Uranium-235: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k robot Adding: he:אורניום-235, zh:鈾235 Modifying: es:Uranio-235 |
k ~ |
||
| (36 revisi perantara oleh 24 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{redirect|U-235|kapal selam di Perang Dunia II|Kapal selam Jerman U-235}}
{{Infobox isotope
| image = HEUraniumC.jpg
| image_caption = Logam uranium sangat diperkaya dengan uranium-235
| alternate_names =
| mass_number = 235
| symbol =U
| num_neutrons = 143
| num_protons = 92
| abundance = 0,72%
| halflife = 703.800.000 tahun
| decay_product = Torium-231
| decay_mass = 231
| decay_symbol = Th
| parent = Protaktinium-235
| parent_mass = 235
| parent_symbol = Pa
| parent_decay =
| parent2 = Neptunium-235
| parent2_mass = 235
| parent2_symbol = Np
| parent2_decay =
| parent3 = Plutonium-239
| parent3_mass = 239
| parent3_symbol = Pu
| parent3_decay =
| mass = 235,0439299
| spin = 7/2−
| excess_energy = {{val|40914.062| 1.970}}
| binding_energy = {{val|1783870.285| 1.996}}
| decay_mode1 = Alpha
| decay_energy1 = 4,679
| decay_mode2 =
| decay_energy2 =
| decay_mode3 =
| decay_energy3 =
| decay_mode4 =
| decay_energy4 =
}}
<!-- [[Image:1940-Laurence-uranium235.png|left|thumb|upright|The May 5, 1940 front-page ''New York Times'' article citing the power of uranium-235.]] -->
'''Uranium-235''' ('''<sup>235</sup>U''' atau '''U-235''') adalah sebuah [[Isotop uranium|isotop]] [[uranium]] yang menyusun sekitar 0,72% [[uranium alam]]. Tidak seperti isotop [[uranium-238]] yang dominan, ia bersifat [[Bahan fisil|fisil]], yaitu dapat mempertahankan [[reaksi rantai nuklir]]. Ini merupakan satu-satunya [[isotop]] fisil yang ada di alam sebagai [[nuklida primordial]].
Uranium-235 memiliki [[waktu paruh]] 703,8 juta tahun. Ditemukan pada tahun 1935 oleh [[Arthur Jeffrey Dempster]]. [[Penampang nuklir]] untuk [[Reaktor neutron termal|neutron termal]] lambat adalah sekitar 584,3±1 [[Barn (satuan)|barn]].<ref name="StandardReactionIAEA">{{cite web |title=#Standard Reaction: 235U(n,f) |url=https://www-nds.iaea.org/standards/Data/standards-235U_xs-data.txt |website=www-nds.iaea.org |publisher=IAEA |access-date=16 Juni 2022}}</ref> Untuk [[Reaktor neutron cepat|neutron cepat]] ada di urutan 1 barn.<ref>{{cite web |url=http://www.uic.com.au/uicphys.htm |title="Some Physics of Uranium", ''UIC.com.au'' |access-date=16 Juni 2022 |url-status=bot: unknown |archive-url=https://web.archive.org/web/20070717070625/http://www.uic.com.au/uicphys.htm |archive-date=17 Juli 2007 }}</ref>
Sebagian besar tetapi tidak semua [[penyerapan neutron]] menghasilkan fisi; hasil minoritas dalam [[Tangkapan neutron|penangkapan neutron]] membentuk [[uranium-236]].{{cn|date=Juni 2022}}
== Deret peluruhan alami ==
:<math chem>\begin{array}{r}
\ce{^{235}_{92}U ->[\alpha][7,038 \times 10^8 \ \ce {thn}] {^{231}_{90}Th} ->[\beta^-][25,52 \ \ce {jam}] {^{231}_{91}Pa} ->[\alpha][3,276 \times 10^4 \ \ce {thn}] {^{227}_{89}Ac}}
\begin{Bmatrix}
\ce{->[98,62\% \beta^-][21,773 \ \ce {thn}] {^{227}_{90}Th} ->[\alpha][18,718 \ \ce {hri}]} \\
\ce{->[1,38\% \alpha][21,773 \ \ce {thn}] {^{223}_{87}Fr} ->[\beta^-][21,8 \ \ce{mnt}]}
\end{Bmatrix}
\ce{^{223}_{88}Ra ->[\alpha][11,434 \ \ce {hri}] {^{219}_{86}Rn}} \\
