Plutonium-238: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
JohnThorne (bicara | kontrib) k menambahkan Kategori:Plutonium menggunakan HotCat |
k clean up |
||
| (9 revisi perantara oleh 4 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{Infobox isotope|
| symbol = Pu
| mass_number = 238
| mass = 238,049553
| image = Plutonium pellet.jpg
| image_caption = Pelet plutonium-238 oksida yang bersinar dari panas peluruhannya
| alternate_names =
| num_neutrons = 144
| num_protons = 94
| abundance =
| halflife = 87,7 tahun<ref>[http://ne.oregonstate.edu/rebuilding-supply-pu-238 Rebuilding the supply of Pu-238]. [[Universitas Negeri Oregon]].</ref><ref>[https://newatlas.com/ornl-plutonium-238-production-space/41041/ US restarts production of plutonium-238 to power space missions]. David Szondy, ''New Atlas''. 23 Desember 2015.</ref>
| decay_product =Uranium-234
| decay_mass =234
| decay_symbol =U
| decay_mode1 =[[Peluruhan alfa]]
| decay_energy1 = 5,593
| decay_mode2 =
| decay_energy2 =
| decay_mode3 =
| decay_energy3 =
| decay_mode4 =
| decay_energy4 =
| parent = Kurium-242
| parent_mass = 242
| parent_symbol =Cm
| parent_decay =a
| parent2 =Neptunium-238
| parent2_mass =238
| parent2_symbol =Np
| parent2_decay =b-
| parent3 =Americium-238
| parent3_mass =238
| parent3_symbol = Am
| parent3_decay =b+
| spin =0
| excess_energy =
| binding_energy =
}}
'''Plutonium-238''' ('''<sup>238</sup>Pu''' atau '''Pu-238''') adalah sebuah [[isotop]] [[Radionuklida|radioaktif]] [[plutonium]] yang memiliki [[waktu paruh]] selama 87,7 tahun.
Plutonium-238 merupakan [[Partikel alfa|pemancar alfa]]; yang sangat kuat; karena partikel alfa mudah diblokir, ini membuat isotop plutonium-238 cocok untuk digunakan dalam [[generator termoelektrik radioisotop]] (RTG) dan [[Radioisotope heater unit|Unit pemanas radioisotop]]. Kepadatan plutonium-238 pada suhu kamar adalah sekitar 19,8 g/cc.<ref>Dihitung dari berat atom dan volume atom. Sel satuan, yang mengandung 16 atom, memiliki volume 319,96 kubik Å, menurut {{cite journal
|author = Siegfried S. Hecker
|title = Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure
|journal = Los Alamos Science
|volume = 26
|date = 2000
|page=331
|url = https://fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818035.pdf}}. Ini memberikan kerapatan untuk <sup>238</sup>Pu dari (1,66053906660×10<sup>−24</sup>g/dalton×238,0495599 dalton/atom×16 atom/sel satuan)/(319,96 Å<sup>3</sup>/sel satuan × 10<sup>−24</sup>cc/Å<sup>3</sup>) atau 19,8 g/cc.</ref> Bahan akan menghasilkan sekitar 0,57 watt/gram <sup>238</sup>Pu.<ref>{{cite web|title=Assessement of Plutonium-238 production alternatives|url=https://www.energy.gov/sites/prod/files/NEGTN0NEAC_PU-238_042108.pdf|last=Miotla|first=Dennis|date=21 April 2008|access-date=19 Juni 2022|website=www.energy.gov|page=3}}</ref>
== Sejarah ==
=== Produksi awal ===
Plutonium-238 merupakan [[isotop plutonium]] pertama yang ditemukan. Itu disintesis oleh [[Glenn Seaborg|Glenn T. Seaborg]] dan rekannya pada bulan Desember 1940 dengan membombardir [[uranium-238]] dengan [[Deuterium|deuteron]], menciptakan [[neptunium-238]]. Reaksi tersebut melibatkan [[Peluruhan beta|peluruhan β<sup>+</sup>]] proton menjadi neutron, dan pelepasan neutron lain.<ref>{{cite web|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Ancillary_Materials/Exemplars_and_Case_Studies/Case_Studies/Nuclear_Energy_for_Today's_World/05._The_Discovery_and_Isolation_of_Plutonium|title=The Discovery and Isolation of Plutonium|date=29 September 2014}}</ref>
{{Nuclide|uranium|238}} + {{Nuclide|hidrogen|2}} → {{Nuclide|neptunium|238}} + 2{{Subatomic particle|neutron}}
Isotop neptunium kemudian mengalami peluruhan β<sup>−</sup> menjadi plutonium-238, dengan waktu paruh selama 2,12 hari:
{{Nuclide|neptunium|238}} → {{Nuclide|plutonium|238}} + {{Subatomic particle|Electron}} + {{Subatomic particle|Electron Antineutrino}}
Plutonium-238 secara alami meluruh menjadi [[uranium-234]] dan selanjutnya sepanjang [[Deret radioaktif#Deret uranium (atau deret radium)|deret radium]] menjadi [[timbal-206]]. Secara historis, sebagian besar plutonium-238 telah diproduksi oleh [[Situs Sungai Savannah]] dalam reaktor senjata mereka, dengan penyinaran dengan neutron neptunium-237 (waktu paruh = 2,144 juta [[Tahun Julian|tahun]]).<ref>{{cite web |title=Plutonium-238 Production for Space Exploration |url=https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/plutonium-238-production.html |access-date=19 Juni 2022}}</ref>
{{Nuclide|neptunium|237}} + {{Subatomic particle|neutron}} → {{Nuclide|neptunium|238}}
Neptunium-237 adalah produk sampingan dari produksi bahan [[plutonium-239]] jenis senjata, dan ketika situs tersebut ditutup pada tahun 1988, <sup>238</sup>Pu dicampur dengan sekitar 16% <sup>239</sup>Pu.<ref>{{cite web |url=https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/MLM-CF-67-1-71.pdf |title=MLM-CF-67-1-71 Plutonium 238 Oxide Shipment No. 33 |date=30 Desember 1966 |access-date=2022-06-19 |archive-date=2016-08-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160816084907/https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/MLM-CF-67-1-71.pdf |dead-url=yes }}</ref>
=== Eksperimen radiasi manusia ===
[[File:Berkeley 60-inch cyclotron.jpg|thumb|upright=1.4|Siklotron 60 inci [[Ernest Lawrence|Ernest O. Lawrence]] di [[Lawrence Berkeley National Laboratory|Laboratorium Radiasi Lawrence]] [[Universitas California]], [[Berkeley, California|Berkeley]], pada Agustus 1939, akselerator paling kuat di dunia saat itu. [[Glenn Seaborg|Glenn T. Seaborg]] dan [[Edwin McMillan|Edwin M. McMillan]] ''(kanan)'' menggunakannya untuk menemukan plutonium, [[neptunium]], dan banyak unsur serta isotop transuranik lainnya, dan karenanya mereka menerima [[Penghargaan Nobel]] Kimia pada tahun 1951.]]
