Lihat sumber Uranium-233

'''Uranium-233''' ('''<sup>233</sup>U''' atau '''U-233''') adalah sebuah [[isotop uranium]] yang [[Bahan fisil|fisil]] yang dibiakkan dari [[torium-232]] sebagai bagian dari [[siklus bahan bakar torium]]. Uranium-233 digunakan dalam [[senjata nuklir]] dan sebagai [[Bahan bakar nuklir|bahan bakar reaktor]].<ref>C. W. Forsburg and L. C. Lewis. [http://moltensalt.org/references/static/downloads/pdf/ORNL-6952.pdf Uses For Uranium-233: What Should Be Kept for Future Needs?]. ''Ornl-6952''. Oak Ridge National Laboratory. 24 September 1999.</ref> Uranium-233 telah berhasil digunakan dalam [[reaktor nuklir]] eksperimental dan telah diusulkan untuk penggunaan yang lebih luas sebagai [[bahan bakar nuklir]]. Ia memiliki [[waktu paruh]] 160.000 tahun.

Uranium-233 dihasilkan oleh [[iradiasi]] [[neutron]] dari torium-232. Ketika torium-232 menyerap neutron, ia menjadi [[torium-233]], yang memiliki waktu paruh hanya 22&nbsp;menit. Torium-233 meluruh menjadi [[protaktinium-233]] melalui [[peluruhan beta]]. Protaktinium-233 memiliki waktu paruh 27&nbsp;hari dan beta meluruh menjadi uranium-233; beberapa rancangan [[reaktor garam cair]] yang diusulkan untuk mencoba secara fisik mengisolasi protaktinium dari penangkapan neutron lebih lanjut sebelum peluruhan beta dapat terjadi, untuk mempertahankan [[ekonomi neutron]] (jika meleset dari jendela <sup>233</sup>U, target fisil berikutnya adalah <sup>235</sup>U, yang berarti total 4 neutron diperlukan untuk memicu pembelahan).

<sup>233</sup>U biasanya terbelah pada [[Tangkapan neutron|penyerapan neutron]], tetapi kadang-kadang ia mempertahankan neutron, dan menjadi [[uranium-234]]. Rasio penangkapan-ke-fisi uranium-233 lebih kecil daripada dua bahan bakar fisil utama lainnya, [[uranium-235]] dan [[plutonium-239]].

== Bahan fisil ==
Pada tahun 1946, publik pertama kali mendapat informasi tentang uranium-233 yang dikembangkan dari thorium sebagai "sumber energi nuklir dan bom atom ketiga yang tersedia" (selain uranium-235 dan plutonium-239), mengikuti laporan [[Perserikatan Bangsa-Bangsa|PBB]] dan pidato oleh [[Glenn Seaborg|Glenn T. Seaborg]].<ref>UP. [https://news.google.com/newspapers?id=4jgbAAAAIBAJ&pg=1842%2C3115323 Atomic Energy 'Secret' Put into Language That Public Can Understand]. ''Pittsburgh Press''. 29 September 1946.</ref><ref>UP. [https://news.google.com/newspapers?id=ckxBAAAAIBAJ&pg=6357%2C2252004 Third Nuclear Source Bared]. ''The Tuscaloosa News''. 21 Oktober 1946.</ref>

Selama [[Perang Dingin]], [[Amerika Serikat]] memproduksi sekitar 2 metrik ton uranium-233, dalam berbagai tingkat kemurnian kimia dan isotop.<ref>C. W. Forsburg and L. C. Lewis. [http://moltensalt.org/references/static/downloads/pdf/ORNL-6952.pdf Uses For Uranium-233: What Should Be Kept for Future Needs?]. ''Ornl-6952''. Oak Ridge National Laboratory. 24 September 1999.</ref> Uranium-233 diproduksi di [[Hanford Site|Situs Hanford]] dan [[Situs Sungai Savannah]] dalam reaktor yang dirancang untuk produksi plutonium-239.<ref>Orth, D.A. [http://www.osti.gov/bridge/product.biblio.jsp?osti_id=6570656 Savannah River Plant Thorium Processing Experience]. Nuclear Technology. 1 Juni 1978. Vol. 43. hlm. 63.</ref>

== Bahan bakar nuklir ==
Uranium-233 telah digunakan sebagai bahan bakar di beberapa jenis reaktor yang berbeda, dan diusulkan sebagai bahan bakar untuk beberapa desain baru (lihat [[siklus bahan bakar torium]]), semuanya dibiakkan dari torium. Uranium-233 dapat dibiakkan baik dalam [[Reaktor neutron cepat|reaktor cepat]] maupun [[Reaktor neutron termal|reaktor termal]], tidak seperti [[Siklus bahan bakar nuklir|siklus bahan bakar]] berbasis [[uranium-238]] yang membutuhkan [[ekonomi neutron]] superior dari reaktor cepat untuk membiakkan plutonium, yaitu, untuk menghasilkan lebih banyak bahan fisil daripada yang dikonsumsi.