\ce{^{219}_{86}Rn ->[\alpha][3,96 \ \ce {dtk}] {^{215}_{84}Po} -> [\alpha][1,778 \ \ce{mdtk}] {^{211}_{82}Pb} ->[\beta^-][36,1 \ \ce{mnt}] {^{211}_{83}Bi}}
\begin{Bmatrix}
\ce{->[99,73\% \alpha][2,13 \ \ce{mnt}] {^{207}_{81}Tl} ->[\beta^-][4,77 \ \ce{mnt}]} \\
\ce{->[0,27\% \beta^-][2,13 \ \ce{mnt}] {^{211}_{84}Po} ->[\alpha][0,516 \ \ce {dtk}]}
\end{Bmatrix}
\ce{^{207}_{82}Pb_{(stabil)}}
\end{array}
</math>
== Sifat fisi ==
[[File:Nuclear fission.svg|thumb|170px|left|Fisi nuklir dengan nukleus uranium-235]]
Fisi dari satu atom uranium-235 melepaskan {{val|202.5|u=MeV}} ({{val|3.24|e=-11|u=J}}) di dalam reaktor. Itu setara dengan 19,54 TJ/[[mol]], atau 83,14 TJ/kg.<ref name="kayelaby">[https://web.archive.org/web/20190505175631/http://www.kayelaby.npl.co.uk/atomic_and_nuclear_physics/4_7/4_7_1.html Nuclear fission and fusion, and neutron interactions], Arsip Laboratorium Fisika Nasional.</ref> 8,8 MeV lainnya keluar dari reaktor sebagai anti-neutrino. Ketika {{chem|235|92|U}} dibombardir dengan neutron, salah satu dari banyak reaksi fisi yang dapat dialaminya adalah sebagai berikut (ditunjukkan pada gambar):
<center>{{chem|1|0|}}[[Neutron|n]] + {{chem|235|92|U}} → {{chem|141|56|[[Barium|Ba]]}} + {{chem|92|36|[[Kripton|Kr]]}} + 3 {{chem|1|0|}}[[Neutron|n]] </center>
[[Reaktor air berat bertekanan|Reaktor air berat]] dan beberapa [[reaktor bermoderasi grafit]] dapat menggunakan uranium alam, tetapi [[light water reactor]] harus menggunakan [[Uranium yang diperkaya|uranium yang diperkaya rendah]] karena penyerapan neutron yang lebih tinggi dari air ringan. [[Pengayaan uranium]] menghilangkan sebagian uranium-238 dan meningkatkan proporsi uranium-235. [[Uranium yang diperkaya#Uranium yang diperkaya tinggi|Uranium yang diperkaya tinggi]], yang mengandung proporsi yang lebih besar dari uranium-235, kadang-kadang digunakan dalam [[Propulsi kelautan nuklir|kapal selam nuklir]], [[reaktor penelitian]] dan [[Desain senjata nuklir|senjata nuklir]].
Jika setidaknya satu neutron dari fisi uranium-235 menabrak nukleus lain dan menyebabkannya fisi, maka reaksi berantai akan terus berlanjut. Jika reaksi terus mempertahankan dirinya sendiri, itu dikatakan [[Massa kritis|krtis]], dan massa <sup>235</sup>U yang diperlukan untuk menghasilkan kondisi kritis dikatakan sebagai massa kritis. Reaksi berantai kritis dapat dicapai pada konsentrasi <sup>235</sup>U rendah jika neutron dari fisi [[Moderator neutron|dimoderasi]] untuk menurunkan kecepatannya, karena kemungkinan fisi dengan neutron lambat lebih besar. Reaksi berantai fisi menghasilkan [[Produk fisi|fragmen massa]] menengah yang sangat [[radioaktif]] dan menghasilkan energi lebih lanjut dengan [[peluruhan radioaktif]]nya. Beberapa dari mereka menghasilkan neutron, yang disebut [[neutron tertunda]], yang berkontribusi pada reaksi berantaiKeluaran daya [[reaktor nuklir]] disesuaikan dengan lokasi [[batang kendali]] yang mengandung unsur-unsur yang menyerap neutron dengan kuat, misalnya [[boron]], [[kadmium]], atau [[hafnium]], di dalam [[Inti reaktor nuklir|inti reaktor]]. Dalam [[Senjata nuklir|bom nuklir]], reaksinya tidak terkendali dan sejumlah besar [[energi]] yang dilepaskan menciptakan [[ledakan nuklir]].