Plutonium pertama kali disintesis pada tahun 1940 dan diisolasi pada tahun 1941 oleh ahli kimia di Universitas California, Berkeley.<ref>{{cite web
|url = http://www.lbl.gov/LBL-PID/Nobelists/Seaborg/65th-anniv/14.html
|title = An Early History of LBNL: Elements 93 and 94
|access-date = 19 Juni 2022
|author = Seaborg, Glenn T.
|publisher = Advanced Computing for Science Department, Lawrence Berkeley National Laboratory
|archive-date = 2014-11-05
|archive-url = https://web.archive.org/web/20141105083122/http://www2.lbl.gov/LBL-PID/Nobelists/Seaborg/65th-anniv/14.html
|dead-url = yes
}}</ref><ref>{{cite document|title=The plutonium story|author=Glenn T. Seaborg |date=September 1981 |publisher=Lawrence Berkeley Laboratory, University of California |id=LBL-13492, DE82 004551 |url=http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/5808140-l5UMe1/}}</ref> [[Proyek Manhattan]] dimulai tak lama setelah penemuan plutonium, dengan sebagian besar penelitian awal (pra-1944) dilakukan dengan menggunakan sampel kecil yang diproduksi menggunakan [[siklotron]] besar di [[Lawrence Berkeley National Laboratory|Rad Lab]] Berkeley dan [[Universitas Washington di St. Louis]].<ref name="pfiles" />
Sebagian besar kesulitan yang dihadapi selama Proyek Manhattan berkaitan dengan produksi dan pengujian bahan bakar nuklir. Baik [[uranium]] maupun plutonium akhirnya ditentukan sebagai [[Bahan fisil|fisil]], tetapi dalam setiap kasus mereka harus dimurnikan untuk memilih isotop yang cocok untuk [[Senjata nuklir|bom atom]]. Dengan [[Perang Dunia II]] berlangsung, tim peneliti terdesak oleh waktu. Sementara sampel plutonium tersedia dalam jumlah kecil dan ditangani oleh para peneliti, tidak ada yang tahu efek kesehatan apa yang mungkin ditimbulkannya.<ref name=HPE /> Mikrogram plutonium dibuat oleh siklotron pada tahun 1942 dan 1943. Pada musim gugur 1943, [[Robert Oppenheimer]] mengatakan "hanya ada dua puluh miligram yang ada."<ref name="pfiles" /> Atas permintaannya, Rad Lab di Berkeley menyediakan 1,2 mg plutonium pada akhir Oktober 1943, sebagian besar dibawa ke [[Laboratorium Nasional Los Alamos|Los Alamos]] untuk pekerjaan teoretis di sana.<ref name="pfiles" />
Reaktor kedua di dunia, [[Reaktor Grafit X-10]] yang dibangun di sebuah situs rahasia di [[Laboratorium Nasional Oak Ridge|Oak Ridge]] akan beroperasi penuh pada tahun 1944. Pada bulan November 1943, tak lama setelah ''start-up'' awal, ia mampu menghasilkan 500 mg yang sangat kecil. Namun, plutonium ini dicampur dengan sejumlah besar bahan bakar uranium dan ditujukan untuk pabrik percontohan pemrosesan kimia terdekat untuk [[pemisahan isotop]] (pengayaan). Jumlah gram plutonium tidak akan tersedia sampai musim semi 1944.<ref name="Hewlett">{{cite book |last1=Hewlett |first1=Richard G. |author-link=Richard G. Hewlett |last2=Anderson |first2=Oscar E. |title=The New World, 1939–1946 |location=University Park, Pennsylvania |publisher=Pennsylvania State University Press |year=1962 |url=https://www.governmentattic.org/5docs/TheNewWorld1939-1946.pdf|access-date=19 Juni 2022|isbn=978-0-520-07186-5|oclc=637004643 }}</ref>
Produksi plutonium skala industri baru dimulai pada Maret 1945 ketika [[Reaktor B]] di [[Hanford Site|Situs Hanford]] mulai beroperasi. Namun, kecelakaan penanganan plutonium terjadi pada tahun 1944, menyebabkan alarm di pimpinan Proyek Manhattan karena kontaminasi di dalam dan di luar laboratorium menjadi masalah.<ref name=HPE /> Pada bulan Agustus 1944, seorang ahli kimia bernama [[Donald Mastick]] disemprot [[Plutonium(III) klorida|plutonium klorida]] cair di wajahnya, menyebabkannya secara tidak sengaja menelan beberapa plutonium.<ref name=HPE /> Usapan hidung yang dilakukan oleh peneliti plutonium menunjukkan bahwa plutonium sedang dihirup.<ref name=HPE /><ref name=Durbin71>''[http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/4721577/4721577.pdf Plutonium in Man: A Twenty-Five Year Review]'', [http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/4721577-Fjbim2/4721577.pdf UCRL 20850], TID-4500 (Edisi ke-58), Patricia W. Durbin, 1971.