Uranium yang diperkaya

Halaman ini tentang zat terproduski oleh proses pengayaan. Untuk proses itu lihat halaman pengayaan uranium.

Uranium yang diperkaya adalah jenis uranium dengan persentase komposisi uranium-235 yang telah ditingkatkan melalui proses pemisahan isotop. Uranium alam adalah 99,284% 238U isotop, dengan 235U yang hanya sekitar 0,711% dari massanya. 235U adalah satu-satunya nuklida yang ada di alam (dalam jumlah berapapun) yaitu fisil dengan neutron thermal.

Uranium yang diperkaya merupakan komponen penting untuk pembangkit tenaga nuklir bagi warga sipil dan sebagai senjata nuklir bagi militer. Badan Tenaga Atom Internasional berupaya memantau dan mengendalikan suplai dan proses uranium yang diperkaya dalam upayanya untuk memastikan keselamatan pembangkit tenaga nuklir dan mengekang proliferasi nuklir.

Selama Proyek Manhattan uranium yang diperkaya diberi nama kode oralloy, versi singkat dari Oak Ridge alloy, diambil dari nama lokasi pabrik tempat uranium diperkaya. Istilah oralloy kadang-kadang masih digunakan untuk merujuk kepada uranium yang diperkaya. Saat ini ada sekitar 2.000 ton (t, Mg) lebih uranium yang sangat diperkaya di dunia, sebagian besar diproduksi untuk tenaga nuklir, senjata nuklir, propulsi kelautan nuklir, dan untuk reaktor penelitian dengan jumlah yang lebih kecil.

238U yang tersisa dikenal sebagai uranium terdeplesi (DU), dan dianggap mengandung radioaktif yang lebih sedikit dibandingkan dengan uranium alam, meskipun masih amat padat dan sangat berbahaya dalam bentuk butiran-butiran seperti itu – yang merupakan produk sampingan alami yang membuatnya berguna untuk senjata penetrasi-perisai kendaraan dan perlindungan radiasi. Saat ini, 95% uranium terdeplesi yang ada di dunia disimpan di tempat yang aman.

Nilai grade

Slightly Enriched Uranium 

Slightly enriched uranium (SEU) memiliki konsentrasi 235U 0,9% sampai 2%. Kelas baru ini dapat menggantikan uranium alami (NU) dalam beberapa reaktor air berat seperti CANDU. Bahan bakar yang dirancang dangan SEU bisa memberikan manfaat tambahan berupa perbaikan keamanan atau fleksibilitas operasional, biasanya manfaat dipertimbangkan di area aman sementara tetap mempertahankan sampul operasional. Perbaikan keamanan bisa menurunkan umpan balik reaktivitas positif seperti koefisien kebatalan reaktivitas. Perbaikan operasional akan terdiri dalam meningkatkan pembakaran bahan bakar yang memungkinkan pengurangan biaya bahan bakar karena lebih sedikit uranium dan bundel yang diperlukan untuk bahan bakar reaktor. Hal ini pada gilirannya mengurangi jumlah bahan bakar yang digunakan dan biaya manajemen berikutnya.

Reprocessed Uranium 

Reprocessed uranium (RepU) adalah produk siklus bahan bakar nuklir yang melibatkan proses daur ulang terhadap bahan bakar bekas. RepU yang pulih dari bahan bakar bekas reaktor air ringan (LWR) biasanya mengandung sedikit lebih banyak U-235 dari uranium alami, dan karena itu dapat digunakan untuk bahan bakar reaktor yang lazim menggunakan uranium alami sebagai bahan bakar, seperti reaktor CANDU. RepU juga berisi isotop uranium-236 yang tidak diinginkan yang ditangkap neutron, membuang-buang neutron (dan membutuhkan pengayaan U-235 yang lebih tinggi) dan menciptakan neptunium-237 yang akan menjadi salah satu radionuclides yang lebih dapat bergerak bebas dan mengganggu repositori geologi pembuangan limbah nuklir.

Low Enriched Uranium 

Low enriched uranium (LEU) memiliki konsentrasi 235U lebih rendah dari 20%. Untuk digunakan dalam reaktor air ringan (LWR) komersial, reaktor listrik paling lazim di dunia, uranium diperkaya 3% sampai 5% 235U. LEU segar yang digunakan di reaktor penelitian biasanya diperkaya 12% sampai 19,75% 235U, konsentrasi kedua yang digunakan untuk menggantikan bahan bakar HEU ketika mengkonversi LEU.

Highly Enriched Uranium 

Highly enriched uranium (HEU) memiliki konsentrasi 235U atau 233U lebih dari 20%. Fisi uranium di senjata nuklir primer biasanya berisi 85% atau lebih 235U yang dikenal sebagai weapon(s)-grade, meskipun secara teoretis untuk desain implosi, minimal 20% bisa (disebut weapon(s)-usable) walaupun hal itu akan memerlukan ratusan kilogram bahan dan ''tidak akan praktis untuk desain''; pengayaan lebih rendah mungkin secara hipotesis, tetapi sebagai pengayaan persentase pengurangan massa kritis untuk moderator neutron cepat meningkat, dengan misalnya, massa tak terbatas 5,4% 235U diperlukan. Untuk percobaan kritis, pengayaan uranium lebih dari 97% telah dicapai.

Bom atom pertama Little Boy dijatuhkan oleh Amerika Serikat di Hiroshima pada tahun 1945, menggunakan 64 kilogram uranium yang diperkaya 80%. Membungkus senjata fisil utama dalam sebuah reflektor neutron (yang merupakan standar pada semua bahan peledak nuklir) dapat secara dramatis mengurangi massa kritis. Karena inti dikelilingi oleh sebuah reflektor neutron yang baik, ledakan itu terdiri dari hampir 2,5 kali massa kritis. Reflektor neutron, mengompresi inti fisi melalui ledakan, peningkatan fisi dan tamping, yang memperlambat perluasan inti fisi dengan inersia, memungkinkan desain senjata nuklir menggunakan kurang dari apa yang akan menjadi massa kritis satu bola dalam kepadatan normal. Kehadiran terlalu banyak isotop 235U menghambat pelarian reaksi nuklir berantai yang bertanggung jawab atas kekuatan senjata.

Lihat pula 
 Bahan fisil
 Yellowcake
 Bahan bakar nuklir
 Bahan bakar nuklir bekas
 Uranium dioksida
 Pemisahan isotop
 Isotop uranium

Referensi 

Uranium
Pemisahan isotop
Bahan bakar nuklir
Bahan nuklir
Desain senjata nuklir
Teknologi nuklir
Bahan fisil