=== Senjata nuklir ===
Bom atom [[Senjata fisi jenis bedil|jenis bedil]] [[Little Boy]] yang dijatuhkan di [[Hiroshima, Hiroshima|Hiroshima]] pada 6 Agustus 1945 terbuat dari uranium yang sangat diperkaya dengan tamper besar. Massa kritis sferis nominal untuk senjata nuklir <sup>235</sup>U yang tidak dirusak adalah 56 [[kilogram]] (123 [[Pon (satuan)|pon]]),<ref>{{cite web |url=https://fas.org/nuke/intro/nuke/design.htm |archive-url=https://web.archive.org/web/19990507100044/https://fas.org/nuke/intro/nuke/design.htm |title=FAS Nuclear Weapons Design FAQ |access-date=16 Juni 2022 |archive-date=7 Mei 1999 }}</ref> yang akan membentuk bola dengan diameter 17,32 [[sentimeter]] (6,82 [[inci]]). Bahannya harus 85% atau lebih dari <sup>235</sup>U dan dikenal sebagai uranium tingkat senjata, meskipun untuk senjata yang mentah dan tidak efisien, pengayaan 20% sudah cukup. Bahkan pengayaan yang lebih rendah dapat digunakan, tetapi ini menghasilkan [[Massa kritis (nuklir)|massa kritis]] yang dibutuhkan meningkat dengan cepat. Penggunaan tamper besar, geometri [[Senjata nuklir jenis ledakan|ledakan]], tabung pemicu, pemicu [[polonium]], peningkatan [[tritium]], dan [[reflektor neutron]] dapat memungkinkan senjata yang lebih kompak dan ekonomis menggunakan seperempat atau kurang dari massa kritis nominal, meskipun hal ini kemungkinan hanya mungkin dilakukan dalam negara yang sudah memiliki pengalaman luas dalam rekayasa senjata nuklir. Sebagian besar desain senjata nuklir modern menggunakan [[plutonium-239]] sebagai komponen fisil pada tahap primer;<ref name="FASdesign">{{cite book |title=Nuclear Weapon Design |editor=FAS contributors |publisher=Federation of American Scientists |url=https://fas.org/nuke/intro/nuke/design.htm |access-date=16 Juni 2022 |archive-date=26 Desember 2016 |archive-url=https://web.archive.org/web/20081226091803/http://www.fas.org/nuke/intro/nuke/design.htm |url-status=dead }}</ref><ref>{{cite book
|title = The Encyclopedia of the Chemical Elements
|chapter-url = https://archive.org/details/encyclopediaofch00hamp
|chapter-url-access = registration
|publisher = Reinhold Book Corporation
|location = New York (NY)
|year = 1968
|editor = Clifford A. Hampel
|last = Miner
|first = William N.
|author2=Schonfeld, Fred W.
|chapter = Plutonium
|page = [https://archive.org/details/encyclopediaofch00hamp/page/541 541]
|lccn = 68029938
}}</ref> namun, HEU (Uranium yang sangat diperkaya, dalam hal ini uranium yang memiliki 20% atau lebih <sup>235</sup>U) sering digunakan pada senjata nuklir sekunder. panggung sebagai penyala untuk bahan bakar fusi.