</ref> Ahli kimia sekaligus Ketua Proyek Manhattan [[Glenn Seaborg|Glenn T. Seaborg]], penemu banyak [[unsur transuranium]] termasuk plutonium, mendesak agar program keamanan dikembangkan untuk penelitian plutonium. Dalam memo kepada [[Robert Stone]] di [[Laboratorium Metalurgi|Met Lab]] Chicago, Seaborg menulis "bahwa sebuah program untuk melacak perjalanan plutonium dalam tubuh dimulai sesegera mungkin ... [dengan] prioritas tertinggi."<ref name="ACHRE">[http://www.hss.energy.gov/HealthSafety/ohre/roadmap/achre/index.html Final Report] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130224162757/http://hss.energy.gov/healthsafety/ohre/roadmap/achre/index.html |date=24 February 2013 }}, Advisory Committee on Human Radiation Experiments, 1985</ref> Memo ini tertanggal 5 Januari 1944, sebelum banyak peristiwa kontaminasi tahun 1944 di Gedung D tempat Mastick bekerja.<ref name="pfiles">{{cite book|last=Welsome|first=Eileen|title=The Plutonium Files:America's Secret Medical Experiments in the Cold War|year=1999|publisher=Dial Press|isbn=978-0385314022|url=https://archive.org/details/plutoniumfiles00wels_0|access-date=19 Juni 2022|url-access=registration}}</ref> Seaborg kemudian mengklaim bahwa dia sama sekali tidak bermaksud untuk menyiratkan eksperimen manusia dalam memo ini, dia juga tidak mempelajari penggunaannya pada manusia sampai jauh karena kompartementalisasi [[informasi rahasia]].<ref name="pfiles" />
Dengan plutonium-239 jenis bom yang diperkaya yang ditujukan untuk penelitian kritis dan untuk produksi senjata atom, plutonium-238 digunakan dalam eksperimen medis awal karena tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar senjata atom. Namun, <sup>238</sup>Pu jauh lebih berbahaya daripada <sup>239</sup>Pu karena waktu paruhnya yang pendek dan merupakan pemancar alfa yang kuat. Karena segera ditemukan bahwa Pu diekskresikan pada tingkat yang sangat lambat, terakumulasi dalam subjek uji [[Eksperimen manusia yang tidak etis di Amerika Serikat|eksperimen manusia]] awal, praktik ini memiliki efek yang menghancurkan pada pasien yang terlibat.
Dari 10 April 1945 hingga 18 Juli 1947, delapan belas orang disuntik dengan plutonium sebagai bagian dari Proyek Manhattan. Dosis yang diberikan berkisar antara 0,095 hingga 5,9 [[Curie (satuan)|mikrocurie]] (μCi).<ref name=HPE />
[[Albert Stevens]], dalam eksperimen yang disebut sebagai CAL-1, disuntikkan pada tahun 1945 dengan 3,5 μCi <sup>238</sup>Pu, dan 0,046 μCi <sup>239</sup>Pu, memberinya beban tubuh awal sebesar 3,546 μCi (131 [[Becquerel|kBq]]) total aktivitas<ref name="Durbin75">Rowland, R.E., and Durbin, P.W. ''Survival, causes of death, and estimated tissue doses in a group of human beings injected with plutonium''. United States: N. p., 1975. [https://www.osti.gov/biblio/4136654 Web.]</ref> tanpa [[Persetujuan tindakan medis|persetujuan]]nya.<ref name=HPE>{{cite journal|last1=Moss|first1=William|last2=Eckhardt|first2=Roger|title=The Human Plutonium Injection Experiments|journal=Los Alamos Science|year=1995|series=Radiation Protection and the Human Radiation Experiments|issue=23|pages=177–223|url=http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00326640.pdf|access-date=19 Juni 2022}}</ref> Fakta bahwa ia memiliki plutonium-238 yang sangat radioaktif (diproduksi dalam [[siklotron]] 60-inci di Laboratorium Crocker dengan bombardir deuteron uranium alam)<ref name=Durbin75 /> berkontribusi besar terhadap dosis jangka panjangnya. Seandainya semua plutonium yang diberikan kepada Stevens adalah <sup>239</sup>Pu yang berumur panjang seperti yang digunakan dalam eksperimen serupa pada waktu itu, dosis seumur hidup Stevens akan jauh lebih kecil. [[Waktu paruh]] yang singkat yaitu 87,7 tahun dari <sup>238</sup>Pu berarti bahwa sebagian besar darinya meluruh selama waktunya di dalam tubuhnya, terutama jika dibandingkan dengan <sup>239</sup>Pu yang memiliki waktu paruh 24.100 tahun.
