Lompat ke isi

Plutonium-238: Perbedaan antara revisi

Ensiklopedia Pengetahuan Universitas Islam Sultan Agung

Maintenance script (bicara | kontrib)

37.956 suntingan
Maintenance script (bicara | kontrib)
37.956 suntingan
Impor teks terkontrol dari Wikipedia bahasa Indonesia; revisi 26422384; atribusi sumber disertakan.
 
Maintenance script (bicara | kontrib)
37.956 suntingan
Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi
 
Baris 1: Baris 1:
[[File:Plutonium_pellet.jpg|thumb|right|280px|Plutonium pellet]]
'''Plutonium-238''' ('''<sup>238</sup>Pu''' atau '''Pu-238''') adalah sebuah [[isotop]] [[Radionuklida|radioaktif]] [[plutonium]] yang memiliki [[waktu paruh]] selama 87,7 tahun.
'''Plutonium-238''' ('''<sup>238</sup>Pu''' atau '''Pu-238''') adalah sebuah [[isotop]] [[Radionuklida|radioaktif]] [[plutonium]] yang memiliki [[waktu paruh]] selama 87,7 tahun.


Plutonium-238 merupakan [[Partikel alfa|pemancar alfa]]; yang sangat kuat; karena partikel alfa mudah diblokir, ini membuat isotop plutonium-238 cocok untuk digunakan dalam [[generator termoelektrik radioisotop]] (RTG) dan [[Radioisotope heater unit|Unit pemanas radioisotop]]. Kepadatan plutonium-238 pada [[suhu kamar]] adalah sekitar 19,8&nbsp;g/cc. Bahan akan menghasilkan sekitar 0,57 watt/gram <sup>238</sup>Pu.
Plutonium-238 merupakan [[Partikel alfa|pemancar alfa]]; yang sangat kuat; karena partikel alfa mudah diblokir, ini membuat isotop plutonium-238 cocok untuk digunakan dalam [[generator termoelektrik radioisotop]] (RTG) dan [[Radioisotope heater unit|Unit pemanas radioisotop]]. Kepadatan plutonium-238 pada [[suhu kamar]] adalah sekitar 19,8&nbsp;g/cc.<ref>Dihitung dari berat atom dan volume atom. Sel satuan, yang mengandung 16 atom, memiliki volume 319,96 kubik Å, menurut Siegfried S. Hecker. [https://fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818035.pdf Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure]. ''Los Alamos Science''. 2000. Vol. 26. hlm. 331.. Ini memberikan kerapatan untuk 238 Pu dari (1,66053906660×10 −24 g/dalton×238,0495599 dalton/atom×16 atom/sel satuan)/(319,96 Å 3 /sel satuan × 10 −24 cc/Å 3 ) atau 19,8 g/cc.</ref> Bahan akan menghasilkan sekitar 0,57 watt/gram <sup>238</sup>Pu.<ref>Dennis Miotla. [https://www.energy.gov/sites/prod/files/NEGTN0NEAC_PU-238_042108.pdf Assessement of Plutonium-238 production alternatives]. ''www.energy.gov''. 21 April 2008. hlm. 3.</ref>


== Sejarah ==
== Sejarah ==
=== Produksi awal ===
=== Produksi awal ===
Plutonium-238 merupakan [[isotop plutonium]] pertama yang ditemukan. Itu disintesis oleh [[Glenn Seaborg|Glenn T. Seaborg]] dan rekannya pada bulan Desember 1940 dengan membombardir [[uranium-238]] dengan [[Deuterium|deuteron]], menciptakan [[neptunium-238]]. Reaksi tersebut melibatkan [[Peluruhan beta|peluruhan&nbsp;β<sup>+</sup>]] proton menjadi neutron, dan pelepasan neutron lain.
Plutonium-238 merupakan [[isotop plutonium]] pertama yang ditemukan. Itu disintesis oleh [[Glenn Seaborg|Glenn T. Seaborg]] dan rekannya pada bulan Desember 1940 dengan membombardir [[uranium-238]] dengan [[Deuterium|deuteron]], menciptakan [[neptunium-238]]. Reaksi tersebut melibatkan [[Peluruhan beta|peluruhan&nbsp;β<sup>+</sup>]] proton menjadi neutron, dan pelepasan neutron lain.<ref>[https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Ancillary_Materials/Exemplars_and_Case_Studies/Case_Studies/Nuclear_Energy_for_Today's_World/05._The_Discovery_and_Isolation_of_Plutonium The Discovery and Isolation of Plutonium]. 29 September 2014.</ref>


  +  →  + 2
  +  →  + 2
Baris 12: Baris 13:
Isotop neptunium kemudian mengalami peluruhan β<sup>−</sup> menjadi plutonium-238, dengan waktu paruh selama 2,12 hari:
Isotop neptunium kemudian mengalami peluruhan β<sup>−</sup> menjadi plutonium-238, dengan waktu paruh selama 2,12 hari:


  →  +  +
  →  +  +  


Plutonium-238 secara alami meluruh menjadi [[uranium-234]] dan selanjutnya sepanjang [[Deret radioaktif#Deret uranium (atau deret radium)|deret radium]] menjadi [[timbal-206]]. Secara historis, sebagian besar plutonium-238 telah diproduksi oleh [[Situs Sungai Savannah]] dalam reaktor senjata mereka, dengan penyinaran dengan neutron neptunium-237 (waktu paruh =  2,144 juta [[Tahun Julian|tahun]]).
Plutonium-238 secara alami meluruh menjadi [[uranium-234]] dan selanjutnya sepanjang [[Deret radioaktif#Deret uranium (atau deret radium)|deret radium]] menjadi [[timbal-206]]. Secara historis, sebagian besar plutonium-238 telah diproduksi oleh [[Situs Sungai Savannah]] dalam reaktor senjata mereka, dengan penyinaran dengan neutron neptunium-237 (waktu paruh =  2,144 juta [[Tahun Julian|tahun]]).<ref>[https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/plutonium-238-production.html Plutonium-238 Production for Space Exploration].</ref>


  +  →
  +  →  


Neptunium-237 adalah produk sampingan dari produksi bahan [[plutonium-239]] jenis senjata, dan ketika situs tersebut ditutup pada tahun 1988, <sup>238</sup>Pu dicampur dengan sekitar 16% <sup>239</sup>Pu.
Neptunium-237 adalah produk sampingan dari produksi bahan [[plutonium-239]] jenis senjata, dan ketika situs tersebut ditutup pada tahun 1988, <sup>238</sup>Pu dicampur dengan sekitar 16% <sup>239</sup>Pu.<ref>[https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/MLM-CF-67-1-71.pdf MLM-CF-67-1-71 Plutonium 238 Oxide Shipment No. 33]. 30 Desember 1966.</ref>


=== Eksperimen radiasi manusia ===
=== Eksperimen radiasi manusia ===
Plutonium pertama kali disintesis pada tahun 1940 dan diisolasi pada tahun 1941 oleh ahli kimia di [[Universitas California, Berkeley]].<ref>Seaborg, Glenn T. [http://www.lbl.gov/LBL-PID/Nobelists/Seaborg/65th-anniv/14.html An Early History of LBNL: Elements 93 and 94]. Advanced Computing for Science Department, Lawrence Berkeley National Laboratory.</ref><ref>Glenn T. Seaborg. [http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/5808140-l5UMe1/ The plutonium story]. Lawrence Berkeley Laboratory, University of California. September 1981.</ref> [[Proyek Manhattan]] dimulai tak lama setelah penemuan plutonium, dengan sebagian besar penelitian awal (pra-1944) dilakukan dengan menggunakan sampel kecil yang diproduksi menggunakan [[siklotron]] besar di [[Lawrence Berkeley National Laboratory|Rad Lab]] Berkeley dan [[Universitas Washington di St. Louis]].<ref>Eileen Welsome. [https://archive.org/details/plutoniumfiles00wels_0 The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War]. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.</ref>


Plutonium pertama kali disintesis pada tahun 1940 dan diisolasi pada tahun 1941 oleh ahli kimia di [[Universitas California, Berkeley]]. [[Proyek Manhattan]] dimulai tak lama setelah penemuan plutonium, dengan sebagian besar penelitian awal (pra-1944) dilakukan dengan menggunakan sampel kecil yang diproduksi menggunakan [[siklotron]] besar di [[Lawrence Berkeley National Laboratory|Rad Lab]] Berkeley dan [[Universitas Washington di St. Louis]].
Sebagian besar kesulitan yang dihadapi selama Proyek Manhattan berkaitan dengan produksi dan pengujian bahan bakar nuklir. Baik [[uranium]] maupun plutonium akhirnya ditentukan sebagai [[Bahan fisil|fisil]], tetapi dalam setiap kasus mereka harus dimurnikan untuk memilih isotop yang cocok untuk [[Senjata nuklir|bom atom]]. Dengan [[Perang Dunia II]] berlangsung, tim peneliti terdesak oleh waktu. Sementara sampel plutonium tersedia dalam jumlah kecil dan ditangani oleh para peneliti, tidak ada yang tahu efek kesehatan apa yang mungkin ditimbulkannya.<ref>William Moss. [http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00326640.pdf The Human Plutonium Injection Experiments]. ''Los Alamos Science''. 1995. hlm. 177–223.</ref> Mikrogram plutonium dibuat oleh siklotron pada tahun 1942 dan 1943. Pada musim gugur 1943, [[Robert Oppenheimer]] mengatakan "hanya ada dua puluh miligram yang ada."<ref>Eileen Welsome. [https://archive.org/details/plutoniumfiles00wels_0 The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War]. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.</ref> Atas permintaannya, Rad Lab di Berkeley menyediakan 1,2&nbsp;mg plutonium pada akhir Oktober 1943, sebagian besar dibawa ke [[Laboratorium Nasional Los Alamos|Los Alamos]] untuk pekerjaan teoretis di sana.<ref>Eileen Welsome. [https://archive.org/details/plutoniumfiles00wels_0 The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War]. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.</ref>


Sebagian besar kesulitan yang dihadapi selama Proyek Manhattan berkaitan dengan produksi dan pengujian bahan bakar nuklir. Baik [[uranium]] maupun plutonium akhirnya ditentukan sebagai [[Bahan fisil|fisil]], tetapi dalam setiap kasus mereka harus dimurnikan untuk memilih isotop yang cocok untuk [[Senjata nuklir|bom atom]]. Dengan [[Perang Dunia II]] berlangsung, tim peneliti terdesak oleh waktu. Sementara sampel plutonium tersedia dalam jumlah kecil dan ditangani oleh para peneliti, tidak ada yang tahu efek kesehatan apa yang mungkin ditimbulkannya. Mikrogram plutonium dibuat oleh siklotron pada tahun 1942 dan 1943. Pada musim gugur 1943, [[Robert Oppenheimer]] mengatakan "hanya ada dua puluh miligram yang ada." Atas permintaannya, Rad Lab di Berkeley menyediakan 1,2&nbsp;mg plutonium pada akhir Oktober 1943, sebagian besar dibawa ke [[Laboratorium Nasional Los Alamos|Los Alamos]] untuk pekerjaan teoretis di sana.
Reaktor kedua di dunia, [[Reaktor Grafit X-10]] yang dibangun di sebuah situs rahasia di [[Laboratorium Nasional Oak Ridge|Oak Ridge]] akan beroperasi penuh pada tahun 1944. Pada bulan November 1943, tak lama setelah ''start-up'' awal, ia mampu menghasilkan 500&nbsp;mg yang sangat kecil. Namun, plutonium ini dicampur dengan sejumlah besar bahan bakar uranium dan ditujukan untuk pabrik percontohan pemrosesan kimia terdekat untuk [[pemisahan isotop]] (pengayaan). Jumlah gram plutonium tidak akan tersedia sampai musim semi 1944.<ref>Richard G. Hewlett. [https://www.governmentattic.org/5docs/TheNewWorld1939-1946.pdf The New World, 1939–1946]. Pennsylvania State University Press. 1962. ISBN 978-0-520-07186-5.</ref>