Strategi jangka panjang [[Tenaga nuklir di India|program tenaga nuklir India]], yang memiliki cadangan torium yang besar, adalah beralih ke program nuklir yang membiakkan uranium-233 dari bahan baku torium.

=== Energi yang dilepaskan ===
Pembelahan satu atom uranium-233 menghasilkan 197,9 [[Elektronvolt|MeV]] = 3,171 [[Joule|J]]&nbsp;(yaitu 19,09&nbsp;TJ/[[mol]] = 81,95 TJ/kg).<ref>[http://www.kayelaby.npl.co.uk/atomic_and_nuclear_physics/4_7/4_7_1.html Nuclear fission 4.7.1]. ''www.kayelaby.npl.co.uk''.</ref>
{| class="wikitable"  align="center"
! Sumber  !! Rata-rata energi
yang<br />dilepaskan (MeV)
|-
|colspan="2" style="background:#88F; color:#FFF;"|'''Energi yang dilepaskan secara instan'''
|-
|Energi kinetik fragmen fisi||style="background:#DFD;" align="center"| 168,2
|-
|Energi kinetik neutron cepat||style="background:#DFD;" align="center"| 4,8
|-
|Energi yang dibawa oleh sinar-γ yang cepat||style="background:#DFD;" align="center"| 7,7
|-
|colspan="2" style="background:#88F; color:#FFF;"|'''Energi dari produk fisi yang meluruh'''
|-
|Energy partikel-β−||style="background:#DFD;" align="center"| 5,2
|-
|''Energi anti-neutrino''|| style="color:#AAA;" align="center"| ''6,9''
|-
|Energi sinar-γ yang tertunda||style="background:#DFD;" align="center"| 5,0
|-
|style="background:#F44;color:#FFF;"|'''Jumlah''' ''(tidak termasuk anti-neutrino yang melarikan diri)''||style="background:#F44;color:#FFF;" align="center"| '''191,0'''
|-
|Energi yang dilepaskan ketika neutron cepat yang tidak menghasilkan (kembali) fisi ditangkap||style="background:#DFD;" align="center"| 9,1
|-
|style="background:#777;color:#FFF;"|'''Energi total yang diubah menjadi panas dalam reaktor nuklir termal yang beroperasi'''||style="background:#777;color:#FFF;" align="center"| '''200,1'''
|}

== Bahan senjata ==
Sebagai bahan senjata potensial, uranium-233 murni lebih mirip dengan plutonium-239 daripada uranium-235 dalam hal sumber (dibiakkan vs alami), waktu paruh, dan [[massa kritis]] (keduanya 4–5&nbsp;kg dalam bola yang dipantulkan berilium).<ref>Environment and Natural Resources Policy Division., United States. Congress. Senate. [https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=pst.000013383251&view=1up&seq=304 Nuclear proliferation factbook]. ''Committee on Governmental Affairs. Subcommittee on Energy, N. Proliferation., United States. Congress. House. Committee on Foreign Affairs. Subcommittee on International Economic Policy and Trade., United States. Congress. House. Committee on Foreign Affairs. Subcommittee on Arms Control, I. Security''. 1985. hlm. 295.</ref>

Pada tahun 1994, pemerintah AS mendeklasifikasi memo tahun 1966 yang menyatakan bahwa uranium-233 telah terbukti sangat memuaskan sebagai bahan senjata, meskipun hanya unggul dari plutonium dalam keadaan yang langka. Dikatakan bahwa jika senjata yang ada didasarkan pada uranium-233 dan bukan plutonium-239, [[Laboratorium Nasional Lawrence Livermore|Livermore]] tidak akan tertarik untuk beralih ke plutonium.<ref>W.K. Woods. [https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc720752/ LRL interest in U-233]. ''United States''. 10 Februari 1966. Vol. DUN-677. doi:10.2172/79078.</ref>

