Plutonium adalah logam perak radioaktif yang dapat digunakan untuk membuat atau menghancurkan. Sementara itu digunakan untuk penghancuran segera setelah dibuat, hari ini elemen tersebut digunakan sebagian besar untuk menciptakan energi di seluruh dunia.
Plutonium pertama kali diproduksi dan diisolasi pada tahun 1940 dan digunakan untuk membuat bom atom "Manusia Gemuk" yang dijatuhkan di Nagasaki pada akhir Perang Dunia II, hanya lima tahun setelah diproduksi pertama kali, kata Amanda Simson, asisten profesor teknik kimia di University of New Haven.
Hanya fakta
Berikut adalah sifat-sifat plutonium, menurut Laboratorium Nasional Los Alamos:
- Nomor atom: 94
- Simbol atom: Pu
- Berat atom: 244
- Titik lebur: 1,184 F (640 C)
- Titik didih: 5,842 F (3,228 C)
Penemuan & sejarah
Plutonium ditemukan pada tahun 1941 oleh para ilmuwan Joseph W. Kennedy, Glenn T. Seaborg, Edward M. McMillan dan Arthur C. Wohl di University of California, Berkley. Penemuan ini terjadi ketika tim membombardir uranium-238 dengan deuteron yang telah dipercepat dalam perangkat cyclotron, yang menciptakan neptunium-238 dan dua neutron bebas. Neptunium-238 kemudian membusuk menjadi plutonium-238 melalui peluruhan beta.
Eksperimen ini tidak dibagikan dengan seluruh komunitas ilmiah hingga tahun 1946, setelah Perang Dunia II. Seaborg mengajukan sebuah makalah tentang penemuan mereka ke jurnal Physical Review pada Maret 1941, tetapi makalah itu dihapus ketika ditemukan bahwa isotop plutonium, Pu-239, dapat digunakan untuk membuat bom atom.
Segera, Seaborg dikirim untuk memimpin Laboratorium Produksi Plutonium, juga dikenal sebagai Lab Lab, di Universitas Chicago, menurut Los Alamos National Laboratory. Tujuan laboratorium adalah untuk membuat plutonium sebagai bagian dari Proyek Manhattan. Proyek Manhattan adalah usaha rahasia selama Perang Dunia II yang bekerja secara eksklusif untuk mengembangkan bom atom.
Pada 18 Agustus 1942, mereka meraih kesuksesan besar pertama mereka. Mereka mampu membuat sejumlah kecil plutonium yang terlihat oleh mata. Itu sama dengan hanya sekitar 1 mikrogram. Dari sampel kecil, ilmuwan menentukan berat atom plutonium.
Proyek Manhattan akhirnya menghasilkan plutonium yang cukup untuk "Tes Trinity." Selama pengujian, bom atom pertama di dunia, atau "Gadget," meledak di dekat Socorro, New Mexico, pada 16 Juli 1945, oleh direktur Laboratorium Los Alamos Robert Oppenheimer dan Jenderal Angkatan Darat Leslie Groves.
Dari tes itu, Oppenheimer berkata, "Kami tahu dunia tidak akan sama. Beberapa orang tertawa, beberapa orang menangis. Sebagian besar orang diam. Saya ingat kalimat dari kitab suci Hindu, Bhagavad-Gita. Wisnu sedang mencoba untuk meyakinkan Pangeran bahwa dia harus melakukan tugasnya dan membuatnya terkesan mengambil bentuk multi-senjata dan berkata, "Sekarang aku menjadi Kematian, perusak dunia." Saya kira kita semua berpikir itu, dengan satu atau lain cara, "menurut Royal Society of Chemistry.
Ledakan itu memiliki energi yang setara dengan sekitar 20.000 ton TNT. Bom atom yang digunakan untuk perang pertama kali dijatuhkan di Hiroshima, Jepang, pada 6 Agustus 1945. Bom atom itu, dijuluki "Bocah Kecil," memiliki inti uranium. Bom kedua, dijatuhkan di Nagasaki, Jepang, pada 9 Agustus 1945, memiliki inti plutonium. "Pria Gendut," demikian sebutannya, mempercepat akhir Perang Dunia II.
Sifat-sifat plutonium
Logam plutonium yang baru disiapkan memiliki warna cerah keperakan tetapi berwarna abu-abu kusam, kuning, atau hijau zaitun saat teroksidasi di udara. Logam dengan cepat larut dalam asam mineral pekat. Sebagian besar plutonium terasa hangat saat disentuh karena energi yang dikeluarkan oleh peluruhan alfa; potongan yang lebih besar dapat menghasilkan panas yang cukup untuk merebus air. Pada suhu kamar, alpha-form plutonium (bentuk paling umum) sekeras dan getas besi tuang. Dapat dicampur dengan logam lain untuk membentuk bentuk delta yang distabilkan pada suhu kamar, yang lunak dan ulet. Tidak seperti kebanyakan logam, plutonium bukanlah konduktor panas atau listrik yang baik. Ia memiliki titik leleh rendah dan titik didih tinggi luar biasa.
