Jelaskan Senjata nuklir dari Plutonium-240

Kehadiran tak terelakkan dari beberapa 240Pu dalam inti hulu ledak nuklir berbasis plutonium akan memperumit desainnya, dan 239Pu murni dianggap optimal. Ini karena beberapa alasan:

240Pu memiliki tingkat fisi spontan yang tinggi. Sebuah neutron tersesat tunggal yang muncul saat inti sedang superkritis akan menyebabkannya meledak dengan segera, bahkan sebelum dihancurkan ke konfigurasi optimal. Kehadiran 240Pu akan menyebabkan kegagalan secara acak, dengan hasil ledakan jauh di bawah hasil potensial.

Isotop selain 239Pu melepaskan lebih banyak radiasi secara signifikan, yang memperumit penanganannya bagi para pekerja.

Isotop selain 239Pu menghasilkan lebih banyak panas peluruhan, yang dapat menyebabkan distorsi perubahan fase pada inti presisi jika dibiarkan menumpuk.

Masalah fisi spontan dipelajari secara ekstensif oleh para ilmuwan Proyek Manhattan selama Perang Dunia II. Hal ini memblokir penggunaan plutonium dalam senjata nuklir jenis bedil di mana perakitan bahan fisil ke dalam konfigurasi massa superkritis yang optimal dapat memakan waktu hingga satu milidetik untuk diselesaikan, dan membuat mereka perlu untuk mengembangkan senjata jenis ledakan di mana perakitan terjadi dalam beberapa mikrodetik. Bahkan dengan desain ini, diperkirakan sebelum pengujian Trinity bahwa pengotor 240Pu akan menyebabkan kemungkinan 12% ledakan gagal mencapai hasil maksimumnya.

Peminimalan jumlah 240Pu, seperti pada plutonium jenis senjata (kurang dari 7% 240Pu) dicapai dengan memproses ulang bahan bakar setelah hanya 90 hari penggunaan. Siklus bahan bakar yang cepat seperti itu sangat tidak praktis untuk reaktor daya sipil dan biasanya hanya dilakukan dengan reaktor produksi plutonium senjata khusus. Plutonium dari bahan bakar reaktor tenaga sipil bekas biasanya memiliki kandungan 239Pu di bawah 70% dan 240Pu sekitar 26%, sisanya terdiri dari isotop plutonium lain, sehingga lebih sulit digunakan untuk pembuatan senjata nuklir. Bagaimanapun, untuk desain senjata nuklir yang diperkenalkan setelah tahun 1940-an, ada perdebatan yang cukup besar mengenai sejauh mana 240Pu menjadi penghalang bagi konstruksi senjata.