Karena Stevens bertahan selama sekitar 20 tahun setelah dosis percobaan plutoniumnya sebelum meninggal karena penyakit jantung, ia selamat dari dosis radiasi akumulasi tertinggi yang diketahui pada manusia mana pun.<ref name="pfiles" /> Perhitungan modern dari [[Dosis efektif (radiasi)|dosis serap seumur hidup]]nya memberikan total 64 [[Sievert|Sv]] (6400 rem) yang luar biasa.<ref name="pfiles" />
=== Senjata ===
Aplikasi pertama <sup>238</sup>Pu adalah penggunaannya dalam komponen [[senjata nuklir]] yang dibuat di [[Laboratorium Mound]] untuk Laboratorium Radiasi Lawrence (sekarang [[Laboratorium Nasional Lawrence Livermore]]). Mound dipilih untuk pekerjaan ini karena pengalamannya dalam memproduksi [[Inisiator neutron termodulasi|inisiator Urchin]] berbahan bakar [[polonium-210]] dan pekerjaannya dengan beberapa elemen berat dalam program Bahan Bakar Reaktor. Dua ilmuwan Mound menghabiskan tahun 1959 di Lawrence dalam pengembangan bersama sementara Gedung Metalurgi Khusus dibangun di Mound untuk menampung proyek tersebut. Sementara itu, sampel pertama <sup>238</sup>Pu datang ke Mound pada tahun 1959.<ref>{{cite web |url=https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/20085004Ofte.pdf |title=Little Known Pu Stories |access-date=2022-06-19 |archive-date=2016-08-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160816083928/https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/20085004Ofte.pdf |dead-url=yes }}</ref>
Proyek senjata menyerukan produksi sekitar 1 kg <sup>238</sup>Pu per tahun selama periode 3 tahun. Namun, komponen <sup>238</sup>Pu component{{Clarify|date=Juni 2022}} tidak dapat diproduksi sesuai spesifikasi meskipun upaya 2 tahun dimulai di Mound pada pertengahan 1961. Upaya maksimal dilakukan dengan 3 ''shift'' sehari, 6 hari seminggu, dan peningkatan produksi <sup>238</sup>Pu [[Situs Sungai Savannah]] selama tiga tahun ke depan menjadi sekitar 20 kg/tahun. Pelonggaran spesifikasi ini menghasilkan produktivitas sekitar 3%,{{Clarify|date=Juni 2022}} dan produksi akhirnya dimulai pada tahun 1964.{{Butuh rujukan|date=Juni 2022|reason=Sepenuhnya masuk akal, hanya tidak ada referensi}}
=== Kegunaan dalam generator termoelektrik radioisotop ===
Dimulai pada 1 Januari 1957, penemu RTG Laboratorium Mound, Jordan & Birden, sedang mengerjakan kontrak Korps Sinyal Angkatan Darat (R-65-8- 998 11-SC-03-91) untuk melakukan penelitian tentang bahan radioaktif dan [[termokopel]] yang cocok untuk penggunaan langsung dari konversi panas menjadi energi listrik menggunakan polonium-210 sebagai sumber panas.
Pada tahun 1961, Kapten R. T. Carpenter telah memilih <sup>238</sup>Pu sebagai bahan bakar untuk RTG (''radioisotope thermoelectric generator'', generator termoelektrik radioisotop) pertama yang diluncurkan ke luar angkasa sebagai tenaga tambahan untuk satelit navigasi Angkatan Laut [[Transit (satelit)|''Transit'']] IV. Pada 21 Januari 1963, keputusan belum dibuat mengenai isotop apa yang akan digunakan untuk bahan bakar RTG besar untuk program NASA.<ref>{{cite web |url=https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/MLM-CF-63-2-146.pdf |title=Trip Report |author=G. R. Grove to D. L. Scot |date=21 Januari 1963 |access-date=2022-06-19 |archive-date=2016-08-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160816084727/https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/MLM-CF-63-2-146.pdf |dead-url=yes }}</ref>
Awal tahun 1964, ilmuwan Laboratorium Mound mengembangkan metode berbeda untuk membuat komponen senjata yang menghasilkan efisiensi produksi sekitar 98%.<ref>{{cite web|url=http://www.google.com/patents?vid=USPAT6896716 |title=Final Safety Analysis Report, 15 Januari 1975 (MLM-ENG-105)}}</ref> Ini menyediakan produksi <sup>238</sup>Pu Situs Sungai Savannah untuk penggunaan Tenaga Listrik Luar Angkasa tepat pada waktunya untuk memenuhi kebutuhan RTG [[Systems for Nuclear Auxiliary Power#SNAP-27|SNAP-27]] di Bulan, pesawat ruang angkasa Pioneer, [[Program Viking#Pendarat Viking|pendarat ''Viking'' Mars]], lebih banyak satelit navigasi Angkatan Laut [[Transit (satelit)|''Transit'']] (pendahulu [[Sistem Pemosisi Global|GPS]]) dan dua [[Program Voyager|pesawat ruang angkasa ''Voyager'']], di mana semua sumber panas <sup>238</sup>Pu dibuat di Laboratorium Mound.<ref>{{cite web |url=https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Mound%20Heat%20Sources.pdf |title=RTG: A Source of Power; A History of the Radioisotopic Thermoelectric Generators Fueled at Mound (MLM-MU-82-72-0006) |author=Carol Craig |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20160816092738/https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Mound%20Heat%20Sources.pdf |archive-date=2016-08-16 }}</ref>
