Plutonium ( Unsur Kimia Plutonium )

"Plutonium adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Pu dan nomor atom 94. Ia merupakan unsur radioaktif transuranium yang langka dan merupakan logam aktinida dengan penampilan berwarna putih keperakan. Ketika terpapar dengan udara, ia akan mengusam oleh karena pembentukan plutonium(IV) oksida yang menutupi permukaan logam.

Unsur ini pada dasarnya memiliki enam alotrop dan empat keadaan oksidasi. Ia bereaksi dengan karbon, halogen, nitrogen, dan silikon. Ketika terpapar dengan kelembaban udara, ia akan membentuk oksida dan hidrida dengan volume 70% lebih besar dan menjadi bubuk yang dapat menyala secara spontan. Ia juga merupakan racun radiologis yang dapat berakumulasi dalam sumsum tulang.

Oleh karena sifat-sifat seperti inilah, proses penanganan plutonium cukup berbahaya, walaupun tingkat toksisitas keseluruhan logam ini kadang-kadang terlalu dibesar-besarkan.

Istotop terpenting plutonium adalah plutonium-239 yang memiliki umur paruh 24.100 tahun. Plutonium-239 merupakan fisil, yakni ia dapat memecah ketika dibombardir oleh neutron termal, melepaskan energi, radiasi gamma, dan neutron yang lebih banyak. Oleh karena itu, dia dapat mempertahankan reaksi rantai nuklir setelah mencapai massa kritis. Sifat-sifat inilah yang memungkinkan plutonium digunakan sebagai senjata nuklir dan digunakan pada beberapa reaktor nuklir. Isotop paling stabil plutonium adalah plutonium-244, dengan umur paruh sekitar 80 juta tahun.

Umur paruh ini cukup panjang untuk bisa ditemukan secara alami dalam jumlah kecil. Plutonium-238 memiliki umur paruh 88 tahun dan memancarkan partikel alfa. Ia adalah sumber panas pada generator termolistrik radioisotop (digunakan pada beberapa pesawat antariksa). Plutonium-240 memiliki laju fisi spontan yang tinggi sehingga akan meningkatkan tingkat neutron latar pada sampel. Keberadaan Pu-240 akan membatasi potensi daya dan senjata suatu sampel. Ia juga digunakan sebagai titik tolok penentuan tingkat (grade) plutonium: tingkat senjata (< 7%), tingkat bahan bakar (7–19%), dan tingkat reaktor (> 19%). Pu-238 dapat disintesis dengan membombardir uranium-238 dengan deuteron, sedangkan Pu-239 dengan disintesis dengan membombardir uranium-238 dengan neutron.

Unsur 94 pertama kali disintesis oleh sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh Glenn T. Seaborg dan Edwin McMillan di Universitas California, Berkeley pada tahun 1940. McMillan kemudian menamai unsur baru tersebut plutonium (atas nama Pluto). Penemuan plutonium kemudian menjadi bagian penting dalam Proyek Manhattan untuk mengembangkan bom atom selama Perang Dunia II. Uji nuklir pertama, "Trinity" (Juli 1945), dan bom atom kedua ("Fat Man") yang digunakan untuk menghancurkan kota Nagasaki (Agustus 1945) memiliki inti Pu-239."

"Sama seperti logam-logam lainnya, plutonium memiliki penampilan perak mengkilat. Namun ketika terpapar dengan udara bebas, plutonium(IV) oksida akan terbentuk dengan cepat dan membuat logam tersebut menjadi kusam kelabu. Selain itu warna kuning dan hijau zaitun juga pernah dilaporkan.

Pada suhu kamar, plutonium berada dalam bentuk alotop alfanya. Bentuk alotrop inilah yang merupakan bentuk yang paling umum dan memiliki tingkat kekerasan seperti besi cor, terkecuali apabila ia dialoi dengan logam lainnya dan membuatnya menjadi lunak dan dapat dengan mudah diubah bentuk.

Berbeda dengan kebanyakan jenis logam, plutonium bukanlah konduktor panas dan listrik yang baik.
Ia memiliki titik leleh yang rendah (640 °C) dan titik didih yang sangat tinggi (3,327 °C).

Emisi partikel alfa yang merupakan pelepasan inti helium berenergi tinggi adalah bentuk radiasi paling umum yang dipancarkan oleh plutonium.

Panas yang dilepaskan selama pelepasan dan deselerasi partikel-partikel alfa ini membuat plutonium dengan ukuran sebesar bola sofbol terasa hangat ketika disentuh, sedangkan untuk massa plutonium yang lebih besar, ia dapat mendidihkan satu liter air dalam waktu beberapa menit (bervariasi tergantung pada komposisi isotop).

Resistivitas plutonium pada suhu kamar sangatlah tinggi jika dibandingkan dengan logam lain dan ia akan semakin tinggi ketika temperatur diturunkan.

Tren peningkatan resistivitas ini akan diteruskan sampai dengan 100 K. Di bawah temperatur ini, resistivitas akan menurun drastis.

Ketika temperatur menurun sampai dengan 20 K, resistivitas meningkat kembali oleh karena kerusakan radiasi (laju peningkatan sesuai dengan komposisi isotop).

Oleh karena swa-iradiasi (self-irradiation) plutonium, ia akan memperlihatkan kelelahan (fatigue) pada keseluruhan struktur kristalnya, yang berarti bahwa penataan atom pada kristal akan dikacaukan oleh radiasi tersebut dari waktu ke waktu.

Namun, swa-iradiasi juga dapat mengakibatkan pelunakan yang dapat mengimbangi beberapa efek lelah ketika temperatur ditingkatkan di atas 100 K."

"Oleh karena kemudahan isotop Pu-239 menjalani fisi dan ketersediaannya, ia merupakan komponen fisil utama dalam pembuatan senjata nuklir.

Dengan membungkus bola plutonium padat dengan pemadat (lapisan tambahan yang dibuat dari bahan-bahan padat) akan menurunkan jumlah plutonium yang diperlukan untuk mencapai massa kritis dengan memantulkan kembali neutron yang lolos kembali ke inti plutonium. Hal ini akan menurunkan jumlah plutonium yang diperlukan dari 16 kg menjadi 10 kg, berupa bola berdiameter 10 cm.

Massa kritis ini adalah sekitar sepertiga daripada massa kritis U-235.

Bom plutonium jenis "Fat Man" yang diproduksi semasa Proyek Manhattan menggunakan kompresi eksplosif plutonium untuk mendapatkan tingkat densitas plutonium yang lebih besar daripada biasanya dan menggabungkannya dengan sumber neutron untuk memulai reaksi dan meningkatkan efisiensi. Sehingga, hanya diperlukan 6,2 kg plutonium untuk mendapatkan daya ledak yang setara dengan 20 kiloton TNT.

Secara teoritis, hanya diperlukan sejumlah kecil 4 kg plutonium (atau bahkan lebih kecil dari itu) untuk membuat bom atom dengan desain perakitan yang canggih."

"Artikel dikutip dari Wikipedia
Terimakasih atas kunjungannya
dan semoga dapat bermanfaat bagi anda"