{| class="wikitable"
! Sumber
! Rata-rata energi<br>yang dilepaskan<br>[MeV]<ref name="kayelaby"/>
|-
| style="background:#8989f9;" colspan=2 | Energi yang dilepaskan secara instan
|-
| Energi kinetik fragmen fisi
| style="background:#e0ffe0; text-align:center;" | 169,1
|-
| Energi kinetik neutron cepat
| style="background:#e0ffe0; text-align:center;" | 4,8
|-
| Energi yang dibawa oleh sinar-γ yang cepat
| style="background:#e0ffe0; text-align:center;" | 7,0
|-
| style="background:#8989f9;" colspan=2 | Energi dari produk fisi yang meluruh
|-
| Energi partikel-β<sup>−</sup>
| style="background:#e0ffe0; text-align:center;" | 6,5
|-
| Energi sinar-γ yang tertunda
| style="background:#e0ffe0; text-align:center;" | 6,3
|-
| Energi yang dilepaskan ketika neutron cepat yang tidak menghasilkan (kembali) fisi ditangkap
| style="background:#e0ffe0; text-align:center;" | 8,8
|-
| style="background:#60c060;" | Energi total yang diubah menjadi panas dalam reaktor nuklir termal yang beroperasi
| style="background:#60c060; text-align:center;" | 202,5
|-
| Energi anti-neutrino
| style="text-align:center;" | 8,8
|-
| style="background:#f96060;" | Jumlah
| style="background:#f96060; text-align:center;" | 211,3
|}
== Kegunaan ==
Uranium-235 memiliki banyak kegunaan seperti bahan bakar untuk pembangkit listrik tenaga nuklir dan senjata nuklir seperti bom nuklir. Beberapa [[Satelit|satelit buatan]], seperti [[SNAP-10A]] dan [[US-A|RORSAT]] ditenagai oleh reaktor nuklir berbahan bakar uranium-235.<ref name="ans">{{cite web|last=Schmidt|first=Glen|title=SNAP Overview - radium-219 - general background |url=http://anstd.ans.org/NETS2011/Documents/Presentations/Opening%20Dinner%20SNAP%2010A%20Schmidt.pdf|publisher=Himpunan Nuklir Amerika Serikat|access-date=16 Juni 2022|date=Februari 2011}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.daviddarling.info/encyclopedia/R/RORSAT.html|title=RORSAT (Radar Ocean Reconnaissance Satellite)|publisher=daviddarling.info}}</ref>
== Referensi ==
{{reflist}}
== Pranala luar ==
* [http://atom.kaeri.re.kr/ Tabel Nuklida].
* Buku pegangan DOE Fundamentals: [[Fisika nuklir|Fisika Nuklir]] dan Teori Reaktor [https://energy.gov/sites/prod/files/2013/06/f2/h1019v1.pdf Vol. 1] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170731233821/https://www.energy.gov/sites/prod/files/2013/06/f2/h1019v1.pdf |date=2017-07-31 }}, [https://energy.gov/sites/prod/files/2013/06/f2/h1019v2.pdf Vol. 2] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161220052835/https://energy.gov/sites/prod/files/2013/06/f2/h1019v2.pdf |date=2016-12-20 }}.
* [http://www.epa.gov/rpdweb00/radionuclides/uranium.html Uranium | Radiation Protection Program | US EPA]
* [http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@na+@rel+uranium,+radioactive NLM Hazardous Substances Databank - Uranium, Radioactive]
* [https://books.google.com/books?id=ftkDAAAAMBAJ&pg=PA1&dq=Popular+Science+1930+plane+%22Popular+Mechanics%22&hl=en&ei=4m2FTsGiHYfe0QHOutj2Dw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CFEQ6AEwCTge#v=onepage&q&f=true "The Miracle of U-235"], ''Popular Mechanics'', Januari 1941—salah satu artikel paling awal tentang U-235 untuk masyarakat umum
{{Isotope|element=uranium
|lighter=[[uranium-234]]
|heavier=[[uranium-236]]
|before=[[protaktinium-235]]<br />[[neptunium-235]]<br />[[plutonium-239]]
|after=[[torium-231]]
}}
[[Kategori:Bahan nuklir]]
[[Kategori:Isotop]]
[[Kategori:Uranium]]
[[Kategori:Aktinida]]
| |||