Unit pemanas radioisotop digunakan dalam eksplorasi ruang angkasa dimulai dengan Pemanas Radioisotop Apollo (''Apollo Radioisotope Heaters'', ALRH) yang menghangatkan [[Apollo Lunar Surface Experiments Package|Eksperimen Seismik]] yang ditempatkan di Bulan oleh misi [[Apollo 11]] dan pada beberapa [[Lunar Roving Vehicle|penjelajah Bulan]] dan [[Wahana penjelajah Mars|Mars]], hingga 129 LWRHU yang menghangatkan eksperimen di [[Galileo (wahana antariksa)|pesawat ruang angkasa ''Galileo'']].<ref>{{cite journal|title=Light-Weight Radioisotope Heater Unit Final Analysis Safety Report|url=https://www.osti.gov/servlets/purl/6531256|last=Johnson|first=Ernest|date=Oktober 1988|access-date=19 Juni 2022|website=www.osti.gov|doi=10.2172/6531256}}</ref>
Penambahan fasilitas produksi komponen senjata bangunan Metalurgi Khusus diselesaikan pada akhir tahun 1964 untuk fabrikasi bahan bakar sumber panas <sup>238</sup>Pu. Sebuah fasilitas produksi bahan bakar sementara juga dipasang di Gedung Penelitian pada tahun 1969 untuk fabrikasi bahan bakar ''Transit''. Dengan selesainya proyek komponen senjata, Gedung Metalurgi Khusus, yang dijuluki "Gunung Ular" karena kesulitan yang dihadapi dalam menangani <sup>238</sup>Pu dalam jumlah besar, menghentikan operasinya pada tanggal 30 Juni 1968, dengan operasi <sup>238</sup>Pu diambil alih oleh Gedung Pemrosesan Plutonium yang baru, dirancang dan dibuat khusus untuk menangani <sup>238</sup>Pu dalam jumlah besar. Plutonium-238 diberi nomor bahaya relatif tertinggi (152) dari semua 256 radionuklida yang dievaluasi oleh Karl Z. Morgan et al. pada tahun 1963.<ref>{{cite journal|title=Health Physics Journal, Vol. 10, No. 3 - Relative Hazard of the Various Radioactive Materials |author=Karl Z. Morgan|display-authors=etal|date=1 Maret 1964}}</ref>
=== Alat pacu jantung bertenaga nuklir ===
[[File:HD.17.071 (11966200113).jpg|thumb|241px|Alat pacu jantung bertenaga radioisotop yang dikembangkan oleh Komisi Energi Atom, [[baterai atom]] merangsang aksi denyut jantung yang tidak berfungsi. Sekitar tahun 1967.]]
Ketika plutonium-238 tersedia untuk penggunaan non-militer, banyak aplikasi diusulkan dan diuji, termasuk program [[Pacu-Jantung|Alat Pacu Jantung]] yang dimulai pada 1 Juni 1966, dalam hubungannya dengan NUMEC.<ref>{{cite web|url=https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Heat%20Source%20Datasheets/CARDIAC%20PACEMAKER.pdf|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20160816084535/https://dl.dropboxusercontent.com/u/77675434/Heat%20Source%20Datasheets/CARDIAC%20PACEMAKER.pdf|title=Cardiac Pacemaker|publisher=Monsanto Research Corporation|archive-date=16 Agustus 2016}}</ref> Ketika diketahui bahwa sumber panas tidak akan tetap utuh melalui kremasi, program tersebut dibatalkan karena jaminan 100% tidak dapat dijamin bahwa peristiwa kremasi tidak akan terjadi.{{Butuh rujukan|date=Juni 2022}}
Pada 2007, ada sembilan orang yang hidup dengan alat pacu jantung bertenaga nuklir, dari 139 penerima asli.<ref name=reuters>[https://uk.reuters.com/article/health-heart-pacemaker-dc/nuclear-pacemaker-still-energized-after-34-years-idUKN1960427320071219 Reuters: Nuclear pacemaker still energized after 34 years]</ref> Ketika orang-orang ini meninggal, alat pacu jantung seharusnya dilepas dan dikirim ke Los Alamos di mana plutonium akan dipulihkan.<ref>[https://www.orau.org/PTP/collection/Miscellaneous/pacemaker.htm Plutonium Powered Pacemaker (1974)]</ref>
Dalam sebuah surat kepada ''New England Journal of Medicine'' yang membahas seorang wanita yang menerima Numec NU-5 pada dekade lalu yang terus beroperasi, meskipun label harga asli $5.000 setara dengan $23.000 pada kurs dolar 2007, biaya tindak lanjut menjadi sekitar $19.000 dibandingkan dengan $55.000 untuk alat pacu jantung bertenaga baterai.<ref name=reuters />
Alat pacu jantung bertenaga nuklir lainnya adalah Medtronics “Laurens-Alcatel Model 9000”.<ref>{{Cite web|date=13 Januari 2016|title=MedTech Memoirs: The Plutonium-Powered Pacemaker|url=https://www.medicaldesignandoutsourcing.com/medtech-memoirs-the-plutonium-powered-pacemaker/|access-date=19 Juni 2022|website=Medical Design and Outsourcing|language=en-US}}</ref> Sekitar 1600 alat pacu jantung bertenaga nuklir dan/atau rakitan baterai telah ditempatkan di seluruh Amerika Serikat yang memenuhi syarat untuk pemulihan oleh Tim Proyek Pemulihan Sumber Luar Lokasi (''Off-Site Source Recovery Project'', OSRP) di Laboratorium Nasional Los Alamos (''Los Alamos National Laboratory'', LANL).<ref>{{Cite web|title=Le pacemaker atomique|url=https://www.dissident-media.org/infonucleaire/pacemaker.html|access-date=19 Juni 2022|website=www.dissident-media.org}}</ref>
== Produksi ==
Plutonium jenis reaktor dari [[bahan bakar nuklir bekas]] mengandung berbagai [[isotop plutonium]]. <sup>238</sup>Pu hanya satu atau dua persen, tetapi mungkin bertanggung jawab atas sebagian besar [[panas peluruhan]] jangka pendek karena [[waktu paruh]]nya yang relatif pendek dibandingkan dengan isotop plutonium lainnya. Plutonium jenis reaktor tidak berguna untuk memproduksi <sup>238</sup>Pu untuk [[Generator termoelektrik radioisotop|RTG]] karena [[pemisahan isotop]] yang sulit akan diperlukan.
