Uranium diperkaya

Uranium diperkaya ialah sejenis uranium di mana peratus kandungan ²³⁵U telah ditingkatkan melalui proses pisah isotop. Uranium semula jadi adalah 99.284% isotop ²³⁸U, dengan ²³⁵U hanya terdiri daripada sekitar 0.711% daripada jisimnya. ²³⁵U ialah satu-satu nuklid wujud dalam alam semula jadi (dalam sebarang jumlah yang agak jelas) yang boleh belah dengan neutron terma.^[1]

Perkadaran uranium-238 (biru) dan uranium-235 (merah) dijumpai semula jadi berbanding gred diperkaya

Uranium diperkaya ialah komponen yang penting bagi kegunaan janaan kuasa nuklear awam dan senjata nuklear tentera. Agensi Tenaga Atom Antarabangsa cuba untuk mengawasi dan mengawal bekalan uranium diperkaya dan pemprosesannya dalam usaha untuk memastikan keselamatan janaan kuasa nuklear dan mengekang pengembangan senjata nuklear.

²³⁸U yang tinggal selepas pemerkayaan dikenali sebagai uranium susut. Uranium susut mempunyai keradioaktifan yang lebih rendah berbanding uranium semula jadi, kerana mempunyai kandungan ²³⁵U yang lebih rendah. Walaubagaimanapun, uranium susut masih radioaktif dan amat berbahaya dalam bentuk serbuk dan butiran, lebih-lebih lagi apabila digunakan sebagai kepala peledak bagi senjata penembus perisai kerana sifat ricih serta ketumpatannya yang tinggi. Disebabkan ketumpatannya yang tinggi juga, uranium susut sesuai dijadikan bahan perisai sinaran yang efektif bagi unsur yang lebih radioaktif.

Gred[sunting | sunting sumber]

dram berisi yellowcake (campuran mendakan uranium)

Uranium semulajadi yang dilombong dari dalam bumi tidak sesuai digunakan sebagai bahan api bagi kebanyakkan reaktor nuklear dan memerlukan pemprosesan tambahan agar dapat digunakan sebagai bahan api ( Rekabentuk reaktor CANDU merupakan pengecualian bagi ini ).

Uranium diproses semula (RepU)[sunting | sunting sumber]

Uranium diproses semula (RepU) ialah produk kitaran bahan api nuklear melibatkan pemprosesan semula bahan api terpakai. RepU yang diperoleh daripada reaktor air bertekanan biasanya mempunyai lebih ²³⁵U berbanding uranium semulajadi oleh itu, boleh digunakan pada reaktor yang menggunakan uranium semulajadi sebagai bahan api, seperti reaktor CANDU. Uranium diproses semula juga mempunyai isotop tidak dikehendaki ²³⁶U, yang memerangkap neutron dan menghasilkan ²³⁷Np yang sukar disimpan.

Uranium diperkaya rendah (LEU)[sunting | sunting sumber]

Uranium diperkaya rendah (LEU) mempunyai kepekatan ²³⁵U kurang daripada 20%, dimana dalam reaktor air bertekanan, uranium diperkaya sehingga 3% ke 5% ²³⁵U manakala LEU dalam reaktor penyelidikan biasanya diperkaya sehingga 12% ke 19.75% ²³⁵U.

Uranium diperkaya tinggi (HEU)[sunting | sunting sumber]

A billet of highly enriched uranium metal

Uranium diperkaya tinggi (HEU) mempunyai kepekatan ²³⁵U 20% atau lebih. Uranium boleh belah dalam senjata nuklear biasanya mengandungi 85% atau lebih ²³⁵U yang juga dikenali sebagai gred senjata namun, untuk senjata ledakan kepekatan serendah 20% mencukupi tetapi memerlukan beratus-ratus kilogram bahan dan tidak praktikal untuk direka. Untuk eksperimen kegentingan, pengayaan melebihi 97% pernah dilakukan.

