Penjelasan Plutonium (Pu) : Sejarah, Sifat, Kegunaan dan Bahaya

Sejarah Plutonium

Plutonium adalah unsur transuranium seri aktinida  yang ditemukan kedua kalinya. Isotop ²³⁸Pu dihasilkan pada tahun 1940 oleh Seaborg, McMillan, Kennedy dan Wahl dengan menembakkan uranium dengan deutron ddalam siklotron 60 inchi di Berkeley, Kalifornia. Plutonium juga terdapat secara alamiah  dalam jumlah yang sangat sedikit dalam bijih uranium. Terbentuk dengan kejadian yang sama seperti neptunium: dengan iradiasi uranium alamiah dengan neutron yang ada.

Keterangan Unsur Plutonium

• Simbol: Pu
• Radius Atom: 1.51 Å
• Volume Atom: 12.32 cm³/mol
• Massa Atom: -244
• Titik Didih: 3505 K
• Radius Kovalensi: 1.08 Å
• Struktur Kristal: Monoclinic
• Massa Jenis: 20.2 g/cm³
• Konduktivitas Listrik: 0.8 x 10⁶ ohm^-1cm^-1
• Elektronegativitas: 1.28
• Konfigurasi Elektron: [Rn]5f6 7s2
• Formasi Entalpi: kJ/mol
• Konduktivitas Panas: 6.3 Wm^-1K^-1
• Potensial Ionisasi: 6.19 V
• Titik Lebur: 913 K
• Bilangan Oksidasi: 6,5,4,3
• Kapasitas Panas: Jg^-1K^-1
• Entalpi Penguapan: kJ/mol

Isotop Plutonium

Isotop yang paling penting adalah isotop ²³⁹Pu, dengan masa paruh waktu 24100 tahun, dihasilkan dalam jumlah besar dalam reaktor nuklir dari uranium alam:

²³⁸U(n, gamma) –> ²³⁹U–(beta) –> ²³⁹Np–(beta) –> ²³⁹Pu

Ada 15 isotop plutonium yang telah dikenal

Plutonium juga memiliki empat bilangan oksidasi dala larutan, yakni: Pu⁺³ (lavender  biru), Pu⁺⁴ (coklat kuning), PuO⁺ (merah muda?) dan PuO⁺² (sindur-merah muda). Ion PuO⁺ tidak stabil dalam larutan dan berdisproporsionasi menjadi Pu⁺⁴ dan PuO⁺². Pu⁺⁴ yang terbentuk mengoksidasi PuO⁺ menjadi PuO⁺², yang kemudian direduksi dengan sendirinya menjadi Pu⁺³, dan akhirnya semua menjadi Pu+3 dan PuO⁺². Plutonium membentuk senyawa biner dengan oksigen: PuO, PuO₂ dan oksida intermediat dengam komposisi beragam; dengan halida, plutonium membentuk PuF₃, PuF₄, PuCl₃, PuBr₃, PuI₃; dengan karbon, nitrogen dan silikon: PuC, PuN, PuSi₂. Senyawa oksihalida juga dikenal dengan baik seperti PuOCl, PuOBr, PuOI.

Kegunaan Plutonium

Plutonium diperkirakan mendominasi  bila dibandingkan dengan unsur transuranium. Hal ini disebabkan plutonium bisa digunakan sebagai bahan peledak dalam senjata nuklir dan menempatkannya sebagai unsur kunci dalam pengembangan tenaga nuklir untuk keperluan industri. Satu kilogram Pu sebanding dengan energi panas sebesar 22 juta kwh (kilo watt-hours). Peledakan sempurna dari satu kilogram plutonium menghasilkan ledakan yang sebanding dengan 20,000 ton bahan kimia peledak. Keperluan Pu tergantung pada sifat nuklir Pu pada reaksi fisi dengan neutron dan ketersediaannya. Reaktor tenaga nuklir dunia saat ini menghasilkan 20,000 kg plutonium per tahun. Pada tahun 1982, diperkirakan sekitar 300,000 kg telah terkumpul. Penerapan nuklir Pu yang beraneka ragam telah banyak diketahui: ²³⁸Pu telah gunakan dalam peluncuran Apollo ke bulanuntuk mengukur kegempaan dan peralatan lainnya di permukaan bulan. Seperti halnya neptunium dan uranium, logam plutonium dapat dibuat dengan mereduksi trifluorida dengan logam alkali tanah.

Sifat Sifat Plutonium

Plutonium memiliki penampakan seperti perak dan menjadi bercak kekuningan bila sedikit teroksidasi. Reaktif secara kimiawi. Sepotong besar plutonium cukup hangat bila disentuh karena energi yang diberikan dari pelluruhan alfa. Potongan yang lebih besar lagi dapat menghasilkan energi yang cukup untuk mendidihkan air. Logam ini melarut dalam asam klorida pekat, asam iodida atau asam perklorat. Logam ini memiliki enam modifikasi allotrop dengan struktur kristal bermacam-macam. Kerapatan dari enam allotrop ini bervariasi dari 16.00 hingga 19.86 g/cm³

Bahaya Plutonium

Karena tingginya kecepatan emisi partikel alfa dan unsur ini diserap secara spesifik ke tulang dan disimpan di hati, maka seperti unsur transuranium lainnya (kecuali neptunium), memiliki bahaya radiologi dan harus ditangani dengan peralatan khusus. Plutonium memiliki bahay radiologi yang sangat berbahaya. Tindakan pencegahan harus diambil untuk menghindari adanya massa berbahaya  yang tidak diinginkan. Plutonium dalam bentuk cair seperti lebih berbahaya daripada bentuk padatnya. Bentuk dari massa itu sendiri harus dipertimbangkan, mengingat tingkat bahayanya.