Reaktor kedua di dunia, [[Reaktor Grafit X-10]] yang dibangun di sebuah situs rahasia di [[Laboratorium Nasional Oak Ridge|Oak Ridge]] akan beroperasi penuh pada tahun 1944. Pada bulan November 1943, tak lama setelah ''start-up'' awal, ia mampu menghasilkan 500&nbsp;mg yang sangat kecil. Namun, plutonium ini dicampur dengan sejumlah besar bahan bakar uranium dan ditujukan untuk pabrik percontohan pemrosesan kimia terdekat untuk [[pemisahan isotop]] (pengayaan). Jumlah gram plutonium tidak akan tersedia sampai musim semi 1944.
Produksi plutonium skala industri baru dimulai pada Maret 1945 ketika [[Reaktor B]] di [[Hanford Site|Situs Hanford]] mulai beroperasi. Namun, kecelakaan penanganan plutonium terjadi pada tahun 1944, menyebabkan alarm di pimpinan Proyek Manhattan karena kontaminasi di dalam dan di luar laboratorium menjadi masalah.<ref>William Moss. [http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00326640.pdf The Human Plutonium Injection Experiments]. ''Los Alamos Science''. 1995. hlm. 177–223.</ref> Pada bulan Agustus 1944, seorang ahli kimia bernama [[Donald Mastick]] disemprot [[Plutonium(III) klorida|plutonium klorida]] cair di wajahnya, menyebabkannya secara tidak sengaja menelan beberapa plutonium.<ref>William Moss. [http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00326640.pdf The Human Plutonium Injection Experiments]. ''Los Alamos Science''. 1995. hlm. 177–223.</ref> Usapan hidung yang dilakukan oleh peneliti plutonium menunjukkan bahwa plutonium sedang dihirup.<ref>William Moss. [http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00326640.pdf The Human Plutonium Injection Experiments]. ''Los Alamos Science''. 1995. hlm. 177–223.</ref><ref>''[http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/4721577/4721577.pdf Plutonium in Man: A Twenty-Five Year Review]'', [http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/4721577-Fjbim2/4721577.pdf UCRL 20850], TID-4500 (Edisi ke-58), Patricia W. Durbin, 1971.</ref> Ahli kimia sekaligus Ketua Proyek Manhattan [[Glenn Seaborg|Glenn T. Seaborg]], penemu banyak [[unsur transuranium]] termasuk plutonium, mendesak agar program keamanan dikembangkan untuk penelitian plutonium. Dalam memo kepada [[Robert Stone]] di [[Laboratorium Metalurgi|Met Lab]] Chicago, Seaborg menulis "bahwa sebuah program untuk melacak perjalanan plutonium dalam tubuh dimulai sesegera mungkin ... [dengan] prioritas tertinggi."<ref>[http://www.hss.energy.gov/HealthSafety/ohre/roadmap/achre/index.html Final Report] , Advisory Committee on Human Radiation Experiments, 1985</ref> Memo ini tertanggal 5 Januari 1944, sebelum banyak peristiwa kontaminasi tahun 1944 di Gedung D tempat Mastick bekerja.<ref>Eileen Welsome. [https://archive.org/details/plutoniumfiles00wels_0 The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War]. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.</ref> Seaborg kemudian mengklaim bahwa dia sama sekali tidak bermaksud untuk menyiratkan eksperimen manusia dalam memo ini, dia juga tidak mempelajari penggunaannya pada manusia sampai jauh karena kompartementalisasi [[informasi rahasia]].<ref>Eileen Welsome. [https://archive.org/details/plutoniumfiles00wels_0 The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War]. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.</ref>
 
Produksi plutonium skala industri baru dimulai pada Maret 1945 ketika [[Reaktor B]] di [[Hanford Site|Situs Hanford]] mulai beroperasi. Namun, kecelakaan penanganan plutonium terjadi pada tahun 1944, menyebabkan alarm di pimpinan Proyek Manhattan karena kontaminasi di dalam dan di luar laboratorium menjadi masalah. Pada bulan Agustus 1944, seorang ahli kimia bernama [[Donald Mastick]] disemprot [[Plutonium(III) klorida|plutonium klorida]] cair di wajahnya, menyebabkannya secara tidak sengaja menelan beberapa plutonium. Usapan hidung yang dilakukan oleh peneliti plutonium menunjukkan bahwa plutonium sedang dihirup. Ahli kimia sekaligus Ketua Proyek Manhattan [[Glenn Seaborg|Glenn T. Seaborg]], penemu banyak [[unsur transuranium]] termasuk plutonium, mendesak agar program keamanan dikembangkan untuk penelitian plutonium. Dalam memo kepada [[Robert Stone]] di [[Laboratorium Metalurgi|Met Lab]] Chicago, Seaborg menulis "bahwa sebuah program untuk melacak perjalanan plutonium dalam tubuh dimulai sesegera mungkin ... [dengan] prioritas tertinggi." Memo ini tertanggal 5 Januari 1944, sebelum banyak peristiwa kontaminasi tahun 1944 di Gedung D tempat Mastick bekerja. Seaborg kemudian mengklaim bahwa dia sama sekali tidak bermaksud untuk menyiratkan eksperimen manusia dalam memo ini, dia juga tidak mempelajari penggunaannya pada manusia sampai jauh karena kompartementalisasi [[informasi rahasia]].


Dengan plutonium-239 jenis bom yang diperkaya yang ditujukan untuk penelitian kritis dan untuk produksi senjata atom, plutonium-238 digunakan dalam eksperimen medis awal karena tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar senjata atom. Namun, <sup>238</sup>Pu jauh lebih berbahaya daripada <sup>239</sup>Pu karena waktu paruhnya yang pendek dan merupakan pemancar alfa yang kuat. Karena segera ditemukan bahwa Pu diekskresikan pada tingkat yang sangat lambat, terakumulasi dalam subjek uji [[Eksperimen manusia yang tidak etis di Amerika Serikat|eksperimen manusia]] awal, praktik ini memiliki efek yang menghancurkan pada pasien yang terlibat.
Dengan plutonium-239 jenis bom yang diperkaya yang ditujukan untuk penelitian kritis dan untuk produksi senjata atom, plutonium-238 digunakan dalam eksperimen medis awal karena tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar senjata atom. Namun, <sup>238</sup>Pu jauh lebih berbahaya daripada <sup>239</sup>Pu karena waktu paruhnya yang pendek dan merupakan pemancar alfa yang kuat. Karena segera ditemukan bahwa Pu diekskresikan pada tingkat yang sangat lambat, terakumulasi dalam subjek uji [[Eksperimen manusia yang tidak etis di Amerika Serikat|eksperimen manusia]] awal, praktik ini memiliki efek yang menghancurkan pada pasien yang terlibat.


Dari 10 April 1945 hingga 18 Juli 1947, delapan belas orang disuntik dengan plutonium sebagai bagian dari Proyek Manhattan. Dosis yang diberikan berkisar antara 0,095 hingga 5,9 [[Curie (satuan)|mikrocurie]] (μCi).
Dari 10 April 1945 hingga 18 Juli 1947, delapan belas orang disuntik dengan plutonium sebagai bagian dari Proyek Manhattan. Dosis yang diberikan berkisar antara 0,095 hingga 5,9 [[Curie (satuan)|mikrocurie]] (μCi).<ref>William Moss. [http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00326640.pdf The Human Plutonium Injection Experiments]. ''Los Alamos Science''. 1995. hlm. 177–223.</ref>


[[Albert Stevens]], dalam eksperimen yang disebut sebagai CAL-1, disuntikkan pada tahun 1945 dengan 3,5&nbsp;μCi <sup>238</sup>Pu, dan 0,046&nbsp;μCi <sup>239</sup>Pu, memberinya beban tubuh awal sebesar 3,546&nbsp;μCi (131 [[Becquerel|kBq]]) total aktivitas tanpa [[Persetujuan tindakan medis|persetujuan]]nya. Fakta bahwa ia memiliki plutonium-238 yang sangat radioaktif (diproduksi dalam [[siklotron]] 60-inci di Laboratorium Crocker dengan bombardir deuteron [[uranium alam]]) berkontribusi besar terhadap dosis jangka panjangnya. Seandainya semua plutonium yang diberikan kepada Stevens adalah <sup>239</sup>Pu yang berumur panjang seperti yang digunakan dalam eksperimen serupa pada waktu itu, dosis seumur hidup Stevens akan jauh lebih kecil. [[Waktu paruh]] yang singkat yaitu 87,7 tahun dari <sup>238</sup>Pu berarti bahwa sebagian besar darinya meluruh selama waktunya di dalam tubuhnya, terutama jika dibandingkan dengan <sup>239</sup>Pu yang memiliki waktu paruh 24.100 tahun.
[[Albert Stevens]], dalam eksperimen yang disebut sebagai CAL-1, disuntikkan pada tahun 1945 dengan 3,5&nbsp;μCi <sup>238</sup>Pu, dan 0,046&nbsp;μCi <sup>239</sup>Pu, memberinya beban tubuh awal sebesar 3,546&nbsp;μCi (131 [[Becquerel|kBq]]) total aktivitas<ref>Rowland, R.E., and Durbin, P.W. ''Survival, causes of death, and estimated tissue doses in a group of human beings injected with plutonium''. United States: N. p., 1975. [https://www.osti.gov/biblio/4136654 Web.]</ref> tanpa [[Persetujuan tindakan medis|persetujuan]]nya.<ref>William Moss. [http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00326640.pdf The Human Plutonium Injection Experiments]. ''Los Alamos Science''. 1995. hlm. 177–223.</ref> Fakta bahwa ia memiliki plutonium-238 yang sangat radioaktif (diproduksi dalam [[siklotron]] 60-inci di Laboratorium Crocker dengan bombardir deuteron [[uranium alam]])<ref>Rowland, R.E., and Durbin, P.W. ''Survival, causes of death, and estimated tissue doses in a group of human beings injected with plutonium''. United States: N. p., 1975. [https://www.osti.gov/biblio/4136654 Web.]</ref> berkontribusi besar terhadap dosis jangka panjangnya. Seandainya semua plutonium yang diberikan kepada Stevens adalah <sup>239</sup>Pu yang berumur panjang seperti yang digunakan dalam eksperimen serupa pada waktu itu, dosis seumur hidup Stevens akan jauh lebih kecil. [[Waktu paruh]] yang singkat yaitu 87,7 tahun dari <sup>238</sup>Pu berarti bahwa sebagian besar darinya meluruh selama waktunya di dalam tubuhnya, terutama jika dibandingkan dengan <sup>239</sup>Pu yang memiliki waktu paruh 24.100 tahun.


