Uranium-236

Uranium-236,²³⁶U
Umum
Simbol	236U
Nama	uranium-236, U-236
Proton(Z)	92
Neutron(N)	144
Data nuklida
Kelimpahan alam	<10×10−11
Waktu paruh(t1/2)	2,348×107tahun
Isotop induk	236Pa; 236Np; 240Pu
Produk peluruhan	232Th
Massa isotop	236,045568(2)u
Spin	0+
Energi pengikatan	1.790.415,042±1,974 keV
Mode peluruhan
Mode peluruhan	Energi peluruhan(MeV)
Peluruhan alfa	4,572
	Isotop uranium; Tabel nuklida lengkap

Uranium-236(²³⁶UatauU-236) adalahisotop uraniumyang tidakfisildenganneutron termal,ataupunbahan suburyang sangat baik, tetapi umumnya dianggap sebagailimbah radioaktifyang mengganggu dan berumur panjang. Ia ditemukan dalambahan bakar nuklir bekasdan dalamuranium yang diproses ulangyang terbuat dari bahan bakar nuklir bekas.

Penciptaan dan hasil

Isotop fisil uranium-235menjadi bahan bakar sebagian besarreaktor nuklir.Ketika²³⁵U menyerapneutron termal,salah satu dari dua proses dapat terjadi. Sekitar 82% dari total waktu, ia akanmembelah;sekitar 18% dari total waktu, ia tidak akan membelah, melainkan memancarkanradiasi gamadan menghasilkan²³⁶U. Jadi, hasil²³⁶U per reaksi²³⁵U+n adalah sekitar 18%, dan hasilproduk fisisekitar 82%. Sebagai perbandingan, hasil dari produk fisi individu yang paling melimpah sepertisesium-137,stronsium-90,danteknesium-99adalah antara 6% dan 7%, dan hasil gabunganproduk fisi berumur menengah(10 tahun ke atas) danberumur panjangadalah sekitar 32%, atau beberapa persen lebih sedikit karena beberapa telahditransmutasikanolehpenangkapan neutron.Sesium-135adalah "produk fisi yang absen" yang paling menonjol, karena ditemukan jauh lebih banyak dalamkejatuhan nuklirdaripadabahan bakar nuklir bekaskarena nuklida induknya,xenon-135,adalahracun neutronterkuat yang diketahui.

Isotop fisil kedua yang paling banyak digunakan,plutonium-239,juga dapat membelah atau tidak membelah pada penyerapan neutron termal. Produkplutonium-240membentuk sebagian besarplutonium jenis reaktor(plutonium yang didaur ulang dari bahan bakar bekas yang awalnya dibuat dengan uranium alam yang diperkaya dan kemudian digunakan sekali dalamLWR).²⁴⁰Pu meluruh dengan waktu paruh 6561 tahun menjadi²³⁶U. Dalamsiklus bahan bakar nuklirtertutup, sebagian besar²⁴⁰Pu akan terbelah (mungkin setelah lebih dari satu penangkapan neutron) sebelum meluruh, tetapi²⁴⁰Pu yang dibuang sebagailimbah nuklirakan meluruh selama ribuan tahun. Karena²⁴⁰Pu memiliki waktu paruh yang lebih pendek daripada²³⁹Pu, kadar sampel plutonium yang sebagian besar terdiri dari dua isotop tersebut akan perlahan meningkat sementara jumlah total plutonium dalam sampel akan perlahan menurun selama berabad-abad dan ribuan tahun.Peluruhan alfa²⁴⁰Pu akan menghasilkan uranium-236 sedangkan²³⁹Pu meluruh menjadi uranium-235.