Plutonium-238 murni dibuat dengan [[Radiasi neutron|penyinaran neutron]] dari [[neptunium-237]],<ref name=INL>{{cite report|title=Summary of Plutonium-238 Production Alternatives: Analysis Final Report|last1=Werner|first1=J.E. |last2=Barklay|first2=C.D.|last3=Bickford|first3=W.E.|last4=Lord|first4=D.B. |date=2013|publisher=Idaho National Laboratory|id=INL/EXT-13-28846 |url=http://large.stanford.edu/courses/2018/ph241/shi2/docs/inl-ext-13-28846.pdf}}</ref> salah satu [[aktinida minor]] yang dapat diperoleh kembali dari bahan bakar nuklir bekas selama [[Pemrosesan ulang nuklir|pemrosesan ulang]], atau dengan penyinaran neutron [[amerisium]] dalam reaktor.<ref>{{cite web|url=http://www.google.com/patents?vid=USPAT6896716 |title=Process for producing ultra-pure ... - Google Patents |access-date=19 Juni 2022}}</ref> Target dimurnikan secara kimia, termasuk pelarutan dalam [[asam nitrat]] untuk mengekstrak plutonium-238. Sampel 100 kg bahan bakar [[reaktor air ringan]] yang telah diiradiasi selama tiga tahun hanya mengandung sekitar 700 grams (0,7% berat) neptunium-237, yang harus diekstraksi dan dimurnikan. Sejumlah besar <sup>238</sup>Pu murni juga dapat diproduksi dalam [[siklus bahan bakar torium]].<ref>{{Cite web |url=http://www.thoriumenergyalliance.com/downloads/plutonium-238.pdf |title=Archived copy |access-date=19 Juni 2022 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130921060531/http://www.thoriumenergyalliance.com/downloads/plutonium-238.pdf |archive-date=21 September 2013 |url-status=dead }}</ref>
Di AS, Inisiatif Sistem Tenaga Luar Angkasa dan Pertahanan [[Kementerian Energi Amerika Serikat|Departemen Energi]] dari [[Kantor Energi Nuklir]] memproses <sup>238</sup>Pu, memelihara penyimpanannya, dan mengembangkan, memproduksi, mengangkut, dan mengelola keselamatan unit daya radioisotop dan pemanas untuk [[penjelajahan antariksa]] dan pesawat ruang angkasa [[keamanan nasional]].<ref>
{{cite web|url=https://www.energy.gov/ne/nuclear-reactor-technologies/space-power-systems|title=Space and Defense Power Systems|publisher=US Department of Energy|access-date=19 Juni 2022}}</ref>
Pada Maret 2015, total {{convert|35|kg|abbr=off}} <sup>238</sup>Pu tersedia untuk penggunaan ruang sipil. Dari persediaan, {{cvt|17|kg}} tetap dalam kondisi memenuhi spesifikasi NASA untuk pengiriman daya; kumpulan <sup>238</sup>Pu inilah yang akan digunakan dalam [[MM-RTG|generator termoelektrik radioisotop multi-misi]] (''multi-mission radioisotope thermoelectric generator'', MMRTG) untuk [[Mars 2020|misi Mars Rover 2020]] dan dua MMRTG tambahan untuk misi NASA 2024. {{cvt|21|kg}} akan tersisa setelah itu, termasuk sekitar {{cvt|4|kg}} yang hampir tidak memenuhi spesifikasi NASA. Karena kandungan isotop di dalam bahan hilang dari waktu ke waktu karena peluruhan radioaktif saat disimpan, stok ini dapat disesuaikan dengan spesifikasi NASA dengan mencampurnya dengan jumlah yang lebih kecil dari <sup>238</sup>Pu yang baru diproduksi dengan kandungan isotop yang lebih tinggi, dan juga kepadatan energi.<ref>
{{cite web|url=http://www.lpi.usra.edu/opag/feb2015/presentations/15_Caponiti%20OPAG%20charts%202-20-2015.pdf|title=Space and Defense Power Systems Program Information Briefing|website=Lunar and Planetary Institute|publisher=NASA|last1=Caponiti|first1=Alice|access-date=24 March 2015}}</ref>
=== Produksi AS yang berhenti dan dilanjutkan ===
Amerika Serikat berhenti memproduksi massal <sup>238</sup>Pu dengan penutupan reaktor [[Situs Sungai Savannah]] pada tahun 1988.<ref>{{cite web | url = http://www.nasa.gov/pdf/636900main_Howe_Presentation.pdf | title = Economical Production of Pu - 238: Feasibility Study |author1=Steven D. Howe |author2=Douglas Crawford |author3=Jorge Navarro |author4=Terry Ring | publisher = Center for Space Nuclear Research | access-date = 19 Juni 2022 }}</ref><ref name=":0">{{Cite news|url=http://www.popsci.com.au/science/energy/plutonium238-is-produced-in-america-for-the-first-time-in-almost-30-years,413242|title=Plutonium-238 Is Produced In America For The First Time In Almost 30 Years|work=Australian Popular Science|access-date=19 Juni 2022|archive-date=2020-08-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20200806074242/http://www.popsci.com.au/science/energy/plutonium238-is-produced-in-america-for-the-first-time-in-almost-30-years,413242|dead-url=yes}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.srs.gov/general/about/history1.htm#1980|title=SRS - History Highlights|website=www.srs.gov|access-date=19 Juni 2022}}</ref> Sejak 1993, semua <sup>238</sup>Pu yang digunakan di pesawat luar angkasa Amerika telah dibeli dari Rusia. Secara total, {{convert|16.5|kg}} telah dibeli, tetapi Rusia tidak lagi memproduksi <sup>238</sup>Pu, dan pasokan mereka sendiri dilaporkan hampir habis.<ref>{{cite web|publisher=[[Idaho National Laboratory]] |title=Commonly Asked Questions About Radioisotope Power Systems |date=Juli 2005 |url=http://nuclear.inl.gov/spacenuclear/docs/final72005faqs.pdf |access-date=19 Juni 2022 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20110928034832/http://nuclear.inl.gov/spacenuclear/docs/final72005faqs.pdf |archive-date=28 September 2011 }}</ref><ref name="doename">{{cite web|url=http://www.ne.doe.gov/pdfFiles/factSheets/2012_Pu-238_Factsheet_final.pdf|title=Plutonium-238 Production Project|date=5 Februari 2011|publisher=Department of Energy|access-date=19 Juni 2022|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20120203033230/http://www.ne.doe.gov/pdfFiles/factSheets/2012_Pu-238_Factsheet_final.pdf|archive-date=3 Februari 2012}}</ref>