Karena Stevens bertahan selama sekitar 20 tahun setelah dosis percobaan plutoniumnya sebelum meninggal karena penyakit jantung, ia selamat dari dosis radiasi akumulasi tertinggi yang diketahui pada manusia mana pun. Perhitungan modern dari [[Dosis efektif (radiasi)|dosis serap seumur hidup]]nya memberikan total 64&nbsp;[[Sievert|Sv]] (6400 rem) yang luar biasa.
Karena Stevens bertahan selama sekitar 20 tahun setelah dosis percobaan plutoniumnya sebelum meninggal karena penyakit jantung, ia selamat dari dosis radiasi akumulasi tertinggi yang diketahui pada manusia mana pun.<ref>Eileen Welsome. [https://archive.org/details/plutoniumfiles00wels_0 The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War]. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.</ref> Perhitungan modern dari [[Dosis efektif (radiasi)|dosis serap seumur hidup]]nya memberikan total 64&nbsp;[[Sievert|Sv]] (6400 rem) yang luar biasa.<ref>Eileen Welsome. [https://archive.org/details/plutoniumfiles00wels_0 The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War]. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.</ref>


=== Senjata ===
=== Senjata ===
Aplikasi pertama <sup>238</sup>Pu adalah penggunaannya dalam komponen [[senjata nuklir]] yang dibuat di [[Laboratorium Mound]] untuk Laboratorium Radiasi Lawrence (sekarang [[Laboratorium Nasional Lawrence Livermore]]). Mound dipilih untuk pekerjaan ini karena pengalamannya dalam memproduksi [[Inisiator neutron termodulasi|inisiator Urchin]] berbahan bakar [[polonium-210]] dan pekerjaannya dengan beberapa elemen berat dalam program Bahan Bakar Reaktor. Dua ilmuwan Mound menghabiskan tahun 1959 di Lawrence dalam pengembangan bersama sementara Gedung Metalurgi Khusus dibangun di Mound untuk menampung proyek tersebut. Sementara itu, sampel pertama <sup>238</sup>Pu datang ke Mound pada tahun 1959.
Aplikasi pertama <sup>238</sup>Pu adalah penggunaannya dalam komponen [[senjata nuklir]] yang dibuat di [[Laboratorium Mound]] untuk Laboratorium Radiasi Lawrence (sekarang [[Laboratorium Nasional Lawrence Livermore]]). Mound dipilih untuk pekerjaan ini karena pengalamannya dalam memproduksi [[Inisiator neutron termodulasi|inisiator Urchin]] berbahan bakar [[polonium-210]] dan pekerjaannya dengan beberapa elemen berat dalam program Bahan Bakar Reaktor. Dua ilmuwan Mound menghabiskan tahun 1959 di Lawrence dalam pengembangan bersama sementara Gedung Metalurgi Khusus dibangun di Mound untuk menampung proyek tersebut. Sementara itu, sampel pertama <sup>238</sup>Pu datang ke Mound pada tahun 1959.<ref>[https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/20085004Ofte.pdf Little Known Pu Stories].</ref>


Proyek senjata menyerukan produksi sekitar 1&nbsp;kg <sup>238</sup>Pu per tahun selama periode 3 tahun. Namun, komponen <sup>238</sup>Pu component tidak dapat diproduksi sesuai spesifikasi meskipun upaya 2 tahun dimulai di Mound pada pertengahan 1961. Upaya maksimal dilakukan dengan 3 ''shift'' sehari, 6 hari seminggu, dan peningkatan produksi <sup>238</sup>Pu [[Situs Sungai Savannah]] selama tiga tahun ke depan menjadi sekitar 20&nbsp;kg/tahun. Pelonggaran spesifikasi ini menghasilkan produktivitas sekitar 3%, dan produksi akhirnya dimulai pada tahun 1964.
Proyek senjata menyerukan produksi sekitar 1&nbsp;kg <sup>238</sup>Pu per tahun selama periode 3 tahun. Namun, komponen <sup>238</sup>Pu component tidak dapat diproduksi sesuai spesifikasi meskipun upaya 2 tahun dimulai di Mound pada pertengahan 1961. Upaya maksimal dilakukan dengan 3 ''shift'' sehari, 6 hari seminggu, dan peningkatan produksi <sup>238</sup>Pu [[Situs Sungai Savannah]] selama tiga tahun ke depan menjadi sekitar 20&nbsp;kg/tahun. Pelonggaran spesifikasi ini menghasilkan produktivitas sekitar 3%, dan produksi akhirnya dimulai pada tahun 1964.
Baris 46: Baris 46:
Dimulai pada 1 Januari 1957, penemu RTG Laboratorium Mound, Jordan & Birden, sedang mengerjakan kontrak Korps Sinyal Angkatan Darat (R-65-8- 998 11-SC-03-91) untuk melakukan penelitian tentang bahan radioaktif dan [[termokopel]] yang cocok untuk penggunaan langsung dari konversi panas menjadi energi listrik menggunakan polonium-210 sebagai sumber panas.
Dimulai pada 1 Januari 1957, penemu RTG Laboratorium Mound, Jordan & Birden, sedang mengerjakan kontrak Korps Sinyal Angkatan Darat (R-65-8- 998 11-SC-03-91) untuk melakukan penelitian tentang bahan radioaktif dan [[termokopel]] yang cocok untuk penggunaan langsung dari konversi panas menjadi energi listrik menggunakan polonium-210 sebagai sumber panas.


Pada tahun 1961, Kapten R. T. Carpenter telah memilih <sup>238</sup>Pu sebagai bahan bakar untuk RTG (''radioisotope thermoelectric generator'', generator termoelektrik radioisotop) pertama yang diluncurkan ke luar angkasa sebagai tenaga tambahan untuk satelit navigasi Angkatan Laut [[Transit (satelit)|''Transit'']] IV. Pada 21 Januari 1963, keputusan belum dibuat mengenai isotop apa yang akan digunakan untuk bahan bakar RTG besar untuk program NASA.
Pada tahun 1961, Kapten R. T. Carpenter telah memilih <sup>238</sup>Pu sebagai bahan bakar untuk RTG (''radioisotope thermoelectric generator'', generator termoelektrik radioisotop) pertama yang diluncurkan ke luar angkasa sebagai tenaga tambahan untuk satelit navigasi Angkatan Laut [[Transit (satelit)|''Transit'']] IV. Pada 21 Januari 1963, keputusan belum dibuat mengenai isotop apa yang akan digunakan untuk bahan bakar RTG besar untuk program NASA.<ref>G. R. Grove to D. L. Scot. [https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/MLM-CF-63-2-146.pdf Trip Report]. 21 Januari 1963.</ref>


Awal tahun 1964, ilmuwan Laboratorium Mound mengembangkan metode berbeda untuk membuat komponen senjata yang menghasilkan efisiensi produksi sekitar 98%.  Ini menyediakan produksi <sup>238</sup>Pu Situs Sungai Savannah untuk penggunaan Tenaga Listrik Luar Angkasa tepat pada waktunya untuk memenuhi kebutuhan RTG [[Systems for Nuclear Auxiliary Power#SNAP-27|SNAP-27]] di Bulan, pesawat ruang angkasa Pioneer, [[Program Viking#Pendarat Viking|pendarat ''Viking'' Mars]], lebih banyak satelit navigasi Angkatan Laut [[Transit (satelit)|''Transit'']] (pendahulu [[Sistem Pemosisi Global|GPS]]) dan dua [[Program Voyager|pesawat ruang angkasa ''Voyager'']], di mana semua sumber panas <sup>238</sup>Pu dibuat di Laboratorium Mound.
Awal tahun 1964, ilmuwan Laboratorium Mound mengembangkan metode berbeda untuk membuat komponen senjata yang menghasilkan efisiensi produksi sekitar 98%.<ref>[http://www.google.com/patents?vid=USPAT6896716 Final Safety Analysis Report, 15 Januari 1975 (MLM-ENG-105)].</ref> Ini menyediakan produksi <sup>238</sup>Pu Situs Sungai Savannah untuk penggunaan Tenaga Listrik Luar Angkasa tepat pada waktunya untuk memenuhi kebutuhan RTG [[Systems for Nuclear Auxiliary Power#SNAP-27|SNAP-27]] di Bulan, pesawat ruang angkasa Pioneer, [[Program Viking#Pendarat Viking|pendarat ''Viking'' Mars]], lebih banyak satelit navigasi Angkatan Laut [[Transit (satelit)|''Transit'']] (pendahulu [[Sistem Pemosisi Global|GPS]]) dan dua [[Program Voyager|pesawat ruang angkasa ''Voyager'']], di mana semua sumber panas <sup>238</sup>Pu dibuat di Laboratorium Mound.<ref>Carol Craig. [https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Mound%20Heat%20Sources.pdf RTG: A Source of Power; A History of the Radioisotopic Thermoelectric Generators Fueled at Mound (MLM-MU-82-72-0006)].</ref>


Unit pemanas radioisotop digunakan dalam eksplorasi ruang angkasa dimulai dengan Pemanas Radioisotop Apollo (''Apollo Radioisotope Heaters'', ALRH) yang menghangatkan [[Apollo Lunar Surface Experiments Package|Eksperimen Seismik]] yang ditempatkan di Bulan oleh misi [[Apollo 11]] dan pada beberapa [[Lunar Roving Vehicle|penjelajah Bulan]] dan [[Wahana penjelajah Mars|Mars]], hingga 129 LWRHU yang menghangatkan eksperimen di [[Galileo (wahana antariksa)|pesawat ruang angkasa ''Galileo'']].
Unit pemanas radioisotop digunakan dalam eksplorasi ruang angkasa dimulai dengan Pemanas Radioisotop Apollo (''Apollo Radioisotope Heaters'', ALRH) yang menghangatkan [[Apollo Lunar Surface Experiments Package|Eksperimen Seismik]] yang ditempatkan di Bulan oleh misi [[Apollo 11]] dan pada beberapa [[Lunar Roving Vehicle|penjelajah Bulan]] dan [[Wahana penjelajah Mars|Mars]], hingga 129 LWRHU yang menghangatkan eksperimen di [[Galileo (wahana antariksa)|pesawat ruang angkasa ''Galileo'']].<ref>Ernest Johnson. [https://www.osti.gov/servlets/purl/6531256 Light-Weight Radioisotope Heater Unit Final Analysis Safety Report]. ''www.osti.gov''. Oktober 1988. doi:10.2172/6531256.</ref>


Penambahan fasilitas produksi komponen senjata bangunan Metalurgi Khusus diselesaikan pada akhir tahun 1964 untuk fabrikasi bahan bakar sumber panas <sup>238</sup>Pu. Sebuah fasilitas produksi bahan bakar sementara juga dipasang di Gedung Penelitian pada tahun 1969 untuk fabrikasi bahan bakar ''Transit''. Dengan selesainya proyek komponen senjata, Gedung Metalurgi Khusus, yang dijuluki "Gunung Ular" karena kesulitan yang dihadapi dalam menangani <sup>238</sup>Pu dalam jumlah besar, menghentikan operasinya pada tanggal 30 Juni 1968, dengan operasi <sup>238</sup>Pu diambil alih oleh Gedung Pemrosesan Plutonium yang baru, dirancang dan dibuat khusus untuk menangani <sup>238</sup>Pu dalam jumlah besar. Plutonium-238 diberi nomor bahaya relatif tertinggi (152) dari semua 256 radionuklida yang dievaluasi oleh Karl Z. Morgan et al. pada tahun 1963.
Penambahan fasilitas produksi komponen senjata bangunan Metalurgi Khusus diselesaikan pada akhir tahun 1964 untuk fabrikasi bahan bakar sumber panas <sup>238</sup>Pu. Sebuah fasilitas produksi bahan bakar sementara juga dipasang di Gedung Penelitian pada tahun 1969 untuk fabrikasi bahan bakar ''Transit''. Dengan selesainya proyek komponen senjata, Gedung Metalurgi Khusus, yang dijuluki "Gunung Ular" karena kesulitan yang dihadapi dalam menangani <sup>238</sup>Pu dalam jumlah besar, menghentikan operasinya pada tanggal 30 Juni 1968, dengan operasi <sup>238</sup>Pu diambil alih oleh Gedung Pemrosesan Plutonium yang baru, dirancang dan dibuat khusus untuk menangani <sup>238</sup>Pu dalam jumlah besar. Plutonium-238 diberi nomor bahaya relatif tertinggi (152) dari semua 256 radionuklida yang dievaluasi oleh Karl Z. Morgan et al. pada tahun 1963.<ref>Karl Z. Morgan. ''Health Physics Journal, Vol. 10, No. 3 - Relative Hazard of the Various Radioactive Materials''. 1 Maret 1964.</ref>


=== Alat pacu jantung bertenaga nuklir ===
=== Alat pacu jantung bertenaga nuklir ===
Ketika plutonium-238 tersedia untuk penggunaan non-militer, banyak aplikasi diusulkan dan diuji, termasuk program [[Pacu-Jantung|Alat Pacu Jantung]] yang dimulai pada 1 Juni 1966, dalam hubungannya dengan NUMEC.<ref>[https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Heat%20Source%20Datasheets/CARDIAC%20PACEMAKER.pdf Cardiac Pacemaker]. Monsanto Research Corporation.</ref> Ketika diketahui bahwa sumber panas tidak akan tetap utuh melalui kremasi, program tersebut dibatalkan karena jaminan 100% tidak dapat dijamin bahwa peristiwa kremasi tidak akan terjadi.