Aktinida dan produk fisi menurut waktu paruh l b s
Aktinida^[1]menurutrantai peluruhan				Rentangwaktu paruh(a)	Produk fisi ²³⁵Umenuruthasil^[2]
4n	4n+ 1	4n+ 2	4n+ 3	Rentangwaktu paruh(a)	4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
²²⁸Ra^№				4–6 a		¹⁵⁵Eu^þ
²⁴⁴Cm^ƒ	²⁴¹Pu^ƒ	²⁵⁰Cf	²²⁷Ac^№	10–29 a	⁹⁰Sr	⁸⁵Kr	^113mCd^þ
²³²U^ƒ		²³⁸Pu^ƒ	²⁴³Cm^ƒ	29–97 a	¹³⁷Cs	¹⁵¹Sm^þ	^121mSn
²⁴⁸Bk^[3]	²⁴⁹Cf^ƒ	^242mAm^ƒ		141–351 a	Tidak ada produk fisi yang memiliki waktu paruh dalam rentang 100 a–210 ka...
	²⁴¹Am^ƒ		²⁵¹Cf^ƒ^[4]	430–900 a
		²²⁶Ra^№	²⁴⁷Bk	1,3–1,6ka
²⁴⁰Pu	²²⁹Th	²⁴⁶Cm^ƒ	²⁴³Am^ƒ	4,7–7,4 ka
	²⁴⁵Cm^ƒ	²⁵⁰Cm		8,3–8,5 ka
			²³⁹Pu^ƒ	24,1 ka
		²³⁰Th^№	²³¹Pa^№	32–76 ka
²³⁶Np^ƒ	²³³U^ƒ	²³⁴U^№		150–250 ka	⁹⁹Tc^₡	¹²⁶Sn
²⁴⁸Cm		²⁴²Pu		327–375 ka		⁷⁹Se^₡
				1,53 Ma	⁹³Zr
	²³⁷Np^ƒ			2,1–6,5 Ma	¹³⁵Cs^₡	¹⁰⁷Pd
²³⁶U			²⁴⁷Cm^ƒ	15–24 Ma		¹²⁹I^₡
²⁴⁴Pu				80 Ma	... maupun lebih dari 15,7 Ma^[5]
²³²Th^№		²³⁸U^№	²³⁵U^ƒ№	0,7–14,1 Ga	... maupun lebih dari 15,7 Ma^[5]
₡, memiliki penampangpenangkap neutrontermal dalam rentang 8–50 barn ƒ,fisil №, terutamabahan radioaktif alami(naturally occurring radioactive material,NORM) þ,racun neutron(penangkap neutron termal yang lebih besar dari 3k barn)

Ketika bagian terbesar dari uranium-236 telah diproduksi oleh penangkapan neutron di reaktor tenaga nuklir, sebagian besar disimpan di reaktor nuklir dan tempat penyimpanan limbah. Kontribusi paling signifikan terhadap kelimpahan uranium-236 di lingkungan adalah reaksi²³⁸U(n,3n)²³⁶U olehneutron cepatdalamsenjata termonuklir.Pengujian bom atom tahun 1940-an, 1950-an, dan 1960-an telah meningkatkan tingkat kelimpahan lingkungan secara signifikan di atas tingkat alami yang diperkirakan.^[6]

Kehancuran dan peluruhan

²³⁶U, pada penyerapan neutron termal, tidak mengalami fisi, tetapi meluruh menjadi²³⁷U, yang dengan cepat meluruh melaluipeluruhan betamenjadi²³⁷Np.Namun,penampang tangkapan neutron²³⁶U rendah, dan proses ini tidak terjadi dengan cepat dalamreaktor termal.Bahan bakar nuklir bekas biasanya mengandung sekitar 0,4%²³⁶U. Denganpenampangyang jauh lebih besar,²³⁷Np akhirnya dapat menyerapneutronlain dan menjadi²³⁸Np,yang dengan cepat meluruh melalui peluruhan beta menjadiplutonium-238(isotop non-fisil lainnya).

²³⁶U dan sebagian besaraktinidalainnya dapat dipecah olehneutron cepatdalambom nuklirataureaktor neutron cepat.Sejumlah kecil reaktor cepat telah digunakan dalam penelitian selama beberapa dekade, tetapi penggunaan luas untuk produksi listrik masih di masa depan.

Uranium-236 meluruh melaluipeluruhan alfadenganwaktu paruh23,420 juta tahun menjaditorium-232.Ini berumur lebih lama daripada aktinida buatan lainnya atauproduk fisiyang dihasilkan dalamsiklus bahan bakar nuklir.(Plutonium-244,yang memiliki waktu paruh 80 juta tahun, tidak diproduksi dalam jumlah yang signifikan oleh siklus bahan bakar nuklir, danuranium-235,uranium-238,dantorium-232yang berumur lebih panjang terdapat di alam.)