Kehadiran [[uranium-232]]<ref>R. Everett Langford. [https://archive.org/details/introductiontowe0000lang_m9j9 Introduction to Weapons of Mass Destruction: Radiological, Chemical, and Biological]. John Wiley & Sons. 2004. hlm. [https://archive.org/details/introductiontowe0000lang_m9j9/page/n114 85]. ISBN 0471465607. ''"AS menguji beberapa bom uranium-233, tetapi keberadaan uranium-232 dalam uranium-233 menjadi masalah; uranium-232 adalah pemancar alfa yang berlebihan dan cenderung 'meracuni' bom uranium-233 dengan menjatuhkan neutron yang tersesat dari pengotor dalam bahan bom, yang mengarah pada kemungkinan pra-detonasi. Pemisahan uranium-232 dari uranium-233 terbukti sangat sulit dan tidak praktis. Bom uranium-233 tidak pernah dikerahkan sejak plutonium-239 menjadi berlimpah."''</ref> dapat memperumit pembuatan dan penggunaan uranium-233, meskipun memo Livermore menunjukkan kemungkinan bahwa komplikasi ini dapat diatasi.<ref>W.K. Woods. [https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc720752/ LRL interest in U-233]. ''United States''. 10 Februari 1966. Vol. DUN-677. doi:10.2172/79078.</ref>

Meskipun demikian, dimungkinkan untuk menggunakan uranium-233 sebagai bahan fisil [[senjata nuklir]], selain spekulasi,<ref>Jai Prakash Agrawal. [https://books.google.com/books?id=rqZROysoS7QC&q=U233&pg=PA56 High Energy Materials: Propellants, Explosives and Pyrotechnics]. Wiley-VCH. 2010. hlm. 56–57. ISBN 978-3-527-32610-5. menyatakan secara singkat bahwa U-233 "dianggap sebagai komponen program senjata India karena ketersediaan torium yang melimpah di India", dan bisa juga di tempat lain.</ref> ada sedikit informasi yang tersedia untuk umum tentang isotop ini yang sebenarnya telah dijadikan senjata:
* Amerika Serikat meledakkan sebuah alat percobaan dalam tes [[Operasi Teapot]] "MET" 1955 yang menggunakan [[Biji (senjata nuklir)#Inti komposit dan biji uranium|biji komposit]] plutonium/<sup>233</sup>U; desainnya didasarkan pada biji plutonium/<sup>235</sup>U dari TX-7E, sebuah prototipe desain [[bom nuklir Mark 7]] yang digunakan dalam tes [[Operasi Buster-Jangle]] "Easy". Meskipun tidak langsung [[Kegagalan (uji coba nuklir)|gagal]], hasil aktual MET sebesar 22 [[Ton metrik|kiloton]] cukup di bawah prediksi 33 kiloton sehingga informasi yang dikumpulkan nilainya terbatas.<ref>[http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Teapot.html Operation Teapot]. ''Nuclear Weapon Archive''. 15 Oktober 1997.</ref><ref>[http://nuclearweaponarchive.org/Usa/Tests/Busterj.html Operation Buster-Jangle]. ''Nuclear Weapon Archive''. 15 Oktober 1997.</ref>
* [[Uni Soviet]] meledakkan [[Senjata termonuklir|bom hidrogen]] pertamanya pada tahun yang sama, [[RDS-37]], yang berisi inti fisil <sup>235</sup>U dan <sup>233</sup>U.<ref>Stephen F. Ashley. [http://www.nato-pa.int/shortcut.asp?FILE=3171 Thorium and its role in the nuclear fuel cycle]. PDF page 8, citing: D. Holloway, "Soviet Thermonuclear Development", International Security 4:3 (1979–80) 192–197.</ref>
* Pada tahun 1998, sebagai bagian dari tes [[Pokhran-II]], India meledakkan perangkat eksperimental <sup>233</sup>U dengan [[Daya ledak senjata nuklir|hasil rendah]] (kiloton) yang disebut Shakti V.<ref>Rajat Pandit. [http://epaper.timesofindia.com/Repository/ml.asp?Ref=VE9JTS8yMDA5LzA4LzI4I0FyMDE1MDA Forces gung-ho on N-arsenal]. ''The Times of India''. 28 Agustus 2009.</ref><ref>[http://nuclearweaponarchive.org/India/IndiaShakti.html India's Nuclear Weapons Program – Operation Shakti: 1998]. 30 Maret 2001.</ref>

