehingga lebih sulit digunakan untuk pembuatan senjata nuklir.[4][8][11][12] Bagaimanapun, untuk desain senjata nuklir yang diperkenalkan setelah tahun 1940-an, ada perdebatan yang cukup besar mengenai sejauh mana 240Pu menjadi penghalang bagi konstruksi senjata.

Lihat pula

Referensi

  1. ^ Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (December 2003). "The Nubase evaluation of nuclear and decay properties". Nuclear Physics A. 729 (1): 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. CiteSeerX 10.1.1.692.8504 alt=Dapat diakses gratis. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 
  2. ^ a b Audi, Georges; Wapstra, Aaldert Hendrik; Thibault, Catherine (December 2003). "The Ame2003 atomic mass evaluation". Nuclear Physics A. 729 (1): 337–676. Bibcode:2003NuPhA.729..337A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. 
  3. ^ Farwell, G. W. (1990). "Emilio Segre, Enrico Fermi, Pu-240, and the atomic bomb". Symposium to Commemorate the 50th Anniversary of the Discovery of Transuranium Elements. 
  4. ^ a b Şahin, Sümer (1981). "Remarks On The Plutonium-240 Induced Pre-Ignition Problem In A Nuclear Device". Nuclear Technology. 54 (1): 431–432. doi:10.13182/NT81-A32795. Hasil energi bahan peledak nuklir berkurang satu dan dua kali lipat jika kandungan 240Pu meningkat dari 5 (hampir plutonium jenis senjata) menjadi 15 dan 25%, berturut-turut 
  5. ^ a b Bodansky, David (2007). "Nuclear Bombs, Nuclear Energy, and Terrorism". Nuclear Energy: Principles, Practices, and Prospects (dalam bahasa Inggris). Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-26931-3. 
  6. ^ Mughabghab, S. F. (2006). Atlas of neutron resonances : resonance parameters and thermal cross sections Z=1-100. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-08-046106-9. 
  7. ^ "Actinide data: Thermal neutron cross sections, resonance integrals, and Westcott factors". Nuclear Data for Safeguards. Badan Tenaga Atom Internasional. Diakses tanggal 23 Juni 2022. 
  8. ^ a b c d e f Mark, J. Carson; Hippel, Frank von; Lyman, Edward (30 Oktober 2009). "Explosive Properties of Reactor-Grade Plutonium" (PDF). Science & Global Security. 17 (2–3): 170–185. Bibcode:2009S&GS...17..170M. doi:10.1080/08929880903368690. ISSN 0892-9882. 
  9. ^ Chamberlain, O.; Farwell, G. W.; Segrè, E. (1954). "Pu-240 and Its Spontaneous Fission". Physical Review. 94 (1): 156. Bibcode:1954PhRv...94..156C. doi:10.1103/PhysRev.94.156. 
  10. ^ Hoddeson, Lillian (1993). "The Discovery of Spontaneous Fission in Plutonium during World War II". Historical Studies in the Physical and Biological Sciences. 23 (2): 279–300. doi:10.2307/27757700. JSTOR 27757700. 
  11. ^ Şahin, Sümer; Ligou, Jacques (1980). "The Effect of the Spontaneous Fission of Plutonium-240 on the Energy Release in a Nuclear Explosive". Nuclear Technology. 50 (1): 88. doi:10.13182/NT80-A17072. 
  12. ^ Şahi̇n, Sümer (1978). "The effect of Pu-240 on neutron lifetime in nuclear explosives". Annals of Nuclear Energy. 5 (2): 55–58. doi:10.1016/0306-4549(78)90104-4. 

Pranala luar


Lebih ringan:
plutonium-239 		Plutonium-240 adalah
isotop plutonium 		Lebih berat:
plutonium-241
Produk peluruhan dari:
kurium-244 (α)
neptunium-240 (β-) 		Rantai peluruhan
dari plutonium-240 		Meluruh menjadi:
uranium-236 (α)
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Plutonium-240&oldid=21280310"