Plutonium-239

Plutonium-239 adalah isotop plutonium yang penting dan dihasilkan/ diproduksi melalui reaktor nuklir, yang memiliki waktu paruh 24110 tahun (atau 2,411 x 10⁴ tahun).

Plutonium-239 dan uranium-235 , digunakan sebagai bahan bakar (fisi nuklir), dalam reaktor nuklir dan bom nuklir.

Produksi Plutonium-239

ada dua pilihan:

Reaktor neutron lambat

Dalam reaktor nuklir yang menghasilkan/ memproduksi plutonium, batangan-batangan uranium-238 digunakan sebagai sumber neutron lambat ( thermal neutron ), dan batangan-batangan uranium-238 lain-nya sebagai sasaran-nya.

Reaktor ini, butuh Air berat ( Heavy water ), yang mana penting, air berat tidak menyerap neutron, mendukung keberhasilan Uranium-238 dalam menangkap neutron lambat.

Reaktor ini, lebih murah, tidak menggunakan uranium-235, tetapi kurang efisien, uranium-238 lebih mudah untuk menangkap neutron cepat daripada menangkap neutron lambat.

Reaktor neutron cepat

Dalam reaktor nuklir yang menghasilkan/ memproduksi plutonium, batangan-batangan uranium-235 digunakan sebagai sumber neutron cepat, dan batangan-batangan uranium-238 sebagai sasaran-nya.

Air biasa ( H_2O ), digunakan sebagai pendingin. Air berat ( Heavy water ) tidak dibutuhkan.

Reaktor ini, lebih mahal, tetapi jauh lebih efisien, uranium-238 lebih mudah untuk menangkap neutron cepat daripada menangkap neutron lambat.

Uranium-238 menangkap neutron, dan berubah menjadi uranium-239, suatu unsur yang tidak stabil, yang akan meluruh menjadi neptunium-239, yang selanjutnya akan meluruh lagi, dengan waktu paruh 2,355 hari, menjadi Plutonium-239.

Dalam reaksi itu, juga dibantu oleh beryllium (Be), yang mana untuk memantulkan dan menghasilkan lebih banyak neutron, dan otomatis mempercepat reaksi nuklir tersebut.

n

+

9Be

→

8Be

+

2n - 1.67 MeV

(energi yang diserap jauh terlalu kecil, neutron-neutron tetap pada bergerak pada level energi yang tinggi)

Uranium-238 , umumnya digunakan selama beberapa minggu saja dalam reaktor nuklir, kemudian diangkat/ diambil untuk diproses secara kimia, untuk didapatkan plutonium-239. Hal ini untuk mencegah kandungan plutonium-240 yg terlalu banyak, yang mana juga terbentuk disamping plutonium-239.

Plutonium-240 tidak dapat dibedakan secara kimia, dan sangat mahal serta sulit untuk dipisahkan dari plutonium-239. Plutonium-240 tidak digunakan dalam bom nuklir, karena radiasi-nya yang terlalu kuat, menyebabkan kerusakan dan kesulitan untuk menanganinya, kandungan Plutonium-240 tidak boleh dari 7% dalam bom nuklir.

Plutonium-239 , juga harus dicampur dengan bahan galium ( antara 0,9 hingga 1% per kg plutonium ), ini untuk menstabilkan radiasi dari plutonium, sehingga lebih mudah menanganinya, dan sesuai untuk digunakan dalam bom nuklir dan reaktor nuklir.