Kesulitan dalam pemisahan

Tidak sepertiplutonium,aktinida minor,produk fisi,atauproduk aktivasi,proses kimia tidak dapat memisahkan²³⁶U dari²³⁸U,²³⁵U,²³²Uatau isotop uranium lainnya. Bahkan sulit untuk dihilangkan denganpemisahan isotop,karena pengayaan rendah akan mengkonsentrasikan tidak hanya²³⁵U dan²³³Uyang diinginkan tetapi juga²³⁶U,²³⁴Udan²³²U yang tidak diinginkan. Di sisi lain,²³⁶U di lingkungan tidak dapat dipisahkan dari²³⁸U dan terkonsentrasi secara terpisah, yang membatasi bahaya radiasi di satu tempat.

Kontribusi terhadap radioaktivitas uranium yang diproses ulang

Waktu paruh²³⁸U sekitar 190 kali lebih lama daripada²³⁶U; oleh karena itu,²³⁶U seharusnya memilikiaktivitas spesifiksekitar 190 kali lebih banyak. Artinya, dalam uranium yang diproses ulang dengan 0,5%²³⁶U,²³⁶U dan²³⁸U akan menghasilkan tingkatradioaktivitasyang hampir sama. (²³⁵U berkontribusi hanya beberapa persen.)

Rasionya kurang dari 190 ketikaproduk peluruhanmasing-masing disertakan.Rantai peluruhan uranium-238menjadiuranium-234dan akhirnyatimbal-206melibatkan emisi delapanpartikel alfadalam waktu (ratusan ribu tahun) yang lebih pendek dibandingkan dengan waktu paruh²³⁸U, sehingga sampel²³⁸U dalam kesetimbangan dengan produk peluruhannya (seperti dalambijih uraniumalam) akan memiliki delapan kali aktivitas alfa dari²³⁸U saja. Bahkanuranium alammurni di mana produk peluruhan pasca-uranium telah dihilangkan akan mengandung kuantitas keseimbangan²³⁴U sekitar dua kali aktivitas alfa²³⁸U murni. Pengayaan untuk meningkatkan kandungan²³⁵U akan meningkatkan²³⁴U ke tingkat yang lebih besar lagi, dan kira-kira setengah dari²³⁴U ini akan bertahan dalam bahan bakar bekas. Di sisi lain,²³⁶U meluruh menjaditorium-232yang memiliki waktu paruh 14 miliar tahun, setara dengan 31,4% dari laju peluruhan²³⁸U.

Uranium terdeplesi

Uranium terdeplesiyang digunakan dalampenetrator energi kinetik,dll. seharusnya dibuat daritailingpengayaan uraniumyang belum pernah diiradiasi dalamreaktor nuklir,dan bukanuranium yang diproses ulang.Namun, ada klaim bahwa beberapa uranium terdeplesi mengandung sejumlah kecil²³⁶U.^[7]