Ketika plutonium-238 tersedia untuk penggunaan non-militer, banyak aplikasi diusulkan dan diuji, termasuk program [[Pacu-Jantung|Alat Pacu Jantung]] yang dimulai pada 1 Juni 1966, dalam hubungannya dengan NUMEC. Ketika diketahui bahwa sumber panas tidak akan tetap utuh melalui kremasi, program tersebut dibatalkan karena jaminan 100% tidak dapat dijamin bahwa peristiwa kremasi tidak akan terjadi.
Pada 2007, ada sembilan orang yang hidup dengan alat pacu jantung bertenaga nuklir, dari 139 penerima asli.<ref>[https://uk.reuters.com/article/health-heart-pacemaker-dc/nuclear-pacemaker-still-energized-after-34-years-idUKN1960427320071219 Reuters: Nuclear pacemaker still energized after 34 years]</ref>  Ketika orang-orang ini meninggal, alat pacu jantung seharusnya dilepas dan dikirim ke Los Alamos di mana plutonium akan dipulihkan.<ref>[https://www.orau.org/PTP/collection/Miscellaneous/pacemaker.htm Plutonium Powered Pacemaker (1974)]</ref>


Pada 2007, ada sembilan orang yang hidup dengan alat pacu jantung bertenaga nuklir, dari 139 penerima asli. Ketika orang-orang ini meninggal, alat pacu jantung seharusnya dilepas dan dikirim ke Los Alamos di mana plutonium akan dipulihkan.
Dalam sebuah surat kepada ''New England Journal of Medicine'' yang membahas seorang wanita yang menerima Numec NU-5 pada dekade lalu yang terus beroperasi, meskipun label harga asli $5.000 setara dengan $23.000 pada kurs dolar 2007, biaya tindak lanjut menjadi sekitar $19.000 dibandingkan dengan $55.000 untuk alat pacu jantung bertenaga baterai.<ref>[https://uk.reuters.com/article/health-heart-pacemaker-dc/nuclear-pacemaker-still-energized-after-34-years-idUKN1960427320071219 Reuters: Nuclear pacemaker still energized after 34 years]</ref>


Dalam sebuah surat kepada ''New England Journal of Medicine'' yang membahas seorang wanita yang menerima Numec NU-5 pada dekade lalu yang terus beroperasi, meskipun label harga asli $5.000 setara dengan $23.000 pada kurs dolar 2007, biaya tindak lanjut menjadi sekitar $19.000 dibandingkan dengan $55.000 untuk alat pacu jantung bertenaga baterai.
Alat pacu jantung bertenaga nuklir lainnya adalah Medtronics “Laurens-Alcatel Model 9000”.<ref>[https://www.medicaldesignandoutsourcing.com/medtech-memoirs-the-plutonium-powered-pacemaker/ MedTech Memoirs: The Plutonium-Powered Pacemaker]. ''Medical Design and Outsourcing''. 13 Januari 2016.</ref> Sekitar 1600 alat pacu jantung bertenaga nuklir dan/atau rakitan baterai telah ditempatkan di seluruh Amerika Serikat yang memenuhi syarat untuk pemulihan oleh Tim Proyek Pemulihan Sumber Luar Lokasi (''Off-Site Source Recovery Project'', OSRP) di Laboratorium Nasional Los Alamos (''Los Alamos National Laboratory'', LANL).<ref>[https://www.dissident-media.org/infonucleaire/pacemaker.html Le pacemaker atomique]. ''www.dissident-media.org''.</ref>
 
Alat pacu jantung bertenaga nuklir lainnya adalah Medtronics “Laurens-Alcatel Model 9000”. Sekitar 1600 alat pacu jantung bertenaga nuklir dan/atau rakitan baterai telah ditempatkan di seluruh Amerika Serikat yang memenuhi syarat untuk pemulihan oleh Tim Proyek Pemulihan Sumber Luar Lokasi (''Off-Site Source Recovery Project'', OSRP) di Laboratorium Nasional Los Alamos (''Los Alamos National Laboratory'', LANL).


== Produksi ==
== Produksi ==
Plutonium jenis reaktor dari [[bahan bakar nuklir bekas]] mengandung berbagai [[isotop plutonium]]. <sup>238</sup>Pu hanya satu atau dua persen, tetapi mungkin bertanggung jawab atas sebagian besar [[panas peluruhan]] jangka pendek karena [[waktu paruh]]nya yang relatif pendek dibandingkan dengan isotop plutonium lainnya. Plutonium jenis reaktor tidak berguna untuk memproduksi <sup>238</sup>Pu untuk [[Generator termoelektrik radioisotop|RTG]] karena [[pemisahan isotop]] yang sulit akan diperlukan.
Plutonium jenis reaktor dari [[bahan bakar nuklir bekas]] mengandung berbagai [[isotop plutonium]]. <sup>238</sup>Pu hanya satu atau dua persen, tetapi mungkin bertanggung jawab atas sebagian besar [[panas peluruhan]] jangka pendek karena [[waktu paruh]]nya yang relatif pendek dibandingkan dengan isotop plutonium lainnya. Plutonium jenis reaktor tidak berguna untuk memproduksi <sup>238</sup>Pu untuk [[Generator termoelektrik radioisotop|RTG]] karena [[pemisahan isotop]] yang sulit akan diperlukan.


Plutonium-238 murni dibuat dengan [[Radiasi neutron|penyinaran neutron]] dari [[neptunium-237]], salah satu [[aktinida minor]] yang dapat diperoleh kembali dari bahan bakar nuklir bekas selama [[Pemrosesan ulang nuklir|pemrosesan ulang]], atau dengan penyinaran neutron [[amerisium]] dalam reaktor. Target dimurnikan secara kimia, termasuk pelarutan dalam [[asam nitrat]] untuk mengekstrak plutonium-238. Sampel 100&nbsp;kg bahan bakar [[reaktor air ringan]] yang telah diiradiasi selama tiga tahun hanya mengandung sekitar 700&nbsp;grams (0,7% berat) neptunium-237, yang harus diekstraksi dan dimurnikan. Sejumlah besar <sup>238</sup>Pu murni juga dapat diproduksi dalam [[siklus bahan bakar torium]].
Plutonium-238 murni dibuat dengan [[Radiasi neutron|penyinaran neutron]] dari [[neptunium-237]],<ref>J.E. Werner. [http://large.stanford.edu/courses/2018/ph241/shi2/docs/inl-ext-13-28846.pdf Summary of Plutonium-238 Production Alternatives: Analysis Final Report]. Idaho National Laboratory. 2013.</ref> salah satu [[aktinida minor]] yang dapat diperoleh kembali dari bahan bakar nuklir bekas selama [[Pemrosesan ulang nuklir|pemrosesan ulang]], atau dengan penyinaran neutron [[amerisium]] dalam reaktor.<ref>[http://www.google.com/patents?vid=USPAT6896716 Process for producing ultra-pure ... - Google Patents].</ref> Target dimurnikan secara kimia, termasuk pelarutan dalam [[asam nitrat]] untuk mengekstrak plutonium-238. Sampel 100&nbsp;kg bahan bakar [[reaktor air ringan]] yang telah diiradiasi selama tiga tahun hanya mengandung sekitar 700&nbsp;grams (0,7% berat) neptunium-237, yang harus diekstraksi dan dimurnikan. Sejumlah besar <sup>238</sup>Pu murni juga dapat diproduksi dalam [[siklus bahan bakar torium]].<ref>[http://www.thoriumenergyalliance.com/downloads/plutonium-238.pdf Archived copy].</ref>


Di AS, Inisiatif Sistem Tenaga Luar Angkasa dan Pertahanan [[Kementerian Energi Amerika Serikat|Departemen Energi]] dari [[Kantor Energi Nuklir]] memproses <sup>238</sup>Pu, memelihara penyimpanannya, dan mengembangkan, memproduksi, mengangkut, dan mengelola keselamatan unit daya radioisotop dan pemanas untuk [[penjelajahan antariksa]] dan pesawat ruang angkasa [[keamanan nasional]].
Di AS, Inisiatif Sistem Tenaga Luar Angkasa dan Pertahanan [[Kementerian Energi Amerika Serikat|Departemen Energi]] dari [[Kantor Energi Nuklir]] memproses <sup>238</sup>Pu, memelihara penyimpanannya, dan mengembangkan, memproduksi, mengangkut, dan mengelola keselamatan unit daya radioisotop dan pemanas untuk [[penjelajahan antariksa]] dan pesawat ruang angkasa [[keamanan nasional]].<ref>[https://www.energy.gov/ne/nuclear-reactor-technologies/space-power-systems Space and Defense Power Systems]. US Department of Energy.</ref>
Pada Maret 2015, total  <sup>238</sup>Pu tersedia untuk penggunaan ruang sipil. Dari persediaan,  tetap dalam kondisi memenuhi spesifikasi NASA untuk pengiriman daya; kumpulan <sup>238</sup>Pu inilah yang akan digunakan dalam [[MM-RTG|generator termoelektrik radioisotop multi-misi]] (''multi-mission radioisotope thermoelectric generator'', MMRTG) untuk [[Mars 2020|misi Mars Rover 2020]] dan dua MMRTG tambahan untuk misi NASA 2024.  akan tersisa setelah itu, termasuk sekitar  yang hampir tidak memenuhi spesifikasi NASA. Karena kandungan isotop di dalam bahan hilang dari waktu ke waktu karena peluruhan radioaktif saat disimpan, stok ini dapat disesuaikan dengan spesifikasi NASA dengan mencampurnya dengan jumlah yang lebih kecil dari <sup>238</sup>Pu yang baru diproduksi dengan kandungan isotop yang lebih tinggi, dan juga kepadatan energi.
Pada Maret 2015, total  <sup>238</sup>Pu tersedia untuk penggunaan ruang sipil. Dari persediaan,  tetap dalam kondisi memenuhi spesifikasi NASA untuk pengiriman daya; kumpulan <sup>238</sup>Pu inilah yang akan digunakan dalam [[MM-RTG|generator termoelektrik radioisotop multi-misi]] (''multi-mission radioisotope thermoelectric generator'', MMRTG) untuk [[Mars 2020|misi Mars Rover 2020]] dan dua MMRTG tambahan untuk misi NASA 2024.  akan tersisa setelah itu, termasuk sekitar  yang hampir tidak memenuhi spesifikasi NASA. Karena kandungan isotop di dalam bahan hilang dari waktu ke waktu karena peluruhan radioaktif saat disimpan, stok ini dapat disesuaikan dengan spesifikasi NASA dengan mencampurnya dengan jumlah yang lebih kecil dari <sup>238</sup>Pu yang baru diproduksi dengan kandungan isotop yang lebih tinggi, dan juga kepadatan energi.<ref>Alice Caponiti. [http://www.lpi.usra.edu/opag/feb2015/presentations/15_Caponiti%20OPAG%20charts%202-20-2015.pdf Space and Defense Power Systems Program Information Briefing]. ''Lunar and Planetary Institute''. NASA.</ref>