[[Reaktor B]] dan lainnya di [[Hanford Site|Situs Hanford]] yang dioptimalkan untuk produksi bahan [[Bahan nuklir jenis senjata|jenis senjata]] telah digunakan untuk memproduksi <sup>233</sup>U.<ref>[http://www.hanfordchallenge.org/cmsAdmin/uploads/Historical_use_of_thorium_at_Hanford.pdf Historical use of thorium at Hanford]. ''hanfordchallenge.org''.</ref><ref>[http://www.hanfordchallenge.org/cmsAdmin/uploads/Chronology_of_thorium_to_U-233_FOIA_Docs.pdf Chronology of Important FOIA Documents: Hanford's Semi-Secret Thorium to U-233 Production Campaign]. ''hanfordchallenge.org''.</ref><ref>[http://www.radioactivist.org/Q%20&%20A%20from%20GAP.pdf Questions and Answers on Uranium-233 at Hanford]. ''radioactivist.org''.</ref><ref>[http://www.clarku.edu/mtafund/prodlib/gap/round1/2001-12-19.pdf Hanford Radioactivity in Salmon Spawning Grounds]. ''clarku.edu''.</ref>

Secara keseluruhan Amerika Serikat diperkirakan telah menghasilkan dua ton <sup>233</sup>U dari berbagai tingkat kemurnian, beberapa dengan kandungan pengotor <sup>232</sup>U serendah 6 ppm.<ref>Robert Alvarez "Managing the Uranium-233 Stockpile of the United States" http://scienceandglobalsecurity.org/archive/sgs21alvarez.pdf</ref>

=== Pengotor <sup>232</sup>U ===
Produksi <sup>233</sup>U (melalui penyinaran [[torium-232]]) selalu menghasilkan sejumlah kecil [[uranium-232]] sebagai pengotor, karena reaksi parasit (n,2n) pada uranium-233 itu sendiri, atau pada [[protaktinium-233]], atau pada torium-232:
:<sup>232</sup>Th (n,γ) → <sup>233</sup>Th (β−) → <sup>233</sup>Pa (β−) → <sup>233</sup>U (n,2n) → <sup>232</sup>U
:<sup>232</sup>Th (n,γ) → <sup>233</sup>Th (β−) → <sup>233</sup>Pa (n,2n) → <sup>232</sup>Pa (β−)→ <sup>232</sup>U
:<sup>232</sup>Th (n,2n) → <sup>231</sup>Th (β−) → <sup>231</sup>Pa (n,γ) → <sup>232</sup>Pa (β−) → <sup>232</sup>U

Saluran lain melibatkan reaksi penangkapan neutron pada sejumlah kecil [[torium-230]], yang merupakan sebagian kecil dari torium alami yang ada karena peluruhan [[uranium-238]]:
:<sup>230</sup>Th (n,γ) → <sup>231</sup>Th (β−) → <sup>231</sup>Pa (n,γ) → <sup>232</sup>Pa (β−) → <sup>232</sup>U

[[Deret radioaktif|Rantai peluruhan]] <sup>232</sup>U dengan cepat menghasilkan pemancar [[Sinar gama|radiasi gama]] yang kuat. Talium-208 adalah yang terkuat, pada 2,6 MeV:
: <sup>232</sup>U (α, 68,9 thn)
: <sup>228</sup>Th (α, 1,9 thn)
: <sup>224</sup>Ra (α, 5,44 MeV, 3,6 hri, dengan γ 0,24 MeV)
: <sup>220</sup>Rn (α, 6,29 MeV, 56 dtk, dengan γ 0,54 MeV)
: <sup>216</sup>Po (α, 0,15 dtk)
: <sup>212</sup>Pb (β−, 10,64 jam)
: <sup>212</sup>Bi (α, 61 mnt, 0,78 MeV)
: <sup>208</sup>Tl (β−, 1,8 MeV, 3 mnt, dengan γ 2,6 MeV)
: <sup>208</sup>Pb (stabil)
Hal ini membuat penanganan manual dalam ''[[glovebox]]'' dengan hanya pelindung cahaya (seperti yang biasa dilakukan dengan [[plutonium]]) terlalu berbahaya, (kecuali mungkin dalam waktu singkat segera setelah pemisahan kimia uranium dari produk peluruhannya) dan sebagai gantinya memerlukan [[manipulator jarak jauh]] yang rumit untuk fabrikasi bahan bakar.