Plutonium dapat membentuk paduan dan senyawa antara dengan sebagian besar logam lainnya, dan senyawa dengan berbagai elemen lainnya. Beberapa paduan memiliki kemampuan superkonduktif dan yang lain digunakan untuk membuat pelet bahan bakar nuklir. Senyawa ini tersedia dalam berbagai warna, tergantung pada tingkat oksidasi dan seberapa kompleks berbagai ligan. Dalam larutan air ada lima keadaan ion kelambu.
Plutonium, bersama dengan semua elemen transuranium lainnya, adalah bahaya radiologis dan harus ditangani dengan peralatan khusus dan tindakan pencegahan. Penelitian pada hewan telah menemukan bahwa beberapa miligram plutonium per kilogram jaringan mematikan.
Sumber
Plutonium umumnya tidak ditemukan di alam. Elemen jejak plutonium ditemukan dalam bijih uranium yang terjadi secara alami. Di sini, ia terbentuk dengan cara yang mirip dengan neptunium: dengan iradiasi uranium alami dengan neutron diikuti oleh peluruhan beta.
Namun, terutama, plutonium adalah produk sampingan dari industri tenaga nuklir. Setiap tahun, sekitar 20 ton plutonium diproduksi, menurut Laboratorium Nasional Los Alamos. Bahan bakar nuklir bekas juga dapat diolah kembali untuk memisahkan plutonium yang dapat digunakan dari elemen lain dalam bahan bakar.
Pengujian senjata atmosfer pada 1950-an dan 1960-an meninggalkan banyak plutonium di atmosfer Bumi yang masih ada sampai sekarang, menurut World Nuclear Association.
Penggunaan
Sebagian besar, plutonium tidak banyak digunakan. Faktanya, dari lima isotop umum, hanya dua isotop plutonium, plutonium-238 dan plutonium-239, yang digunakan untuk apa saja.
Plutonium-238 digunakan untuk membuat listrik untuk wahana antariksa menggunakan generator termoelektrik radioisotop. Generator ini dinyalakan ketika probe tidak bisa mendapatkan tenaga surya yang cukup karena mereka melakukan perjalanan terlalu jauh dari matahari. Beberapa probe yang menggunakan plutonium-238 adalah Cassini dan Galileo.
Ketika cukup terkonsentrasi, plutonium-239 mengalami reaksi berantai fisi. Karena itu, ini digunakan dalam senjata nuklir dan beberapa reaktor nuklir.
Faktanya, salah satu kegunaan terbesar plutonium adalah energi. Menurut World Nuclear Association, lebih dari sepertiga energi yang diproduksi di sebagian besar pembangkit listrik tenaga nuklir berasal dari plutonium. Plutonium adalah bahan bakar utama dalam reaktor neutron cepat.
Siapa yang tahu?
Selama beberapa dekade, para ilmuwan bertanya-tanya mengapa plutonium tidak bertindak seperti logam lain dalam kelompoknya. Misalnya, plutonium adalah konduktor listrik yang buruk dan tidak menempel pada magnet. Sekarang para peneliti telah menemukan di mana "magnet yang hilang" telah bersembunyi dan itu berkaitan dengan perilaku aneh elektron di kulit terluar elemen. Tidak seperti logam lain, yang memiliki sejumlah elektron di kulit terluarnya, ketika dalam keadaan dasar, plutonium dapat memiliki empat, lima atau enam elektron di sana.
Jumlah elektron kulit terluar yang berfluktuasi ini menjelaskan mengapa plutonium tidak bersifat magnetis: Agar atom dapat berinteraksi dengan magnet, elektron yang tidak berpasangan di kulit terluarnya harus sejajar dalam medan magnet.
Isotop paling stabil Plutonium, plutonium-244, dapat bertahan lama. Ini memiliki paruh sekitar 82 juta tahun dan meluruh menjadi uranium-240 melalui peluruhan alfa, menurut Jefferson Lab.
Plutonium dinamai setelah planet ini, Pluto. Ini karena ia muncul setelah Uranium, yang dinamai menurut planet Uranus, dan neptunium, yang dinamai menurut planet Neptunus.
Plutonium memancarkan neutron, partikel beta, dan sinar gamma.
