Uranium-235

Uranium-235 (²³⁵U atau U-235) adalah sebuah isotop uranium yang menyusun sekitar 0,72% uranium alam. Tidak seperti isotop uranium-238 yang dominan, ia bersifat fisil, yaitu dapat mempertahankan reaksi rantai nuklir. Ini merupakan satu-satunya isotop fisil yang ada di alam sebagai nuklida primordial.

Uranium-235 memiliki waktu paruh 703,8 juta tahun. Ditemukan pada tahun 1935 oleh Arthur Jeffrey Dempster. Penampang nuklir untuk neutron termal lambat adalah sekitar 584,3±1 barn.^[1] Untuk neutron cepat ada di urutan 1 barn.^[2] Sebagian besar tetapi tidak semua penyerapan neutron menghasilkan fisi; hasil minoritas dalam penangkapan neutron membentuk uranium-236.

Deret peluruhan alami

\begin{matrix} ^{235}_{92} U - > [α] [7, 038 \times 1 0^{8} t h n]^{231}_{90} T h - > [β^{-}] [25, 52 j a m]^{231}_{91} P a - > [α] [3, 276 \times 1 0^{4} t h n]^{227}_{89} A c {\begin{matrix} - > [98, 62 % β^{-}] [21, 773 t h n]^{227}_{90} T h - > [α] [18, 718 h r i] \\ - > [1, 38 % α] [21, 773 t h n]^{223}_{87} F r - > [β^{-}] [21, 8 m n t] \end{matrix}}^{223}_{88} R a - > [α] [11, 434 h r i]^{219}_{86} R n \\ ^{219}_{86} R n - > [α] [3, 96 d t k]^{215}_{84} P o - > [α] [1, 778 m d t k]^{211}_{82} P b - > [β^{-}] [36, 1 m n t]^{211}_{83} B i {\begin{matrix} - > [99, 73 % α] [2, 13 m n t]^{207}_{81} T l - > [β^{-}] [4, 77 m n t] \\ - > [0, 27 % β^{-}] [2, 13 m n t]^{211}_{84} P o - > [α] [0, 516 d t k] \end{matrix}}^{207}_{82} P b_{(s t a b i l)} \end{matrix}

Sifat fisi

Fisi dari satu atom uranium-235 melepaskan () di dalam reaktor. Itu setara dengan 19,54 TJ/mol, atau 83,14 TJ/kg.^[3] 8,8 MeV lainnya keluar dari reaktor sebagai anti-neutrino. Ketika dibombardir dengan neutron, salah satu dari banyak reaksi fisi yang dapat dialaminya adalah sebagai berikut (ditunjukkan pada gambar):

n + → + + 3 n

Reaktor air berat dan beberapa reaktor bermoderasi grafit dapat menggunakan uranium alam, tetapi light water reactor harus menggunakan uranium yang diperkaya rendah karena penyerapan neutron yang lebih tinggi dari air ringan. Pengayaan uranium menghilangkan sebagian uranium-238 dan meningkatkan proporsi uranium-235. Uranium yang diperkaya tinggi, yang mengandung proporsi yang lebih besar dari uranium-235, kadang-kadang digunakan dalam kapal selam nuklir, reaktor penelitian dan senjata nuklir.

Jika setidaknya satu neutron dari fisi uranium-235 menabrak nukleus lain dan menyebabkannya fisi, maka reaksi berantai akan terus berlanjut. Jika reaksi terus mempertahankan dirinya sendiri, itu dikatakan krtis, dan massa ²³⁵U yang diperlukan untuk menghasilkan kondisi kritis dikatakan sebagai massa kritis. Reaksi berantai kritis dapat dicapai pada konsentrasi ²³⁵U rendah jika neutron dari fisi dimoderasi untuk menurunkan kecepatannya, karena kemungkinan fisi dengan neutron lambat lebih besar. Reaksi berantai fisi menghasilkan fragmen massa menengah yang sangat radioaktif dan menghasilkan energi lebih lanjut dengan peluruhan radioaktifnya. Beberapa dari mereka menghasilkan neutron, yang disebut neutron tertunda, yang berkontribusi pada reaksi berantaiKeluaran daya reaktor nuklir disesuaikan dengan lokasi batang kendali yang mengandung unsur-unsur yang menyerap neutron dengan kuat, misalnya boron, kadmium, atau hafnium, di dalam inti reaktor. Dalam bom nuklir, reaksinya tidak terkendali dan sejumlah besar energi yang dilepaskan menciptakan ledakan nuklir.

