Lompat ke isi

Uranium-233: 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 23093165; atribusi sumber disertakan.
 
Maintenance script (bicara | kontrib)
37.956 suntingan
Presentation V4: sitasi, referensi, Math, Wikimedia Commons, dan atribusi
 
Baris 1: Baris 1:
'''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]]. 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''' ('''<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).
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).
Baris 6: Baris 6:


== Bahan fisil ==
== 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>
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]].
 
Selama [[Perang Dingin]], [[Amerika Serikat]] memproduksi sekitar 2 metrik ton uranium-233, dalam berbagai tingkat kemurnian kimia dan isotop. Uranium-233 diproduksi di [[Hanford Site|Situs Hanford]] dan [[Situs Sungai Savannah]] dalam reaktor yang dirancang untuk produksi plutonium-239.


== Bahan bakar nuklir ==
== 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.
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.


Baris 19: Baris 16:


=== Energi yang dilepaskan ===
=== 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>
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).
{| 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 ==
== 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>


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).
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>
 
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.
 
Kehadiran [[uranium-232]] dapat memperumit pembuatan dan penggunaan uranium-233, meskipun memo Livermore menunjukkan kemungkinan bahwa komplikasi ini dapat diatasi.


Meskipun demikian, dimungkinkan untuk menggunakan uranium-233 sebagai bahan fisil [[senjata nuklir]], selain spekulasi, ada sedikit informasi yang tersedia untuk umum tentang isotop ini yang sebenarnya telah dijadikan senjata:
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.
* 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.
* [[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.
* 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.
[[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.
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 ===
=== 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:
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 (β−) → <sup>233</sup>U (n,2n) → <sup>232</sup>U
Baris 63: Baris 81:
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.
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.
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).
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.
[[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 ==
== 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>
Torium, awal di mana <sup>233</sup>U dibiakkan, kira-kira tiga sampai empat kali lebih banyak di kerak bumi daripada uranium.
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.
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]].
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.
[[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.
Baris 83: Baris 100:


== Referensi ==
== Referensi ==
 
<references />
 


== Sumber dan atribusi ==
== 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.
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 -->

Revisi terkini sejak 27 Agustus 2026 08.56

Uranium-233 (233U atau U-233) adalah sebuah isotop uranium yang fisil yang dibiakkan dari torium-232 sebagai bagian dari siklus bahan bakar torium. Uranium-233 digunakan dalam senjata nuklir dan sebagai bahan bakar reaktor.[1] 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 menit. Torium-233 meluruh menjadi protaktinium-233 melalui peluruhan beta. Protaktinium-233 memiliki waktu paruh 27 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 233U, target fisil berikutnya adalah 235U, yang berarti total 4 neutron diperlukan untuk memicu pembelahan).

233U biasanya terbelah pada 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 PBB dan pidato oleh Glenn T. Seaborg.[2][3]

Selama Perang Dingin, Amerika Serikat memproduksi sekitar 2 metrik ton uranium-233, dalam berbagai tingkat kemurnian kimia dan isotop.[4] Uranium-233 diproduksi di Situs Hanford dan Situs Sungai Savannah dalam reaktor yang dirancang untuk produksi plutonium-239.[5]

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 cepat maupun reaktor termal, tidak seperti 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 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 MeV = 3,171 J (yaitu 19,09 TJ/mol = 81,95 TJ/kg).[6]

Sumber Rata-rata energi

yang
dilepaskan (MeV)

Energi yang dilepaskan secara instan
Energi kinetik fragmen fisi 168,2
Energi kinetik neutron cepat 4,8
Energi yang dibawa oleh sinar-γ yang cepat 7,7
Energi dari produk fisi yang meluruh
Energy partikel-β− 5,2
Energi anti-neutrino 6,9
Energi sinar-γ yang tertunda 5,0
Jumlah (tidak termasuk anti-neutrino yang melarikan diri) 191,0
Energi yang dilepaskan ketika neutron cepat yang tidak menghasilkan (kembali) fisi ditangkap 9,1
Energi total yang diubah menjadi panas dalam reaktor nuklir termal yang beroperasi 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 kg dalam bola yang dipantulkan berilium).[7]

