PLUTONIUM
Plutonium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang
memiliki lambang Pu dan nomor atom 94. Ia merupakan unsur radioaktif
transuranium yang langka dan merupakan logam aktinida dengan penampilan
berwarna putih keperakan. Ketika terpapar dengan udara, ia akan mengusam oleh
karena pembentukan plutonium(IV) oksida yang menutupi permukaan logam. Unsur
ini pada dasarnya memiliki enam alotrop dan empat keadaan oksidasi. Ia bereaksi
dengan karbon, halogen, nitrogen, dan silikon. Ketika terpapar dengan
kelembaban udara, ia akan membentuk oksida dan hidrida dengan volume 70% lebih
besar dan menjadi bubuk yang dapat menyala secara spontan. Ia juga merupakan
racun radiologis yang dapat berakumulasi dalam sumsum tulang. Oleh karena
sifat-sifat seperti inilah, proses penanganan plutonium cukup berbahaya,
walaupun tingkat toksisitas keseluruhan logam ini kadang-kadang terlalu
dibesar-besarkan.
Istotop terpenting plutonium adalah plutonium-239 yang
memiliki umur paruh 24.100 tahun. Plutonium-239 merupakan fisil, yakni ia dapat
memecah ketika dibombardir oleh neutron termal, melepaskan energi, radiasi
gamma, dan neutron yang lebih banyak. Oleh karena itu, dia dapat mempertahankan
reaksi rantai nuklir setelah mencapai massa kritis. Sifat-sifat inilah yang memungkinkan
plutonium digunakan sebagai senjata nuklir dan digunakan pada beberapa reaktor
nuklir. Isotop paling stabil plutonium adalah plutonium-244, dengan umur paruh
sekitar 80 juta tahun. Umur paruh ini cukup panjang untuk bisa ditemukan secara
alami dalam jumlah kecil. Plutonium-238 memiliki umur paruh 88 tahun dan
memancarkan partikel alfa. Ia adalah sumber panas pada generator termolistrik
radioisotop (digunakan pada beberapa pesawat antariksa). Plutonium-240 memiliki
laju fisi spontan yang tinggi sehingga akan meningkatkan tingkat neutron latar
pada sampel. Keberadaan Pu-240 akan membatasi potensi daya dan senjata suatu
sampel. Ia juga digunakan sebagai titik tolok penentuan tingkat (grade)
plutonium: tingkat senjata (< 7%), tingkat bahan bakar (7–19%), dan tingkat
reaktor (> 19%). Pu-238 dapat disintesis dengan membombardir uranium-238
dengan deuteron, sedangkan Pu-239 dengan disintesis dengan membombardir
uranium-238 dengan neutron.
Penemuan
Pada tahun 1934, Enrico Fermi dan sekelompok ilmuwan Universitas
Roma La Sapienza melaporkan bahwa mereka telah menemukan unsur 94.[28] Fermi
menyebut unsur ini sebagai hesperium.[29] Namun, sampel yang diduga sebagai
unsur 94 ini sebenarnya hanyalah campuran barium, kripton, dan unsur-unsur
lainnya. Tetapi hal ini tidak diketahui pada saat itu karena fisi nuklir masih
belum ditemukan.[30]
Glenn T. Seaborg dan kelompok ilmuwan Berkeley adalah yang
pertama memproduksi plutonium.
Plutonium (Pu-238) pertama kali diproduksi dan diisolasi
pada tanggal 14 Desember 1940 oleh Dr. Glenn T. Seaborg, Edwin M. McMillan, J.
W. Kennedy, Z. M. Tatom, dan A. C. Wahl dengan menembakkan uranium dengan
deuteron. Unsur ini kemudian berhasil diidentifikasi secara kimiawi pada 23
Februari 1941.[31] Pada percobaan tahun 1940, neptunium-238 berhasil dihasilkan
secara langsung dengan penghantaman, tetapi ia kemudian meluruh dengan
mamancarkan emisi beta dua hari kemudian. Hal ini mengindikasikan terbentuknya
unsur 94.
Sebuah laporan ilmiah yang mendokumentasikan penemuan unsur
plutonium kemudian dipersiapkan oleh para ilmuwan Universitas California,
Berkeley tersebut dan dikirim ke jurnal Physical Review pada Maret 1941.Tetapi
laporan tersebut ditarik kembali sebelum publikasi, setelah ditemukan bahwa
isotop unsur baru tersebut (Pu-239) dapat menjalani fisi nuklir yang dapat
digunakan pada bom atom. Publikasi penemuan unsur tersebut kemudian ditunda
setahun setelah akhir Perang Dunia II oleh karena kekhawatiran pada masalah
keamanan dunia.
Edwin McMillan yang sebelumnya telah menamai unsur
transuranium pertama dengan nama neptunium (berasal dari nama planet Neptunus)
mengajukan bahwa unsur 94, sebagai unsur transuranium kedua, dinamakan dari
planet Pluto.Seaborg pada awalnya mempertimbangkan nama "plutium",
namun kemudian merasa bahwa nama tersebut tidak sebagus "plutonium".