Senjata nuklir

Bom atom jenis bedil Little Boy yang dijatuhkan di Hiroshima pada 6 Agustus 1945 terbuat dari uranium yang sangat diperkaya dengan tamper besar. Massa kritis sferis nominal untuk senjata nuklir ²³⁵U yang tidak dirusak adalah 56 kilogram (123 pon),^[4] yang akan membentuk bola dengan diameter 17,32 sentimeter (6,82 inci). Bahannya harus 85% atau lebih dari ²³⁵U dan dikenal sebagai uranium tingkat senjata, meskipun untuk senjata yang mentah dan tidak efisien, pengayaan 20% sudah cukup. Bahkan pengayaan yang lebih rendah dapat digunakan, tetapi ini menghasilkan massa kritis yang dibutuhkan meningkat dengan cepat. Penggunaan tamper besar, geometri ledakan, tabung pemicu, pemicu polonium, peningkatan tritium, dan reflektor neutron dapat memungkinkan senjata yang lebih kompak dan ekonomis menggunakan seperempat atau kurang dari massa kritis nominal, meskipun hal ini kemungkinan hanya mungkin dilakukan dalam negara yang sudah memiliki pengalaman luas dalam rekayasa senjata nuklir. Sebagian besar desain senjata nuklir modern menggunakan plutonium-239 sebagai komponen fisil pada tahap primer;^[5]^[6] namun, HEU (Uranium yang sangat diperkaya, dalam hal ini uranium yang memiliki 20% atau lebih ²³⁵U) sering digunakan pada senjata nuklir sekunder. panggung sebagai penyala untuk bahan bakar fusi.

Sumber	Rata-rata energi yang dilepaskan [MeV]^[7]
Energi yang dilepaskan secara instan
Energi kinetik fragmen fisi	169,1
Energi kinetik neutron cepat	4,8
Energi yang dibawa oleh sinar-γ yang cepat	7,0
Energi dari produk fisi yang meluruh
Energi partikel-β⁻	6,5
Energi sinar-γ yang tertunda	6,3
Energi yang dilepaskan ketika neutron cepat yang tidak menghasilkan (kembali) fisi ditangkap	8,8
Energi total yang diubah menjadi panas dalam reaktor nuklir termal yang beroperasi	202,5
Energi anti-neutrino	8,8
Jumlah	211,3

Kegunaan

Uranium-235 memiliki banyak kegunaan seperti bahan bakar untuk pembangkit listrik tenaga nuklir dan senjata nuklir seperti bom nuklir. Beberapa satelit buatan, seperti SNAP-10A dan RORSAT ditenagai oleh reaktor nuklir berbahan bakar uranium-235.^[8]^[9]

Pranala luar

Tabel Nuklida.
Buku pegangan DOE Fundamentals: Fisika Nuklir dan Teori Reaktor Vol. 1 , Vol. 2 .
Uranium | Radiation Protection Program | US EPA
NLM Hazardous Substances Databank - Uranium, Radioactive
"The Miracle of U-235", Popular Mechanics, Januari 1941—salah satu artikel paling awal tentang U-235 untuk masyarakat umum

Referensi

↑ #Standard Reaction: 235U(n,f). www-nds.iaea.org. IAEA.
↑ "Some Physics of Uranium", UIC.com.au.
↑ Nuclear fission and fusion, and neutron interactions, Arsip Laboratorium Fisika Nasional.
↑ FAS Nuclear Weapons Design FAQ.
↑ Nuclear Weapon Design. Federation of American Scientists.
↑ William N. Miner. The Encyclopedia of the Chemical Elements. Reinhold Book Corporation. 1968. hlm. 541.
↑ Nuclear fission and fusion, and neutron interactions, Arsip Laboratorium Fisika Nasional.
↑ Glen Schmidt. SNAP Overview - radium-219 - general background. Himpunan Nuklir Amerika Serikat. Februari 2011.
↑ RORSAT (Radar Ocean Reconnaissance Satellite). daviddarling.info.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 29477971 (2026-07-20T02:37:20Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

[1] #Standard Reaction: 235U(n,f). www-nds.iaea.org. IAEA.

[2] "Some Physics of Uranium", UIC.com.au.

[3] Nuclear fission and fusion, and neutron interactions, Arsip Laboratorium Fisika Nasional.

[4] FAS Nuclear Weapons Design FAQ.

[5] Nuclear Weapon Design. Federation of American Scientists.

[6] William N. Miner. The Encyclopedia of the Chemical Elements. Reinhold Book Corporation. 1968. hlm. 541.

[7] Nuclear fission and fusion, and neutron interactions, Arsip Laboratorium Fisika Nasional.

[8] Glen Schmidt. SNAP Overview - radium-219 - general background. Himpunan Nuklir Amerika Serikat. Februari 2011.

[9] RORSAT (Radar Ocean Reconnaissance Satellite). daviddarling.info.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]