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, Livermore tidak akan tertarik untuk beralih ke plutonium.[8]

Kehadiran uranium-232[9] dapat memperumit pembuatan dan penggunaan uranium-233, meskipun memo Livermore menunjukkan kemungkinan bahwa komplikasi ini dapat diatasi.[10]

Meskipun demikian, dimungkinkan untuk menggunakan uranium-233 sebagai bahan fisil senjata nuklir, selain spekulasi,[11] ada sedikit informasi yang tersedia untuk umum tentang isotop ini yang sebenarnya telah dijadikan senjata:

Reaktor B dan lainnya di Situs Hanford yang dioptimalkan untuk produksi bahan jenis senjata telah digunakan untuk memproduksi 233U.[17][18][19][20]

Secara keseluruhan Amerika Serikat diperkirakan telah menghasilkan dua ton 233U dari berbagai tingkat kemurnian, beberapa dengan kandungan pengotor 232U serendah 6 ppm.[21]

Pengotor 232U

Produksi 233U (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:

232Th (n,γ) → 233Th (β−) → 233Pa (β−) → 233U (n,2n) → 232U
232Th (n,γ) → 233Th (β−) → 233Pa (n,2n) → 232Pa (β−)→ 232U
232Th (n,2n) → 231Th (β−) → 231Pa (n,γ) → 232Pa (β−) → 232U

Saluran lain melibatkan reaksi penangkapan neutron pada sejumlah kecil torium-230, yang merupakan sebagian kecil dari torium alami yang ada karena peluruhan uranium-238:

230Th (n,γ) → 231Th (β−) → 231Pa (n,γ) → 232Pa (β−) → 232U

Rantai peluruhan 232U dengan cepat menghasilkan pemancar radiasi gama yang kuat. Talium-208 adalah yang terkuat, pada 2,6 MeV:

232U (α, 68,9 thn)
228Th (α, 1,9 thn)
224Ra (α, 5,44 MeV, 3,6 hri, dengan γ 0,24 MeV)
220Rn (α, 6,29 MeV, 56 dtk, dengan γ 0,54 MeV)
216Po (α, 0,15 dtk)
212Pb (β−, 10,64 jam)
212Bi (α, 61 mnt, 0,78 MeV)
208Tl (β−, 1,8 MeV, 3 mnt, dengan γ 2,6 MeV)
208Pb (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 bagian per juta. Senjata nuklir ledakan membutuhkan tingkat 232U di bawah 50 ppm (di atas itu 233U dianggap "tingkat rendah"; "Plutonium jenis senjata standar membutuhkan kandungan 240Pu tidak lebih dari 6,5%." yaitu 65000 ppm, dan 238Pu 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.[22][23]

Produksi 233U yang "bersih", rendah 232U, memerlukan beberapa faktor: 1) memperoleh sumber 232Th yang relatif murni, rendah 230Th (yang juga berubah menjadi 232U), 2) memoderasi neutron yang datang agar memiliki energi yang tidak lebih tinggi dari 6 MeV (neutron berenergi terlalu tinggi menyebabkan reaksi 232Th (n,2n) → 231Th), dan 3) menghilangkan sampel torium dari fluks neutron sebelum konsentrasi 233U meningkat ke tingkat yang terlalu tinggi, untuk menghindari fisi 233U itu sendiri (yang akan menghasilkan neutron energik).[24][25]

Eksperimen Reaktor Garam Cair (Molten-Salt Reactor Experiment, MSRE) menggunakan 233U, dibiakkan dalam reaktor air ringan seperti Indian Point Energy Center, yaitu sekitar 220 ppm 232U.[26]

Informasi lebih lanjut

Torium, awal di mana 233U dibiakkan, kira-kira tiga sampai empat kali lebih banyak di kerak bumi daripada uranium.[27][28] Rantai peluruhan 233U sendiri merupakan bagian dari deret neptunium, rantai peluruhan dari nenek moyangnya, 237Np.