=== Produksi AS yang berhenti dan dilanjutkan ===
=== Produksi AS yang berhenti dan dilanjutkan ===
Amerika Serikat berhenti memproduksi massal <sup>238</sup>Pu dengan penutupan reaktor [[Situs Sungai Savannah]] pada tahun 1988. Sejak 1993, semua <sup>238</sup>Pu yang digunakan di pesawat luar angkasa Amerika telah dibeli dari Rusia. Secara total,  telah dibeli, tetapi Rusia tidak lagi memproduksi <sup>238</sup>Pu, dan pasokan mereka sendiri dilaporkan hampir habis.
Amerika Serikat berhenti memproduksi massal <sup>238</sup>Pu dengan penutupan reaktor [[Situs Sungai Savannah]] pada tahun 1988.<ref>Steven D. Howe. [http://www.nasa.gov/pdf/636900main_Howe_Presentation.pdf Economical Production of Pu - 238: Feasibility Study]. Center for Space Nuclear Research.</ref><ref>[http://www.popsci.com.au/science/energy/plutonium238-is-produced-in-america-for-the-first-time-in-almost-30-years,413242 Plutonium-238 Is Produced In America For The First Time In Almost 30 Years]. ''Australian Popular Science''.</ref><ref>[https://www.srs.gov/general/about/history1.htm#1980 SRS - History Highlights]. ''www.srs.gov''.</ref> Sejak 1993, semua <sup>238</sup>Pu yang digunakan di pesawat luar angkasa Amerika telah dibeli dari Rusia. Secara total,  telah dibeli, tetapi Rusia tidak lagi memproduksi <sup>238</sup>Pu, dan pasokan mereka sendiri dilaporkan hampir habis.<ref>[http://nuclear.inl.gov/spacenuclear/docs/final72005faqs.pdf Commonly Asked Questions About Radioisotope Power Systems]. Idaho National Laboratory. Juli 2005.</ref><ref>[http://www.ne.doe.gov/pdfFiles/factSheets/2012_Pu-238_Factsheet_final.pdf Plutonium-238 Production Project]. Department of Energy. 5 Februari 2011.</ref>


Pada Februari 2013, sejumlah kecil <sup>238</sup>Pu berhasil diproduksi oleh [[Reaktor Isotop Fluks Tinggi]] Oak Ridge, dan pada 22 Desember 2015, mereka melaporkan produksi  <sup>238</sup>Pu.
Pada Februari 2013, sejumlah kecil <sup>238</sup>Pu berhasil diproduksi oleh [[Reaktor Isotop Fluks Tinggi]] Oak Ridge,<ref>Stephen Clark. [http://spaceflightnow.com/news/n1303/20pu238 U.S. laboratory produces first plutonium in 25 years]. Spaceflightnow. 20 Maret 2013.</ref> dan pada 22 Desember 2015, mereka melaporkan produksi  <sup>238</sup>Pu.<ref>Ron Walli. [https://www.ornl.gov/news/ornl-achieves-milestone-plutonium-238-sample ORNL achieves milestone with plutonium-238 sample]. Oak Ridge National Laboratory. 22 Desember 2015.</ref><ref>Chelsea Harvey. [https://www.washingtonpost.com/news/energy-environment/wp/2015/12/30/this-is-the-fuel-nasa-needs-to-make-it-to-the-edge-of-the-solar-system-and-beyond/ This is the fuel NASA needs to make it to the edge of the solar system - and beyond]. ''The Washington Post''. 30 Desember 2015.</ref>


Pada bulan Maret 2017, [[Ontario Power Generation]] (OPG) dan cabang venturanya, Canadian Nuclear Partners, mengumumkan rencana untuk memproduksi <sup>238</sup>Pu sebagai sumber kedua untuk NASA. Batang yang mengandung [[neptunium-237]] akan dibuat oleh [[Laboratorium Nasional Pacific Northwest]] (Pacific Northwest National Laboratory, PNNL) di Negara Bagian Washington dan dikirim ke [[Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Darlington]] OPG di [[Clarington]], [[Ontario]], [[Kanada]] di mana mereka akan diiradiasi dengan neutron di dalam inti reaktor untuk menghasilkan <sup>238</sup>Pu.
Pada bulan Maret 2017, [[Ontario Power Generation]] (OPG) dan cabang venturanya, Canadian Nuclear Partners, mengumumkan rencana untuk memproduksi <sup>238</sup>Pu sebagai sumber kedua untuk NASA. Batang yang mengandung [[neptunium-237]]<ref>[http://fissilematerials.org/blog/2017/03/united_states_to_ship_nep.html United States to ship neptunium to Canada as part of Pu-238 production]. International Panel on Fissile Materials. 5 Marer 2017.</ref> akan dibuat oleh [[Laboratorium Nasional Pacific Northwest]] (Pacific Northwest National Laboratory, PNNL) di Negara Bagian Washington dan dikirim ke [[Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Darlington]] OPG di [[Clarington]], [[Ontario]], [[Kanada]] di mana mereka akan diiradiasi dengan neutron di dalam inti reaktor untuk menghasilkan <sup>238</sup>Pu.<ref>[https://neutronbytes.com/2017/03/05/nasa-re-starts-pu-238-production-at-two-sites/ NASA Re-starts PU-238 Production at Two Sites], ''Neutron Bytes'', March 5, 2017</ref><ref>[https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/12/13/nasa-doesnt-have-enough-nuclear-fuel-for-its-deep-space-missions/#47a2787d1c18 NASA Doesn't Have Enough Nuclear Fuel For Its Deep Space Missions]. Ethan Siegel, ''Forbes''. 13 December 2018.</ref>


Pada Januari 2019, dilaporkan bahwa beberapa aspek otomatis dari produksinya diimplementasikan di [[Laboratorium Nasional Oak Ridge]] di [[Tennessee]], yang diharapkan tiga kali lipat jumlah pelet plutonium yang diproduksi setiap minggu. Tingkat produksi sekarang diharapkan meningkat dari 80 pelet per minggu menjadi sekitar 275 pelet per minggu, dengan total produksi sekitar 400 gram per tahun.  Tujuannya sekarang adalah untuk mengoptimalkan dan meningkatkan proses untuk menghasilkan rata-rata  per tahun pada tahun 2025.
Pada Januari 2019, dilaporkan bahwa beberapa aspek otomatis dari produksinya diimplementasikan di [[Laboratorium Nasional Oak Ridge]] di [[Tennessee]], yang diharapkan tiga kali lipat jumlah pelet plutonium yang diproduksi setiap minggu.<ref>[https://motherboard.vice.com/en_us/article/mbyz4v/scientists-are-automating-plutonium-production-so-nasa-can-explore-deep-space Scientists Are Automating Plutonium Production So NASA Can Explore Deep Space]. Daniel Oberhaus, ''Motherboard''. 9 Januari 2019.</ref> Tingkat produksi sekarang diharapkan meningkat dari 80 pelet per minggu menjadi sekitar 275 pelet per minggu, dengan total produksi sekitar 400 gram per tahun.<ref>[https://motherboard.vice.com/en_us/article/mbyz4v/scientists-are-automating-plutonium-production-so-nasa-can-explore-deep-space Scientists Are Automating Plutonium Production So NASA Can Explore Deep Space]. Daniel Oberhaus, ''Motherboard''. 9 Januari 2019.</ref> Tujuannya sekarang adalah untuk mengoptimalkan dan meningkatkan proses untuk menghasilkan rata-rata  per tahun pada tahun 2025.<ref>[https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/12/13/nasa-doesnt-have-enough-nuclear-fuel-for-its-deep-space-missions/#47a2787d1c18 NASA Doesn't Have Enough Nuclear Fuel For Its Deep Space Missions]. Ethan Siegel, ''Forbes''. 13 December 2018.</ref><ref>[https://www.msn.com/en-us/news/technology/scientists-find-a-new-way-to-create-the-plutonium-that-powers-deep-space-missions/ar-BBRZxz8 Scientists Find a New Way To Create the Plutonium That Powers Deep Space Missions]. David Grossman, ''Popular Mechanics''. 9 Januari 2019.</ref>


== Aplikasi ==
== Aplikasi ==
Aplikasi utama <sup>238</sup>Pu adalah sebagai sumber panas pada [[generator termoelektrik radioisotop]] (''radioisotope thermoelectric generator'', RTG). RTG ditemukan pada tahun 1954 oleh ilmuwan Laboratorium Mound, Ken Jordan dan John Birden, yang dilantik ke dalam National Inventors Hall of Fame pada tahun 2013.  Mereka segera menghasilkan prototipe kerja menggunakan sumber panas <sup>210</sup>Po, dan pada 1 Januari 1957, menandatangani kontrak Army Signal Corps (R-65-8- 998 11-SC-03-91) untuk melakukan penelitian tentang bahan radioaktif dan termokopel yang cocok untuk konversi langsung panas menjadi energi listrik menggunakan [[polonium-210]] sebagai sumber panas.
Aplikasi utama <sup>238</sup>Pu adalah sebagai sumber panas pada [[generator termoelektrik radioisotop]] (''radioisotope thermoelectric generator'', RTG). RTG ditemukan pada tahun 1954 oleh ilmuwan Laboratorium Mound, Ken Jordan dan John Birden, yang dilantik ke dalam National Inventors Hall of Fame pada tahun 2013.<ref>[http://invent.org/inductee-detail/?IID=473 National Inventors Hall of Fame - John Birden] .</ref> Mereka segera menghasilkan prototipe kerja menggunakan sumber panas <sup>210</sup>Po, dan pada 1 Januari 1957, menandatangani kontrak Army Signal Corps (R-65-8- 998 11-SC-03-91) untuk melakukan penelitian tentang bahan radioaktif dan termokopel yang cocok untuk konversi langsung panas menjadi energi listrik menggunakan [[polonium-210]] sebagai sumber panas.