Pada Februari 2013, sejumlah kecil <sup>238</sup>Pu berhasil diproduksi oleh [[Reaktor Isotop Fluks Tinggi]] Oak Ridge,<ref name="21March2013SFN">{{cite web |url=http://spaceflightnow.com/news/n1303/20pu238 |title=U.S. laboratory produces first plutonium in 25 years |last=Clark |first=Stephen |date=20 Maret 2013 |publisher=Spaceflightnow |access-date=19 Juni 2022}}</ref> dan pada 22 Desember 2015, mereka melaporkan produksi {{convert|50|g|abbr=off}} <sup>238</sup>Pu.<ref name="22Dec2015ORNL">{{cite web | url=https://www.ornl.gov/news/ornl-achieves-milestone-plutonium-238-sample |title=ORNL achieves milestone with plutonium-238 sample| last=Walli| first=Ron| date=22 Desember 2015| publisher=Oak Ridge National Laboratory |access-date=19 Juni 2022}}</ref><ref>{{cite news| last1=Harvey |first1=Chelsea| title=This is the fuel NASA needs to make it to the edge of the solar system - and beyond| url=https://www.washingtonpost.com/news/energy-environment/wp/2015/12/30/this-is-the-fuel-nasa-needs-to-make-it-to-the-edge-of-the-solar-system-and-beyond/| access-date=19 Juni 2022 |work=The Washington Post |date=30 Desember 2015}}</ref>
Pada bulan Maret 2017, [[Ontario Power Generation]] (OPG) dan cabang venturanya, Canadian Nuclear Partners, mengumumkan rencana untuk memproduksi <sup>238</sup>Pu sebagai sumber kedua untuk NASA. Batang yang mengandung [[neptunium-237]]<ref>[http://fissilematerials.org/blog/2017/03/united_states_to_ship_nep.html United States to ship neptunium to Canada as part of Pu-238 production]. International Panel on Fissile Materials. 5 Marer 2017.</ref> akan dibuat oleh [[Laboratorium Nasional Pacific Northwest]] (Pacific Northwest National Laboratory, PNNL) di Negara Bagian Washington dan dikirim ke [[Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Darlington]] OPG di [[Clarington]], [[Ontario]], [[Kanada]] di mana mereka akan diiradiasi dengan neutron di dalam inti reaktor untuk menghasilkan <sup>238</sup>Pu.<ref>[https://neutronbytes.com/2017/03/05/nasa-re-starts-pu-238-production-at-two-sites/ NASA Re-starts PU-238 Production at Two Sites], ''Neutron Bytes'', March 5, 2017</ref><ref name='Forbes Dec 2018'>[https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2018/12/13/nasa-doesnt-have-enough-nuclear-fuel-for-its-deep-space-missions/#47a2787d1c18 NASA Doesn't Have Enough Nuclear Fuel For Its Deep Space Missions]. Ethan Siegel, ''Forbes''. 13 December 2018.</ref>
Pada Januari 2019, dilaporkan bahwa beberapa aspek otomatis dari produksinya diimplementasikan di [[Laboratorium Nasional Oak Ridge]] di [[Tennessee]], yang diharapkan tiga kali lipat jumlah pelet plutonium yang diproduksi setiap minggu.<ref name='Automation Jan 2019'>[https://motherboard.vice.com/en_us/article/mbyz4v/scientists-are-automating-plutonium-production-so-nasa-can-explore-deep-space Scientists Are Automating Plutonium Production So NASA Can Explore Deep Space]. Daniel Oberhaus, ''Motherboard''. 9 Januari 2019.</ref> Tingkat produksi sekarang diharapkan meningkat dari 80 pelet per minggu menjadi sekitar 275 pelet per minggu, dengan total produksi sekitar 400 gram per tahun.<ref name='Automation Jan 2019'/> Tujuannya sekarang adalah untuk mengoptimalkan dan meningkatkan proses untuk menghasilkan rata-rata {{convert|1.5|kg|abbr=on}} per tahun pada tahun 2025.<ref name='Forbes Dec 2018'/><ref>[https://www.msn.com/en-us/news/technology/scientists-find-a-new-way-to-create-the-plutonium-that-powers-deep-space-missions/ar-BBRZxz8 Scientists Find a New Way To Create the Plutonium That Powers Deep Space Missions]. David Grossman, ''Popular Mechanics''. 9 Januari 2019.</ref>
== Aplikasi ==
Aplikasi utama <sup>238</sup>Pu adalah sebagai sumber panas pada [[generator termoelektrik radioisotop]] (''radioisotope thermoelectric generator'', RTG). RTG ditemukan pada tahun 1954 oleh ilmuwan Laboratorium Mound, Ken Jordan dan John Birden, yang dilantik ke dalam National Inventors Hall of Fame pada tahun 2013.<ref>[http://invent.org/inductee-detail/?IID=473 National Inventors Hall of Fame - John Birden] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160917034817/http://invent.org/inductee-detail/?IID=473 |date=2016-09-17 }}.</ref> Mereka segera menghasilkan prototipe kerja menggunakan sumber panas <sup>210</sup>Po, dan pada 1 Januari 1957, menandatangani kontrak Army Signal Corps (R-65-8- 998 11-SC-03-91) untuk melakukan penelitian tentang bahan radioaktif dan termokopel yang cocok untuk konversi langsung panas menjadi energi listrik menggunakan [[polonium-210]] sebagai sumber panas.