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 pelacak isotop, penelitian senjata nuklir, dan penelitian bahan bakar reaktor termasuk siklus bahan bakar torium.[29]

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 lainnya.

Lihat pula

Referensi

  1. ↑ C. W. Forsburg and L. C. Lewis. Uses For Uranium-233: What Should Be Kept for Future Needs?. Ornl-6952. Oak Ridge National Laboratory. 24 September 1999.
  2. ↑ UP. Atomic Energy 'Secret' Put into Language That Public Can Understand. Pittsburgh Press. 29 September 1946.
  3. ↑ UP. Third Nuclear Source Bared. The Tuscaloosa News. 21 Oktober 1946.
  4. ↑ C. W. Forsburg and L. C. Lewis. Uses For Uranium-233: What Should Be Kept for Future Needs?. Ornl-6952. Oak Ridge National Laboratory. 24 September 1999.
  5. ↑ Orth, D.A. Savannah River Plant Thorium Processing Experience. Nuclear Technology. 1 Juni 1978. Vol. 43. hlm. 63.
  6. ↑ Nuclear fission 4.7.1. www.kayelaby.npl.co.uk.
  7. ↑ Environment and Natural Resources Policy Division., United States. Congress. Senate. 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.
  8. ↑ W.K. Woods. LRL interest in U-233. United States. 10 Februari 1966. Vol. DUN-677. doi:10.2172/79078.
  9. ↑ R. Everett Langford. Introduction to Weapons of Mass Destruction: Radiological, Chemical, and Biological. John Wiley & Sons. 2004. hlm. 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."
  10. ↑ W.K. Woods. LRL interest in U-233. United States. 10 Februari 1966. Vol. DUN-677. doi:10.2172/79078.
  11. ↑ Jai Prakash Agrawal. 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.
  12. ↑ Operation Teapot. Nuclear Weapon Archive. 15 Oktober 1997.
  13. ↑ Operation Buster-Jangle. Nuclear Weapon Archive. 15 Oktober 1997.
  14. ↑ Stephen F. Ashley. 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.
  15. ↑ Rajat Pandit. Forces gung-ho on N-arsenal. The Times of India. 28 Agustus 2009.
  16. ↑ India's Nuclear Weapons Program – Operation Shakti: 1998. 30 Maret 2001.
  17. ↑ Historical use of thorium at Hanford. hanfordchallenge.org.
  18. ↑ Chronology of Important FOIA Documents: Hanford's Semi-Secret Thorium to U-233 Production Campaign. hanfordchallenge.org.
  19. ↑ Questions and Answers on Uranium-233 at Hanford. radioactivist.org.
  20. ↑ Hanford Radioactivity in Salmon Spawning Grounds. clarku.edu.
  21. ↑ Robert Alvarez "Managing the Uranium-233 Stockpile of the United States" http://scienceandglobalsecurity.org/archive/sgs21alvarez.pdf
  22. ↑ R. Everett Langford. Introduction to Weapons of Mass Destruction: Radiological, Chemical, and Biological. John Wiley & Sons. 2004. hlm. 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."
  23. ↑ Nuclear Materials FAQ
  24. ↑ Robert Alvarez "Managing the Uranium-233 Stockpile of the United States" http://scienceandglobalsecurity.org/archive/sgs21alvarez.pdf
  25. ↑ sumber pada Wikipedia bahasa Indonesia
  26. ↑ [1] (lihat PDF hlm. 10)
  27. ↑ Abundance in Earth's Crust: periodicity. WebElements.com.
  28. ↑ It's Elemental — The Periodic Table of Elements. Jefferson Lab.
  29. ↑ C. W. Forsburg and L. C. Lewis. Uses For Uranium-233: What Should Be Kept for Future Needs?. Ornl-6952. Oak Ridge National Laboratory. 24 September 1999.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari 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.


Diperoleh dari "https://wiki.unissula.ac.id/index.php?title=Uranium-233&oldid=17748"