Pada tahun 1966, sebuah penelitian yang dilaporkan oleh [[Society of Automotive Engineers|SAE International]] menjelaskan potensi penggunaan plutonium-238 dalam subsistem daya radioisotop untuk aplikasi di luar angkasa. Studi ini berfokus pada penggunaan konversi daya melalui [[siklus Rankine]], [[siklus Brayton]], konversi [[Tenaga termoelektrik|termoelektrik]], dan konversi [[Konverter termionik|termionik]] dengan plutonium-238 sebagai elemen pemanas utama. Panas yang disuplai oleh elemen pemanas plutonium-238 konsisten antara 400&nbsp;°C dan 1000&nbsp;°C tetapi teknologi masa depan dapat mencapai batas atas 2000&nbsp;°C, yang selanjutnya meningkatkan efisiensi sistem tenaga. Studi siklus Rankine melaporkan efisiensi antara 15-19% dengan suhu [[turbin]] masuk 1800 [[Skala Rankine|R]], sedangkan siklus Brayton memberikan efisiensi lebih besar dari 20% dengan suhu masuk 2000 R. [[Generator termoelektrik|Konverter termoelektrik]] memberikan efisiensi rendah (3-5%) tetapi keandalan yang tinggi. Konversi termionik dapat memberikan efisiensi yang serupa dengan siklus Brayton jika kondisi yang tepat dapat tercapai.
Pada tahun 1966, sebuah penelitian yang dilaporkan oleh [[Society of Automotive Engineers|SAE International]] menjelaskan potensi penggunaan plutonium-238 dalam subsistem daya radioisotop untuk aplikasi di luar angkasa. Studi ini berfokus pada penggunaan konversi daya melalui [[siklus Rankine]], [[siklus Brayton]], konversi [[Tenaga termoelektrik|termoelektrik]], dan konversi [[Konverter termionik|termionik]] dengan plutonium-238 sebagai elemen pemanas utama. Panas yang disuplai oleh elemen pemanas plutonium-238 konsisten antara 400&nbsp;°C dan 1000&nbsp;°C tetapi teknologi masa depan dapat mencapai batas atas 2000&nbsp;°C, yang selanjutnya meningkatkan efisiensi sistem tenaga. Studi siklus Rankine melaporkan efisiensi antara 15-19% dengan suhu [[turbin]] masuk 1800 [[Skala Rankine|R]], sedangkan siklus Brayton memberikan efisiensi lebih besar dari 20% dengan suhu masuk 2000 R. [[Generator termoelektrik|Konverter termoelektrik]] memberikan efisiensi rendah (3-5%) tetapi keandalan yang tinggi. Konversi termionik dapat memberikan efisiensi yang serupa dengan siklus Brayton jika kondisi yang tepat dapat tercapai.<ref>Edward T. Mahefkey. [https://www.jstor.org/stable/44554237 Radioisotope Power Subsystems for Space Application]. ''SAE Transactions''. 1966. Vol. 74. hlm. 555–565.</ref>


Teknologi RTG pertama kali dikembangkan oleh [[Laboratorium Nasional Los Alamos]] selama tahun 1960-an dan 1970-an untuk menyediakan daya generator termoelektrik radioisotop untuk [[Pacu-Jantung|alat pacu jantung]]. Dari 250 alat pacu jantung bertenaga plutonium yang diproduksi [[Medtronic]], dua puluh dua masih beroperasi lebih dari dua puluh lima tahun kemudian, suatu prestasi yang tidak dapat dicapai oleh alat pacu jantung bertenaga baterai.
Teknologi RTG pertama kali dikembangkan oleh [[Laboratorium Nasional Los Alamos]] selama tahun 1960-an dan 1970-an untuk menyediakan daya generator termoelektrik radioisotop untuk [[Pacu-Jantung|alat pacu jantung]]. Dari 250 alat pacu jantung bertenaga plutonium yang diproduksi [[Medtronic]], dua puluh dua masih beroperasi lebih dari dua puluh lima tahun kemudian, suatu prestasi yang tidak dapat dicapai oleh alat pacu jantung bertenaga baterai.<ref>Kathy DeLucas. [http://www.lanl.gov/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/05spring/heart.html From heat sources to heart sources: Los Alamos made material for plutonium-powered pumper]. ''Actinide Research Quarterly''. Januari–Maret 2005.</ref>


Teknologi daya RTG yang sama ini telah digunakan di beberapa pesawat ruang angkasa seperti [[Pioneer 10]] dan [[Pioneer 11|11]], [[Voyager 1]] dan [[Voyager 2|2]], [[Cassini–Huygens]] dan [[New Horizons]], dan di beberapa perangkat lain, seperti [[Mars Science Laboratory]] dan [[Perseverance|Rover Perseverance]] [[Mars 2020]], sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir jangka panjang.
Teknologi daya RTG yang sama ini telah digunakan di beberapa pesawat ruang angkasa seperti [[Pioneer 10]] dan [[Pioneer 11|11]], [[Voyager 1]] dan [[Voyager 2|2]], [[Cassini–Huygens]] dan [[New Horizons]], dan di beberapa perangkat lain, seperti [[Mars Science Laboratory]] dan [[Perseverance|Rover Perseverance]] [[Mars 2020]], sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir jangka panjang.<ref>Alexandra Witze, [http://www.nature.com/news/nuclear-power-desperately-seeking-plutonium-1.16411?WT.mc_id=FBK_NatureNews#/powertrip Nuclear power: Desperately seeking plutonium, NASA has 35 kg of 238 Pu to power its deep-space missions - but that will not get it very far.], ''Nature'', 25 November 2014</ref>


== Lihat pula ==
== Lihat pula ==
Baris 94: Baris 93:
* [[Plutonium-239]]
* [[Plutonium-239]]
* [[Polonium-210]]
* [[Polonium-210]]
== Referensi ==


== Pranala luar ==
== Pranala luar ==
* [http://sciencereview.berkeley.edu/wp-content/uploads/2013/04/54670619-Berkeley-Science-Review-Spring-2001.pdf Kisah penemuan Seaborg atas Pu-238, khususnya halaman 34-35.]
* [http://sciencereview.berkeley.edu/wp-content/uploads/2013/04/54670619-Berkeley-Science-Review-Spring-2001.pdf Kisah penemuan Seaborg atas Pu-238, khususnya halaman 34-35.]  
* [http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@na+@rel+plutonium,+radioactive Bank Data Zat Berbahaya NLM &ndash; Plutonium, Radioaktif]
* [http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@na+@rel+plutonium,+radioactive Bank Data Zat Berbahaya NLM &ndash; Plutonium, Radioaktif]


== Referensi ==
<references />


== Sumber dan atribusi ==


== Sumber dan atribusi ==
Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Plutonium-238&oldid=26422384 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 26422384 (2024-10-15T04:42:15Z), 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.


Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Plutonium-238&oldid=26422384 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 26422384 (2024-10-15T04:42:15Z), 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 -->

Revisi terkini sejak 27 Agustus 2026 08.56

Plutonium pellet

Plutonium-238 (238Pu atau Pu-238) adalah sebuah isotop radioaktif plutonium yang memiliki waktu paruh selama 87,7 tahun.

Plutonium-238 merupakan pemancar alfa; yang sangat kuat; karena partikel alfa mudah diblokir, ini membuat isotop plutonium-238 cocok untuk digunakan dalam generator termoelektrik radioisotop (RTG) dan Unit pemanas radioisotop. Kepadatan plutonium-238 pada suhu kamar adalah sekitar 19,8 g/cc.[1] Bahan akan menghasilkan sekitar 0,57 watt/gram 238Pu.[2]

Sejarah

Produksi awal

Plutonium-238 merupakan isotop plutonium pertama yang ditemukan. Itu disintesis oleh Glenn T. Seaborg dan rekannya pada bulan Desember 1940 dengan membombardir uranium-238 dengan deuteron, menciptakan neptunium-238. Reaksi tersebut melibatkan peluruhan β+ proton menjadi neutron, dan pelepasan neutron lain.[3] 

+  →  + 2

Isotop neptunium kemudian mengalami peluruhan β− menjadi plutonium-238, dengan waktu paruh selama 2,12 hari: 

→  +  +

Plutonium-238 secara alami meluruh menjadi uranium-234 dan selanjutnya sepanjang deret radium menjadi timbal-206. Secara historis, sebagian besar plutonium-238 telah diproduksi oleh Situs Sungai Savannah dalam reaktor senjata mereka, dengan penyinaran dengan neutron neptunium-237 (waktu paruh = 2,144 juta tahun).[4] 

+  →

Neptunium-237 adalah produk sampingan dari produksi bahan plutonium-239 jenis senjata, dan ketika situs tersebut ditutup pada tahun 1988, 238Pu dicampur dengan sekitar 16% 239Pu.[5]

Eksperimen radiasi manusia

Plutonium pertama kali disintesis pada tahun 1940 dan diisolasi pada tahun 1941 oleh ahli kimia di Universitas California, Berkeley.[6][7] Proyek Manhattan dimulai tak lama setelah penemuan plutonium, dengan sebagian besar penelitian awal (pra-1944) dilakukan dengan menggunakan sampel kecil yang diproduksi menggunakan siklotron besar di Rad Lab Berkeley dan Universitas Washington di St. Louis.[8]

Sebagian besar kesulitan yang dihadapi selama Proyek Manhattan berkaitan dengan produksi dan pengujian bahan bakar nuklir. Baik uranium maupun plutonium akhirnya ditentukan sebagai fisil, tetapi dalam setiap kasus mereka harus dimurnikan untuk memilih isotop yang cocok untuk bom atom. Dengan Perang Dunia II berlangsung, tim peneliti terdesak oleh waktu. Sementara sampel plutonium tersedia dalam jumlah kecil dan ditangani oleh para peneliti, tidak ada yang tahu efek kesehatan apa yang mungkin ditimbulkannya.[9] Mikrogram plutonium dibuat oleh siklotron pada tahun 1942 dan 1943. Pada musim gugur 1943, Robert Oppenheimer mengatakan "hanya ada dua puluh miligram yang ada."[10] Atas permintaannya, Rad Lab di Berkeley menyediakan 1,2 mg plutonium pada akhir Oktober 1943, sebagian besar dibawa ke Los Alamos untuk pekerjaan teoretis di sana.[11]

Reaktor kedua di dunia, Reaktor Grafit X-10 yang dibangun di sebuah situs rahasia di Oak Ridge akan beroperasi penuh pada tahun 1944. Pada bulan November 1943, tak lama setelah start-up awal, ia mampu menghasilkan 500 mg yang sangat kecil. Namun, plutonium ini dicampur dengan sejumlah besar bahan bakar uranium dan ditujukan untuk pabrik percontohan pemrosesan kimia terdekat untuk pemisahan isotop (pengayaan). Jumlah gram plutonium tidak akan tersedia sampai musim semi 1944.[12]

Produksi plutonium skala industri baru dimulai pada Maret 1945 ketika Reaktor B di Situs Hanford mulai beroperasi. Namun, kecelakaan penanganan plutonium terjadi pada tahun 1944, menyebabkan alarm di pimpinan Proyek Manhattan karena kontaminasi di dalam dan di luar laboratorium menjadi masalah.[13] Pada bulan Agustus 1944, seorang ahli kimia bernama Donald Mastick disemprot plutonium klorida cair di wajahnya, menyebabkannya secara tidak sengaja menelan beberapa plutonium.[14] Usapan hidung yang dilakukan oleh peneliti plutonium menunjukkan bahwa plutonium sedang dihirup.[15][16] Ahli kimia sekaligus Ketua Proyek Manhattan Glenn T. Seaborg, penemu banyak unsur transuranium termasuk plutonium, mendesak agar program keamanan dikembangkan untuk penelitian plutonium. Dalam memo kepada Robert Stone di Met Lab Chicago, Seaborg menulis "bahwa sebuah program untuk melacak perjalanan plutonium dalam tubuh dimulai sesegera mungkin ... [dengan] prioritas tertinggi."[17] Memo ini tertanggal 5 Januari 1944, sebelum banyak peristiwa kontaminasi tahun 1944 di Gedung D tempat Mastick bekerja.[18] Seaborg kemudian mengklaim bahwa dia sama sekali tidak bermaksud untuk menyiratkan eksperimen manusia dalam memo ini, dia juga tidak mempelajari penggunaannya pada manusia sampai jauh karena kompartementalisasi informasi rahasia.[19]

Dengan plutonium-239 jenis bom yang diperkaya yang ditujukan untuk penelitian kritis dan untuk produksi senjata atom, plutonium-238 digunakan dalam eksperimen medis awal karena tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar senjata atom. Namun, 238Pu jauh lebih berbahaya daripada 239Pu karena waktu paruhnya yang pendek dan merupakan pemancar alfa yang kuat. Karena segera ditemukan bahwa Pu diekskresikan pada tingkat yang sangat lambat, terakumulasi dalam subjek uji eksperimen manusia awal, praktik ini memiliki efek yang menghancurkan pada pasien yang terlibat.