Pemilihan simbol "Pu" oleh Seaborg pada awalnya hanyalah sebagai
lelucon, namun ternyata simbol tersebut kemudian tanpa disadari telah terdaftar
ke dalam tabel periodik. Nama-nama alternatif lainnya yang pernah Seaborg dan
ilmuwan lainnya pertimbangkan adalah "ultimum" ataupun
"extremium" karena terdapat kepercayaan bahwa mereka telah menemukan
unsur terakhir pada tabel periodik.
Penelitian awal
Sifat-sifat kimiawi plutonium ditemukan mirip dengan uranium
setelah dilakukan kajian awal selama beberapa bulan.Penelitian kemudian
dilanjutkan di laboratorium rahasia di Universitas Chicago. Pada 18 Agustus
1942, sejumlah kecil unsur ini diisolasi dan diukur untuk pertama kalinya.
Sekitar 50 mikrogram plutonium-239 beserta uranium dan produk fisi diproduksi,
namun hanya 1 mikrogram yang diisolasi. Prosedur ini mengijinkan para kimiawan
menentukan massa atom unsur baru ini.
Pada November 1943, beberapa plutonium trifluorida berhasil
direduksi dan menghasilkan sampel logam plutonium yang pertama. Plutonium yang
dihasilkan cukup banyak dan membuat plutonium sebagai unsur pertama yang
dihasilkan secara sintetik yang dapat dilihat dengan mata telanjang.
Sifat-sifat nuklir plutonium-239 juga dikaji; para peneliti
menemukan bahwa ketika ia ditembakkan dengan neutron, ia akan memecah (fisi)
dan melepaskan lebih banyak neutron dan energi. Neutron-neutron ini kemudian
dapat menghantam atom plutonium-239 lainnya, dan mengakibatkan reaksi berantai
yang meningkat secara eksponensial. Reaksi berantai ini dapat mengakibatkan
ledakan yang cukup besar untuk menghancurkan sebuah kota apabila isotop dalam
jumlah yang cukup dikonsentrasikan dan mencapai massa kritis.
Produksi semasa Proyek ManhattanSemasa Perang Dunia II,
pemerintah AS mencanangkan Proyek Manhattan yang ditugaskan untuk mengembangkan
bom atom. Tiga tempat riset dan produksi utama proyek ini adalah fasilitas
produksi plutonium Hanford Site, fasilitas pengayaan uranium di Oak Ridge,
Tennessee, dan laboratorium riset dan desain senjata yang sekarang ini dikenal
sebagai Laboratorium Nasional Los Alamos.
Muka Reaktor B Handord yang sedang dalam konstruksi, ia
merupakan reaktor produksi plutonium yang pertama
Reaktor produksi pertama yang memproduksi plutonium-239
adalah Reactor Grafit X-10. Ia mulai bekerja pada tahun 1943 dan dibangun di
sebuah fasilitas di Oak Ridge yang kemudian menjadi Laboratorium Nasional Oak
Ridge.
Pada 5 April 1944, Emilio Segrè yang berada di Los Alamos
menerima sampel pertama plutonium yang dihasilkan oleh reaktor di Oak Ridge.
Dalam waktu sepuluh hari, ia menemukan bahwa plutonium yang dihasilkan itu
memiliki konsentrasi isotop Pu-240 yang lebih tinggi daripada plutonium yang
dihasilkan dari siklotron. Pu-240 memiliki laju fisi spontan yang tinggi dan
akan meningkatkan tingkat neutron latar sampel plutonium. Desain senjata
plutonium awal yang diberi kode nama "Thin Man" terpaksa dibatalkan
karena peningkatan jumlah neutron spontan akan meningkatkan probabilitas
terjadinya pra-detonasi.
Desain senjata plutonium yang dikerjakan di Los Alamos
kemudian diubah menjadi bentuk implosi yang lebih rumit, diberi kode nama
"Fat Man." Senjata implosi (implosion) ini memiliki desain plutonium
berbentuk bola padat yang dikompres menjadi bertekanan tinggi dengan lensa yang
mudah meledak.
Konstruksi reaktor B Hanford, reaktor nuklir berskala
industri yang pertama, diselesaikan pada Maret 1945. Reaktor B memproduksi
bahan fisil yang digunakan untuk senjata plutonium yang digunakan semasa Perang
Dunia II.
Unsur 94 pertama kali disintesis oleh sekelompok ilmuwan
yang dipimpin oleh Glenn T. Seaborg dan Edwin McMillan di Universitas
California, Berkeley pada tahun 1940. McMillan kemudian menamai unsur baru
tersebut plutonium (atas nama Pluto). Penemuan plutonium kemudian menjadi
bagian penting dalam Proyek Manhattan untuk mengembangkan bom atom selama
Perang Dunia II. Uji nuklir pertama, "Trinity" (Juli 1945), dan bom
atom kedua ("Fat Man") yang digunakan untuk menghancurkan kota
Nagasaki (Agustus 1945) memiliki inti Pu-239.
http://id.wikipedia.org/wiki/Plutonium
Tidak ada komentar:
Posting Komentar