Bahayanya sangat signifikan bahkan pada 5 [[Ppm dan ppb|bagian per juta]]. [[Desain senjata nuklir|Senjata nuklir ledakan]] membutuhkan tingkat <sup>232</sup>U di bawah 50 ppm (di atas itu <sup>233</sup>U dianggap "tingkat rendah"; "Plutonium jenis senjata standar membutuhkan kandungan [[Plutonium-240|<sup>240</sup>Pu]] tidak lebih dari 6,5%." yaitu 65000 ppm, dan [[Plutonium-238|<sup>238</sup>Pu]] yang serupa diproduksi di tingkat 0,5% (5000 ppm) atau kurang). [[Senjata fisi jenis bedil]] juga membutuhkan pengotor ringan tingkat rendah (kisaran 1 ppm), untuk menjaga generasi neutron tetap rendah.<ref>R. Everett Langford. [https://archive.org/details/introductiontowe0000lang_m9j9 Introduction to Weapons of Mass Destruction: Radiological, Chemical, and Biological]. John Wiley & Sons. 2004. hlm. [https://archive.org/details/introductiontowe0000lang_m9j9/page/n114 85]. ISBN 0471465607. ''"AS menguji beberapa bom uranium-233, tetapi keberadaan uranium-232 dalam uranium-233 menjadi masalah; uranium-232 adalah pemancar alfa yang berlebihan dan cenderung 'meracuni' bom uranium-233 dengan menjatuhkan neutron yang tersesat dari pengotor dalam bahan bom, yang mengarah pada kemungkinan pra-detonasi. Pemisahan uranium-232 dari uranium-233 terbukti sangat sulit dan tidak praktis. Bom uranium-233 tidak pernah dikerahkan sejak plutonium-239 menjadi berlimpah."''</ref><ref>[http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html Nuclear Materials] FAQ</ref>

Produksi <sup>233</sup>U yang "bersih", rendah <sup>232</sup>U, memerlukan beberapa faktor: 1) memperoleh sumber <sup>232</sup>Th yang relatif murni, rendah <sup>230</sup>Th (yang juga berubah menjadi <sup>232</sup>U), 2) memoderasi neutron yang datang agar memiliki energi yang tidak lebih tinggi dari 6 MeV (neutron berenergi terlalu tinggi menyebabkan reaksi <sup>232</sup>Th (n,2n) → <sup>231</sup>Th), dan 3) menghilangkan sampel torium dari fluks neutron sebelum konsentrasi <sup>233</sup>U meningkat ke tingkat yang terlalu tinggi, untuk menghindari fisi <sup>233</sup>U itu sendiri (yang akan menghasilkan neutron energik).<ref>Robert Alvarez "Managing the Uranium-233 Stockpile of the United States" http://scienceandglobalsecurity.org/archive/sgs21alvarez.pdf</ref><ref>[https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Uranium-233&oldid=23093165 sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia]</ref>

[[Eksperimen Reaktor Garam Cair]] (Molten-Salt Reactor Experiment, MSRE) menggunakan <sup>233</sup>U, dibiakkan dalam [[reaktor air ringan]] seperti [[Indian Point Energy Center]], yaitu sekitar 220 ppm <sup>232</sup>U.<ref>[http://twugbcn.files.wordpress.com/2010/10/lftr-and-anti-proliferation.pdf] (lihat PDF hlm. 10)</ref>

== Informasi lebih lanjut ==
Torium, awal di mana <sup>233</sup>U dibiakkan, kira-kira tiga sampai empat kali lebih banyak di kerak bumi daripada uranium.<ref>[http://www.webelements.com/periodicity/abundance_crust/ Abundance in Earth's Crust: periodicity]. WebElements.com.</ref><ref>[http://education.jlab.org/itselemental/index.html It's Elemental — The Periodic Table of Elements]. Jefferson Lab.</ref>
Rantai peluruhan <sup>233</sup>U sendiri merupakan bagian dari [[Deret radioaktif#Deret neptunium|deret neptunium]], rantai peluruhan dari nenek moyangnya, <sup>237</sup>Np.

Kegunaan uranium-233 lain termasuk produksi isotop medis [[aktinium-225]] dan [[bismut-213]] yang merupakan turunannya, reaktor nuklir bermassa rendah untuk aplikasi perjalanan ruang angkasa, digunakan sebagai [[Pelabelan isotop#Pelacak isotop|pelacak isotop]], penelitian senjata nuklir, dan penelitian bahan bakar reaktor termasuk [[siklus bahan bakar torium]].<ref>C. W. Forsburg and L. C. Lewis. [http://moltensalt.org/references/static/downloads/pdf/ORNL-6952.pdf Uses For Uranium-233: What Should Be Kept for Future Needs?]. ''Ornl-6952''. Oak Ridge National Laboratory. 24 September 1999.</ref>

[[Radionuklida|Radioisotop]] bismut-213 adalah produk peluruhan uranium-233; ia cukup menjanjikan untuk pengobatan jenis [[kanker]] tertentu, termasuk [[leukemia mieloid akut]] dan kanker [[pankreas]], [[ginjal]] dan [[Organ (anatomi)|organ]] lainnya.

== Lihat pula ==
* [[Reaktor pembiak]]
* [[Reaktor torium fluorida cair]]

== Referensi ==
<references />

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Uranium-233&oldid=23093165 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 23093165 (2023-03-10T06:08:40Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 -->