Bom uranium pertama di dunia, Little Boy telah dijatuhkan oleh Amerika Syarikat di Hiroshima pada 1945, yang menggunakan 64 kilogram uranium 80% diperkaya. Menyaluti teras senjata dengan pemantul neutron boleh mengurangkan jisim genting dengan banyak.

HEU juga digunakan dalam reaktor neutron cepat dimana teras memerlukan 20% atau lebih bahan boleh belah, serta dalam reaktor kapal dimana kepekatan sekurang-kurangnya 50% digunakan tetapi tidak melebihi 90%. Kuantiti signifikan HEU digunakan untuk menghasilkan isotop perubatan, seperti molibdenum-99 untuk menjana teknetium-99m.^[2]

Perang dunia kedua[sunting | sunting sumber]

Semasa Projek Manhattan, uranium diperkaya diberi kod nama oralloy, versi singkat aloi Oak Ridge , setelah lokasi loji di mana uranium diperkaya. Istilah oralloy kadangkala masih digunakan untuk merujuk uranium diperkaya. Terdapat sekitar 2,000 tan (t, Mg) uranium diperkaya sangat tinggi di dunia,^[3] dikeluarkan kebanyakannya untuk kuasa nuklear, senjata nuklear, pendorongan marin, dan kuantiti kecil untuk reaktor penyelidikan.

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

^ OECD Nuclear Energy Agency (2003). Nuclear Energy Today. OECD Publishing. m/s. 25. ISBN 9789264103283.
^ Frank N. Von Hippel; Laura H. Kahn (December 2006). "Feasibility of Eliminating the Use of Highly Enriched Uranium in the Production of Medical Radioisotopes". Science & Global Security. 14 (2 & 3): 151–162. Bibcode:2006S&GS...14..151V. doi:10.1080/08929880600993071. S2CID 122507063.
^ Thomas B. Cochran (Natural Resources Defense Council) (12 Jun 1997). "Safeguarding Nuclear Weapon-Usable Materials in Russia" (PDF). Proceedings of international forum on illegal nuclear traffic. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 22 Julai 2012. Unknown parameter |deadurl= ignored (bantuan)

Pautan luar[sunting | sunting sumber]

Annotated bibliography on enriched uranium from the Alsos Digital Library for Nuclear Issues Diarkibkan 2009-05-31 di Wayback Machine
Silex Systems Ltd
Uranium Enrichment, World Nuclear Association
Overview and history of U.S. HEU production
News Resource on Uranium Enrichment
Nuclear Chemistry-Uranium Enrichment
A busy year for SWU (a 2008 review of the commercial enrichment marketplace), Nuclear Engineering International, 1 September 2008
Uranium Enrichment and Nuclear Weapon Proliferation, by Allan S. Krass, Peter Boskma, Boelie Elzen and Wim A. Smit, 296 pp., published for SIPRI by Taylor and Francis Ltd, London, 1983
Poliakoff, Martyn (2009). "How do you enrich Uranium?". The Periodic Table of Videos. University of Nottingham.
Gilinsky, V.; Hoehn, W. (December 1969). "The Military Significance of Small Uranium Enrichment Facilities Fed with Low-Enrichment Uranium (Redacted)". Defense Technical Information Center. RAND Corporation.

[1] OECD Nuclear Energy Agency (2003). Nuclear Energy Today. OECD Publishing. m/s. 25. ISBN 9789264103283.

[2] Frank N. Von Hippel; Laura H. Kahn (December 2006). "Feasibility of Eliminating the Use of Highly Enriched Uranium in the Production of Medical Radioisotopes". Science & Global Security. 14 (2 & 3): 151–162. Bibcode:2006S&GS...14..151V. doi:10.1080/08929880600993071. S2CID 122507063.

[3] Thomas B. Cochran (Natural Resources Defense Council) (12 Jun 1997). "Safeguarding Nuclear Weapon-Usable Materials in Russia" (PDF). Proceedings of international forum on illegal nuclear traffic. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 22 Julai 2012. Unknown parameter |deadurl= ignored (bantuan)

[1]

[2]

[3]