Dari 10 April 1945 hingga 18 Juli 1947, delapan belas orang disuntik dengan plutonium sebagai bagian dari Proyek Manhattan. Dosis yang diberikan berkisar antara 0,095 hingga 5,9 mikrocurie (μCi).[20]

Albert Stevens, dalam eksperimen yang disebut sebagai CAL-1, disuntikkan pada tahun 1945 dengan 3,5 μCi 238Pu, dan 0,046 μCi 239Pu, memberinya beban tubuh awal sebesar 3,546 μCi (131 kBq) total aktivitas[21] tanpa persetujuannya.[22] Fakta bahwa ia memiliki plutonium-238 yang sangat radioaktif (diproduksi dalam siklotron 60-inci di Laboratorium Crocker dengan bombardir deuteron uranium alam)[23] berkontribusi besar terhadap dosis jangka panjangnya. Seandainya semua plutonium yang diberikan kepada Stevens adalah 239Pu yang berumur panjang seperti yang digunakan dalam eksperimen serupa pada waktu itu, dosis seumur hidup Stevens akan jauh lebih kecil. Waktu paruh yang singkat yaitu 87,7 tahun dari 238Pu berarti bahwa sebagian besar darinya meluruh selama waktunya di dalam tubuhnya, terutama jika dibandingkan dengan 239Pu yang memiliki waktu paruh 24.100 tahun.

Karena Stevens bertahan selama sekitar 20 tahun setelah dosis percobaan plutoniumnya sebelum meninggal karena penyakit jantung, ia selamat dari dosis radiasi akumulasi tertinggi yang diketahui pada manusia mana pun.[24] Perhitungan modern dari dosis serap seumur hidupnya memberikan total 64 Sv (6400 rem) yang luar biasa.[25]

Senjata

Aplikasi pertama 238Pu adalah penggunaannya dalam komponen senjata nuklir yang dibuat di Laboratorium Mound untuk Laboratorium Radiasi Lawrence (sekarang Laboratorium Nasional Lawrence Livermore). Mound dipilih untuk pekerjaan ini karena pengalamannya dalam memproduksi inisiator Urchin berbahan bakar polonium-210 dan pekerjaannya dengan beberapa elemen berat dalam program Bahan Bakar Reaktor. Dua ilmuwan Mound menghabiskan tahun 1959 di Lawrence dalam pengembangan bersama sementara Gedung Metalurgi Khusus dibangun di Mound untuk menampung proyek tersebut. Sementara itu, sampel pertama 238Pu datang ke Mound pada tahun 1959.[26]

Proyek senjata menyerukan produksi sekitar 1 kg 238Pu per tahun selama periode 3 tahun. Namun, komponen 238Pu component tidak dapat diproduksi sesuai spesifikasi meskipun upaya 2 tahun dimulai di Mound pada pertengahan 1961. Upaya maksimal dilakukan dengan 3 shift sehari, 6 hari seminggu, dan peningkatan produksi 238Pu Situs Sungai Savannah selama tiga tahun ke depan menjadi sekitar 20 kg/tahun. Pelonggaran spesifikasi ini menghasilkan produktivitas sekitar 3%, dan produksi akhirnya dimulai pada tahun 1964.

Kegunaan dalam generator termoelektrik radioisotop

Dimulai pada 1 Januari 1957, penemu RTG Laboratorium Mound, Jordan & Birden, sedang mengerjakan kontrak Korps Sinyal Angkatan Darat (R-65-8- 998 11-SC-03-91) untuk melakukan penelitian tentang bahan radioaktif dan termokopel yang cocok untuk penggunaan langsung dari konversi panas menjadi energi listrik menggunakan polonium-210 sebagai sumber panas.

Pada tahun 1961, Kapten R. T. Carpenter telah memilih 238Pu sebagai bahan bakar untuk RTG (radioisotope thermoelectric generator, generator termoelektrik radioisotop) pertama yang diluncurkan ke luar angkasa sebagai tenaga tambahan untuk satelit navigasi Angkatan Laut Transit IV. Pada 21 Januari 1963, keputusan belum dibuat mengenai isotop apa yang akan digunakan untuk bahan bakar RTG besar untuk program NASA.[27]

Awal tahun 1964, ilmuwan Laboratorium Mound mengembangkan metode berbeda untuk membuat komponen senjata yang menghasilkan efisiensi produksi sekitar 98%.[28] Ini menyediakan produksi 238Pu Situs Sungai Savannah untuk penggunaan Tenaga Listrik Luar Angkasa tepat pada waktunya untuk memenuhi kebutuhan RTG SNAP-27 di Bulan, pesawat ruang angkasa Pioneer, pendarat Viking Mars, lebih banyak satelit navigasi Angkatan Laut Transit (pendahulu GPS) dan dua pesawat ruang angkasa Voyager, di mana semua sumber panas 238Pu dibuat di Laboratorium Mound.[29]

Unit pemanas radioisotop digunakan dalam eksplorasi ruang angkasa dimulai dengan Pemanas Radioisotop Apollo (Apollo Radioisotope Heaters, ALRH) yang menghangatkan Eksperimen Seismik yang ditempatkan di Bulan oleh misi Apollo 11 dan pada beberapa penjelajah Bulan dan Mars, hingga 129 LWRHU yang menghangatkan eksperimen di pesawat ruang angkasa Galileo.[30]

Penambahan fasilitas produksi komponen senjata bangunan Metalurgi Khusus diselesaikan pada akhir tahun 1964 untuk fabrikasi bahan bakar sumber panas 238Pu. Sebuah fasilitas produksi bahan bakar sementara juga dipasang di Gedung Penelitian pada tahun 1969 untuk fabrikasi bahan bakar Transit. Dengan selesainya proyek komponen senjata, Gedung Metalurgi Khusus, yang dijuluki "Gunung Ular" karena kesulitan yang dihadapi dalam menangani 238Pu dalam jumlah besar, menghentikan operasinya pada tanggal 30 Juni 1968, dengan operasi 238Pu diambil alih oleh Gedung Pemrosesan Plutonium yang baru, dirancang dan dibuat khusus untuk menangani 238Pu dalam jumlah besar. Plutonium-238 diberi nomor bahaya relatif tertinggi (152) dari semua 256 radionuklida yang dievaluasi oleh Karl Z. Morgan et al. pada tahun 1963.[31]

Alat pacu jantung bertenaga nuklir

Ketika plutonium-238 tersedia untuk penggunaan non-militer, banyak aplikasi diusulkan dan diuji, termasuk program Alat Pacu Jantung yang dimulai pada 1 Juni 1966, dalam hubungannya dengan NUMEC.[32] Ketika diketahui bahwa sumber panas tidak akan tetap utuh melalui kremasi, program tersebut dibatalkan karena jaminan 100% tidak dapat dijamin bahwa peristiwa kremasi tidak akan terjadi.

Pada 2007, ada sembilan orang yang hidup dengan alat pacu jantung bertenaga nuklir, dari 139 penerima asli.[33] Ketika orang-orang ini meninggal, alat pacu jantung seharusnya dilepas dan dikirim ke Los Alamos di mana plutonium akan dipulihkan.[34]

Dalam sebuah surat kepada New England Journal of Medicine yang membahas seorang wanita yang menerima Numec NU-5 pada dekade lalu yang terus beroperasi, meskipun label harga asli $5.000 setara dengan $23.000 pada kurs dolar 2007, biaya tindak lanjut menjadi sekitar $19.000 dibandingkan dengan $55.000 untuk alat pacu jantung bertenaga baterai.[35]

Alat pacu jantung bertenaga nuklir lainnya adalah Medtronics “Laurens-Alcatel Model 9000”.[36] Sekitar 1600 alat pacu jantung bertenaga nuklir dan/atau rakitan baterai telah ditempatkan di seluruh Amerika Serikat yang memenuhi syarat untuk pemulihan oleh Tim Proyek Pemulihan Sumber Luar Lokasi (Off-Site Source Recovery Project, OSRP) di Laboratorium Nasional Los Alamos (Los Alamos National Laboratory, LANL).[37]

Produksi

Plutonium jenis reaktor dari bahan bakar nuklir bekas mengandung berbagai isotop plutonium. 238Pu hanya satu atau dua persen, tetapi mungkin bertanggung jawab atas sebagian besar panas peluruhan jangka pendek karena waktu paruhnya yang relatif pendek dibandingkan dengan isotop plutonium lainnya. Plutonium jenis reaktor tidak berguna untuk memproduksi 238Pu untuk RTG karena pemisahan isotop yang sulit akan diperlukan.

Plutonium-238 murni dibuat dengan penyinaran neutron dari neptunium-237,[38] salah satu aktinida minor yang dapat diperoleh kembali dari bahan bakar nuklir bekas selama pemrosesan ulang, atau dengan penyinaran neutron amerisium dalam reaktor.[39] Target dimurnikan secara kimia, termasuk pelarutan dalam asam nitrat untuk mengekstrak plutonium-238. Sampel 100 kg bahan bakar reaktor air ringan yang telah diiradiasi selama tiga tahun hanya mengandung sekitar 700 grams (0,7% berat) neptunium-237, yang harus diekstraksi dan dimurnikan. Sejumlah besar 238Pu murni juga dapat diproduksi dalam siklus bahan bakar torium.[40]

Di AS, Inisiatif Sistem Tenaga Luar Angkasa dan Pertahanan Departemen Energi dari Kantor Energi Nuklir memproses 238Pu, memelihara penyimpanannya, dan mengembangkan, memproduksi, mengangkut, dan mengelola keselamatan unit daya radioisotop dan pemanas untuk penjelajahan antariksa dan pesawat ruang angkasa keamanan nasional.[41] Pada Maret 2015, total 238Pu tersedia untuk penggunaan ruang sipil. Dari persediaan, tetap dalam kondisi memenuhi spesifikasi NASA untuk pengiriman daya; kumpulan 238Pu inilah yang akan digunakan dalam generator termoelektrik radioisotop multi-misi (multi-mission radioisotope thermoelectric generator, MMRTG) untuk misi Mars Rover 2020 dan dua MMRTG tambahan untuk misi NASA 2024. akan tersisa setelah itu, termasuk sekitar yang hampir tidak memenuhi spesifikasi NASA. Karena kandungan isotop di dalam bahan hilang dari waktu ke waktu karena peluruhan radioaktif saat disimpan, stok ini dapat disesuaikan dengan spesifikasi NASA dengan mencampurnya dengan jumlah yang lebih kecil dari 238Pu yang baru diproduksi dengan kandungan isotop yang lebih tinggi, dan juga kepadatan energi.[42]

Produksi AS yang berhenti dan dilanjutkan

Amerika Serikat berhenti memproduksi massal 238Pu dengan penutupan reaktor Situs Sungai Savannah pada tahun 1988.[43][44][45] Sejak 1993, semua 238Pu yang digunakan di pesawat luar angkasa Amerika telah dibeli dari Rusia. Secara total, telah dibeli, tetapi Rusia tidak lagi memproduksi 238Pu, dan pasokan mereka sendiri dilaporkan hampir habis.[46][47]

Pada Februari 2013, sejumlah kecil 238Pu berhasil diproduksi oleh Reaktor Isotop Fluks Tinggi Oak Ridge,[48] dan pada 22 Desember 2015, mereka melaporkan produksi 238Pu.[49][50]