Lihat pula

Referensi

^Ditambah radium (unsur 88). Meskipun sebenarnyaradiumadalah sub-aktinida, ia segera mendahuluiaktinium(89) dan mengikuti celah ketidakstabilan tiga unsur setelahpolonium(84) di mana tidak ada nuklida yang memiliki waktu paruh setidaknya empat tahun (nuklida yang berumur paling panjang di celah tersebut adalahradon-222dengan waktu paruh kurang dari empathari). Isotop radium yang paling lama hidup memiliki waktu paruh 1.600 tahun, sehingga layak untuk dimasukkan ke dalam unsur di sini.
^Khususnya dari fisineutron termaluranium-235, misalnya dalamreaktor nuklirbiasa.
^Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248".Nuclear Physics.71(2): 299.Bibcode:1965NucPh..71..299M.doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
"Analisis isotop mengungkapkan spesies bermassa 248 dalam kelimpahan konstan dalam tiga sampel yang dianalisis selama periode sekitar 10 bulan. Ini dianggap berasal dari isomer²⁴⁸Bk dengan waktu paruh lebih besar dari 9 [tahun]. Tidak ada pertumbuhan²⁴⁸Cf yang terdeteksi, dan batas bawah untuk waktu paruh β⁻dapat ditetapkan sekitar 10⁴[tahun]. Tidak ada aktivitas alfa yang disebabkan oleh isomer baru yang terdeteksi; waktu paruh alfa mungkin lebih besar dari 300 [tahun]. "
^Ini adalah nuklida terberat dengan waktu paruh setidaknya empat tahun sebelum "lautan ketidakstabilan".
^Tidak termasuk nuklida yang "stabil secara klasik"dengan waktu paruh secara signifikan melebihi²³²Th; misalnya,^113mCd memiliki waktu paruh hanya empat belas tahun,¹¹³Cd hampir delapankuadriliuntahun.
^Winkler, Stephan; Peter Steier; Jessica Carilli (2012)."Bomb fall-out 236U as a global oceanic tracer using an annually resolved coral core".Earth and Planetary Science Letters.359-360 (1): 124–130.Bibcode:2012E&PSL.359..124W.doi:10.1016/j.epsl.2012.10.004.PMC3617727 .PMID 23564966.
^UNEP(16 Januari 2001)."UN ENVIRONMENT PROGRAMME CONFIRMS URANIUM 236 FOUND IN DEPLETED URANIUM PENETRATORS".United Nations.Diarsipkan dariversi aslitanggal 17 Juli 2001.Diakses tanggal23 Juni2022.

Pranala luar

Lebih ringan: uranium-235	Uranium-236 adalah isotop uranium	Lebih berat: uranium-237
Produk peluruhandari: protaktinium-236 neptunium-236 plutonium-240	Rantai peluruhan dari uranium-236	Meluruhmenjadi: torium-232

[1] Ditambah radium (unsur 88). Meskipun sebenarnyaradiumadalah sub-aktinida, ia segera mendahuluiaktinium(89) dan mengikuti celah ketidakstabilan tiga unsur setelahpolonium(84) di mana tidak ada nuklida yang memiliki waktu paruh setidaknya empat tahun (nuklida yang berumur paling panjang di celah tersebut adalahradon-222dengan waktu paruh kurang dari empathari). Isotop radium yang paling lama hidup memiliki waktu paruh 1.600 tahun, sehingga layak untuk dimasukkan ke dalam unsur di sini.

[2] Khususnya dari fisineutron termaluranium-235, misalnya dalamreaktor nuklirbiasa.

[3] Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248".Nuclear Physics.71(2): 299.Bibcode:1965NucPh..71..299M.doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
"Analisis isotop mengungkapkan spesies bermassa 248 dalam kelimpahan konstan dalam tiga sampel yang dianalisis selama periode sekitar 10 bulan. Ini dianggap berasal dari isomer²⁴⁸Bk dengan waktu paruh lebih besar dari 9 [tahun]. Tidak ada pertumbuhan²⁴⁸Cf yang terdeteksi, dan batas bawah untuk waktu paruh β⁻dapat ditetapkan sekitar 10⁴[tahun]. Tidak ada aktivitas alfa yang disebabkan oleh isomer baru yang terdeteksi; waktu paruh alfa mungkin lebih besar dari 300 [tahun]. "

[4] Ini adalah nuklida terberat dengan waktu paruh setidaknya empat tahun sebelum "lautan ketidakstabilan".

[5] Tidak termasuk nuklida yang "stabil secara klasik"dengan waktu paruh secara signifikan melebihi²³²Th; misalnya,^113mCd memiliki waktu paruh hanya empat belas tahun,¹¹³Cd hampir delapankuadriliuntahun.

[6] Winkler, Stephan; Peter Steier; Jessica Carilli (2012)."Bomb fall-out 236U as a global oceanic tracer using an annually resolved coral core".Earth and Planetary Science Letters.359-360 (1): 124–130.Bibcode:2012E&PSL.359..124W.doi:10.1016/j.epsl.2012.10.004.PMC3617727 .PMID 23564966.

[7] UNEP(16 Januari 2001)."UN ENVIRONMENT PROGRAMME CONFIRMS URANIUM 236 FOUND IN DEPLETED URANIUM PENETRATORS".United Nations.Diarsipkan dariversi aslitanggal 17 Juli 2001.Diakses tanggal23 Juni2022.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]