Pada tahun 1966, sebuah penelitian yang dilaporkan oleh [[Society of Automotive Engineers|SAE International]] menjelaskan potensi penggunaan plutonium-238 dalam subsistem daya radioisotop untuk aplikasi di luar angkasa. Studi ini berfokus pada penggunaan konversi daya melalui [[siklus Rankine]], [[siklus Brayton]], konversi [[Tenaga termoelektrik|termoelektrik]], dan konversi [[Konverter termionik|termionik]] dengan plutonium-238 sebagai elemen pemanas utama. Panas yang disuplai oleh elemen pemanas plutonium-238 konsisten antara 400 °C dan 1000 °C tetapi teknologi masa depan dapat mencapai batas atas 2000 °C, yang selanjutnya meningkatkan efisiensi sistem tenaga. Studi siklus Rankine melaporkan efisiensi antara 15-19% dengan suhu [[turbin]] masuk 1800 [[Skala Rankine|R]], sedangkan siklus Brayton memberikan efisiensi lebih besar dari 20% dengan suhu masuk 2000 R. [[Generator termoelektrik|Konverter termoelektrik]] memberikan efisiensi rendah (3-5%) tetapi keandalan yang tinggi. Konversi termionik dapat memberikan efisiensi yang serupa dengan siklus Brayton jika kondisi yang tepat dapat tercapai.<ref>{{Cite journal |last=Mahefkey |first=Edward T. |last2=Berganini |first2=David F. |date=1966 |title=Radioisotope Power Subsystems for Space Application |url=https://www.jstor.org/stable/44554237 |journal=SAE Transactions |volume=74 |pages=555–565 |issn=0096-736X}}</ref>
Teknologi RTG pertama kali dikembangkan oleh [[Laboratorium Nasional Los Alamos]] selama tahun 1960-an dan 1970-an untuk menyediakan daya generator termoelektrik radioisotop untuk [[Pacu-Jantung|alat pacu jantung]]. Dari 250 alat pacu jantung bertenaga plutonium yang diproduksi [[Medtronic]], dua puluh dua masih beroperasi lebih dari dua puluh lima tahun kemudian, suatu prestasi yang tidak dapat dicapai oleh alat pacu jantung bertenaga baterai.<ref>{{cite journal|title=From heat sources to heart sources: Los Alamos made material for plutonium-powered pumper| url=http://www.lanl.gov/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/05spring/heart.html|journal=Actinide Research Quarterly|author=Kathy DeLucas|author2=Jim Foxx |author3=Robert Nance |date=Januari–Maret 2005 |access-date = 19 Juni 2022 }}</ref>
Teknologi daya RTG yang sama ini telah digunakan di beberapa pesawat ruang angkasa seperti [[Pioneer 10]] dan [[Pioneer 11|11]], [[Voyager 1]] dan [[Voyager 2|2]], [[Cassini–Huygens]] dan [[New Horizons]], dan di beberapa perangkat lain, seperti [[Mars Science Laboratory]] dan [[Perseverance|Rover Perseverance]] [[Mars 2020]], sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir jangka panjang.<ref name=Witze>Alexandra Witze, [http://www.nature.com/news/nuclear-power-desperately-seeking-plutonium-1.16411?WT.mc_id=FBK_NatureNews#/powertrip Nuclear power: Desperately seeking plutonium, NASA has 35 kg of <sup>238</sup>Pu to power its deep-space missions - but that will not get it very far.], ''[[Nature]]'', 25 November 2014</ref>
== Lihat pula ==
* [[Baterai atom]]
* [[Plutonium-239]]
* [[Polonium-210]]
== Referensi ==
{{
== Pranala luar ==
* [http://sciencereview.berkeley.edu/wp-content/uploads/2013/04/54670619-Berkeley-Science-Review-Spring-2001.pdf Kisah penemuan Seaborg atas Pu-238, khususnya halaman 34-35.] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140223031417/http://sciencereview.berkeley.edu/wp-content/uploads/2013/04/54670619-Berkeley-Science-Review-Spring-2001.pdf |date=2014-02-23 }}
* [http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@na+@rel+plutonium,+radioactive Bank Data Zat Berbahaya NLM – Plutonium, Radioaktif]
{{Isotope|element=plutonium
|lighter=[[plutonium-237]]
|heavier=[[plutonium-239]]
|before=[[kurium-242]] '''([[Peluruhan alfa|α]])<br />'''[[amerisium-238]] '''([[Emisi positron|β+]])<br />'''[[neptunium-238]] '''([[Peluruhan beta|β-]])<br />'''[[uranium-238]] '''([[Peluruhan beta ganda|β-β-]])
|after=[[uranium-234]] '''(α)
}}
[[Kategori:Bahan nuklir]]
[[Kategori:
[[Kategori:Plutonium]]
[[Kategori:Aktinida]]
[[Kategori:Bahan bakar radioisotop]]
| |||