Pada bulan Maret 2017, Ontario Power Generation (OPG) dan cabang venturanya, Canadian Nuclear Partners, mengumumkan rencana untuk memproduksi 238Pu sebagai sumber kedua untuk NASA. Batang yang mengandung neptunium-237[51] akan dibuat oleh Laboratorium Nasional Pacific Northwest (Pacific Northwest National Laboratory, PNNL) di Negara Bagian Washington dan dikirim ke Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Darlington OPG di Clarington, Ontario, Kanada di mana mereka akan diiradiasi dengan neutron di dalam inti reaktor untuk menghasilkan 238Pu.[52][53]

Pada Januari 2019, dilaporkan bahwa beberapa aspek otomatis dari produksinya diimplementasikan di Laboratorium Nasional Oak Ridge di Tennessee, yang diharapkan tiga kali lipat jumlah pelet plutonium yang diproduksi setiap minggu.[54] Tingkat produksi sekarang diharapkan meningkat dari 80 pelet per minggu menjadi sekitar 275 pelet per minggu, dengan total produksi sekitar 400 gram per tahun.[55] Tujuannya sekarang adalah untuk mengoptimalkan dan meningkatkan proses untuk menghasilkan rata-rata per tahun pada tahun 2025.[56][57]

Aplikasi

Aplikasi utama 238Pu adalah sebagai sumber panas pada generator termoelektrik radioisotop (radioisotope thermoelectric generator, RTG). RTG ditemukan pada tahun 1954 oleh ilmuwan Laboratorium Mound, Ken Jordan dan John Birden, yang dilantik ke dalam National Inventors Hall of Fame pada tahun 2013.[58] Mereka segera menghasilkan prototipe kerja menggunakan sumber panas 210Po, dan pada 1 Januari 1957, menandatangani kontrak Army Signal Corps (R-65-8- 998 11-SC-03-91) untuk melakukan penelitian tentang bahan radioaktif dan termokopel yang cocok untuk konversi langsung panas menjadi energi listrik menggunakan polonium-210 sebagai sumber panas.

Pada tahun 1966, sebuah penelitian yang dilaporkan oleh SAE International menjelaskan potensi penggunaan plutonium-238 dalam subsistem daya radioisotop untuk aplikasi di luar angkasa. Studi ini berfokus pada penggunaan konversi daya melalui siklus Rankine, siklus Brayton, konversi termoelektrik, dan konversi termionik dengan plutonium-238 sebagai elemen pemanas utama. Panas yang disuplai oleh elemen pemanas plutonium-238 konsisten antara 400 °C dan 1000 °C tetapi teknologi masa depan dapat mencapai batas atas 2000 °C, yang selanjutnya meningkatkan efisiensi sistem tenaga. Studi siklus Rankine melaporkan efisiensi antara 15-19% dengan suhu turbin masuk 1800 R, sedangkan siklus Brayton memberikan efisiensi lebih besar dari 20% dengan suhu masuk 2000 R. Konverter termoelektrik memberikan efisiensi rendah (3-5%) tetapi keandalan yang tinggi. Konversi termionik dapat memberikan efisiensi yang serupa dengan siklus Brayton jika kondisi yang tepat dapat tercapai.[59]

Teknologi RTG pertama kali dikembangkan oleh Laboratorium Nasional Los Alamos selama tahun 1960-an dan 1970-an untuk menyediakan daya generator termoelektrik radioisotop untuk alat pacu jantung. Dari 250 alat pacu jantung bertenaga plutonium yang diproduksi Medtronic, dua puluh dua masih beroperasi lebih dari dua puluh lima tahun kemudian, suatu prestasi yang tidak dapat dicapai oleh alat pacu jantung bertenaga baterai.[60]

Teknologi daya RTG yang sama ini telah digunakan di beberapa pesawat ruang angkasa seperti Pioneer 10 dan 11, Voyager 1 dan 2, Cassini–Huygens dan New Horizons, dan di beberapa perangkat lain, seperti Mars Science Laboratory dan Rover Perseverance Mars 2020, sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir jangka panjang.[61]

Lihat pula

Pranala luar

Referensi

  1. ↑ Dihitung dari berat atom dan volume atom. Sel satuan, yang mengandung 16 atom, memiliki volume 319,96 kubik Å, menurut Siegfried S. Hecker. Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure. Los Alamos Science. 2000. Vol. 26. hlm. 331.. Ini memberikan kerapatan untuk 238 Pu dari (1,66053906660×10 −24 g/dalton×238,0495599 dalton/atom×16 atom/sel satuan)/(319,96 Å 3 /sel satuan × 10 −24 cc/Å 3 ) atau 19,8 g/cc.
  2. ↑ Dennis Miotla. Assessement of Plutonium-238 production alternatives. www.energy.gov. 21 April 2008. hlm. 3.
  3. ↑ The Discovery and Isolation of Plutonium. 29 September 2014.
  4. ↑ Plutonium-238 Production for Space Exploration.
  5. ↑ MLM-CF-67-1-71 Plutonium 238 Oxide Shipment No. 33. 30 Desember 1966.
  6. ↑ Seaborg, Glenn T. An Early History of LBNL: Elements 93 and 94. Advanced Computing for Science Department, Lawrence Berkeley National Laboratory.
  7. ↑ Glenn T. Seaborg. The plutonium story. Lawrence Berkeley Laboratory, University of California. September 1981.
  8. ↑ Eileen Welsome. The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.
  9. ↑ William Moss. The Human Plutonium Injection Experiments. Los Alamos Science. 1995. hlm. 177–223.
  10. ↑ Eileen Welsome. The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.
  11. ↑ Eileen Welsome. The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.
  12. ↑ Richard G. Hewlett. The New World, 1939–1946. Pennsylvania State University Press. 1962. ISBN 978-0-520-07186-5.
  13. ↑ William Moss. The Human Plutonium Injection Experiments. Los Alamos Science. 1995. hlm. 177–223.
  14. ↑ William Moss. The Human Plutonium Injection Experiments. Los Alamos Science. 1995. hlm. 177–223.
  15. ↑ William Moss. The Human Plutonium Injection Experiments. Los Alamos Science. 1995. hlm. 177–223.
  16. ↑ Plutonium in Man: A Twenty-Five Year Review, UCRL 20850, TID-4500 (Edisi ke-58), Patricia W. Durbin, 1971.
  17. ↑ Final Report , Advisory Committee on Human Radiation Experiments, 1985
  18. ↑ Eileen Welsome. The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.
  19. ↑ Eileen Welsome. The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.
  20. ↑ William Moss. The Human Plutonium Injection Experiments. Los Alamos Science. 1995. hlm. 177–223.
  21. ↑ Rowland, R.E., and Durbin, P.W. Survival, causes of death, and estimated tissue doses in a group of human beings injected with plutonium. United States: N. p., 1975. Web.
  22. ↑ William Moss. The Human Plutonium Injection Experiments. Los Alamos Science. 1995. hlm. 177–223.
  23. ↑ Rowland, R.E., and Durbin, P.W. Survival, causes of death, and estimated tissue doses in a group of human beings injected with plutonium. United States: N. p., 1975. Web.
  24. ↑ Eileen Welsome. The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.
  25. ↑ Eileen Welsome. The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War. Dial Press. 1999. ISBN 978-0385314022.
  26. ↑ Little Known Pu Stories.
  27. ↑ G. R. Grove to D. L. Scot. Trip Report. 21 Januari 1963.
  28. ↑ Final Safety Analysis Report, 15 Januari 1975 (MLM-ENG-105).
  29. ↑ Carol Craig. RTG: A Source of Power; A History of the Radioisotopic Thermoelectric Generators Fueled at Mound (MLM-MU-82-72-0006).
  30. ↑ Ernest Johnson. Light-Weight Radioisotope Heater Unit Final Analysis Safety Report. www.osti.gov. Oktober 1988. doi:10.2172/6531256.
  31. ↑ Karl Z. Morgan. Health Physics Journal, Vol. 10, No. 3 - Relative Hazard of the Various Radioactive Materials. 1 Maret 1964.
  32. ↑ Cardiac Pacemaker. Monsanto Research Corporation.
  33. ↑ Reuters: Nuclear pacemaker still energized after 34 years
  34. ↑ Plutonium Powered Pacemaker (1974)
  35. ↑ Reuters: Nuclear pacemaker still energized after 34 years
  36. ↑ MedTech Memoirs: The Plutonium-Powered Pacemaker. Medical Design and Outsourcing. 13 Januari 2016.
  37. ↑ Le pacemaker atomique. www.dissident-media.org.
  38. ↑ J.E. Werner. Summary of Plutonium-238 Production Alternatives: Analysis Final Report. Idaho National Laboratory. 2013.
  39. ↑ Process for producing ultra-pure ... - Google Patents.
  40. ↑ Archived copy.
  41. ↑ Space and Defense Power Systems. US Department of Energy.
  42. ↑ Alice Caponiti. Space and Defense Power Systems Program Information Briefing. Lunar and Planetary Institute. NASA.
  43. ↑ Steven D. Howe. Economical Production of Pu - 238: Feasibility Study. Center for Space Nuclear Research.
  44. ↑ Plutonium-238 Is Produced In America For The First Time In Almost 30 Years. Australian Popular Science.
  45. ↑ SRS - History Highlights. www.srs.gov.
  46. ↑ Commonly Asked Questions About Radioisotope Power Systems. Idaho National Laboratory. Juli 2005.
  47. ↑ Plutonium-238 Production Project. Department of Energy. 5 Februari 2011.
  48. ↑ Stephen Clark. U.S. laboratory produces first plutonium in 25 years. Spaceflightnow. 20 Maret 2013.
  49. ↑ Ron Walli. ORNL achieves milestone with plutonium-238 sample. Oak Ridge National Laboratory. 22 Desember 2015.
  50. ↑ Chelsea Harvey. This is the fuel NASA needs to make it to the edge of the solar system - and beyond. The Washington Post. 30 Desember 2015.
  51. ↑ United States to ship neptunium to Canada as part of Pu-238 production. International Panel on Fissile Materials. 5 Marer 2017.
  52. ↑ NASA Re-starts PU-238 Production at Two Sites, Neutron Bytes, March 5, 2017
  53. ↑ NASA Doesn't Have Enough Nuclear Fuel For Its Deep Space Missions. Ethan Siegel, Forbes. 13 December 2018.
  54. ↑ Scientists Are Automating Plutonium Production So NASA Can Explore Deep Space. Daniel Oberhaus, Motherboard. 9 Januari 2019.
  55. ↑ Scientists Are Automating Plutonium Production So NASA Can Explore Deep Space. Daniel Oberhaus, Motherboard. 9 Januari 2019.
  56. ↑ NASA Doesn't Have Enough Nuclear Fuel For Its Deep Space Missions. Ethan Siegel, Forbes. 13 December 2018.
  57. ↑ Scientists Find a New Way To Create the Plutonium That Powers Deep Space Missions. David Grossman, Popular Mechanics. 9 Januari 2019.
  58. ↑ National Inventors Hall of Fame - John Birden .
  59. ↑ Edward T. Mahefkey. Radioisotope Power Subsystems for Space Application. SAE Transactions. 1966. Vol. 74. hlm. 555–565.
  60. ↑ Kathy DeLucas. From heat sources to heart sources: Los Alamos made material for plutonium-powered pumper. Actinide Research Quarterly. Januari–Maret 2005.
  61. ↑ Alexandra Witze, Nuclear power: Desperately seeking plutonium, NASA has 35 kg of 238 Pu to power its deep-space missions - but that will not get it very far., Nature, 25 November 2014

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 26422384 (2024-10-15T04:42:15Z), 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.


Diperoleh dari "https://wiki.unissula.ac.id/index.php?title=Plutonium-238&oldid=17734"