Pengertian Uranium, Karakteristik, Sifat, dan Kegunaannya dalam Kehidupan

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), uranium adalah unsur kimia radioaktif yang memiliki nomor atom 92 dan dilambangkan dengan simbol U. Unsur ini berupa logam berat berwarna putih keperakan yang terutama dikenal sebagai sumber energi nuklir. Definisi ini memberikan gambaran dasar tentang karakteristik fisik dan penggunaan utama uranium.

Dikutip dari laman Britannica, uranium adalah unsur kimia radioaktif yang termasuk dalam seri aktinida pada tabel periodik. Sebagai unsur terberat yang ditemukan secara alami di bumi dalam jumlah signifikan, uranium secara alami terdiri dari campuran tiga isotop: uranium-238 (99,27%), uranium-235 (0,72%), dan uranium-234 (0,0054%).

Unsur ini pertama kali ditemukan oleh kimiawan Jerman Martin Heinrich Klaproth pada tahun 1789 dalam mineral pitchblende, dan kemudian berhasil diisolasi sebagai logam murni oleh Eugene-Melchior Peligot pada tahun 1841. Nama uranium sendiri diambil dari planet Uranus, yang baru saja ditemukan pada masa itu.

Uranium dapat digunakan dalam teknologi nuklir modern. Uranium-235, satu-satunya isotop yang terjadi secara alami yang dapat membelah dengan neutron termal, menjadikan uranium sebagai bahan kunci dalam pengembangan energi nuklir dan senjata nuklir.

Proses pengayaan uranium digunakan untuk meningkatkan konsentrasi uranium-235 relatif terhadap uranium-238 untuk aplikasi-aplikasi ini. Penjelasan ini tidak hanya mencakup definisi kimiawi uranium, tetapi juga memberikan konteks historis, komposisi isotopik, dan signifikansi teknologisnya dalam dunia kontemporer.

Uranium merupakan elemen metalik dengan penampilan perak keputihan dan struktur kristal yang khas. Sebagai unsur radioaktif, uranium memiliki kemampuan unik untuk menginisiasi dan mempertahankan reaksi fisi nuklir, menjadikannya bahan bakar utama dalam pembangkit listrik tenaga nuklir dan senjata nuklir.

Sifat kimiawinya yang sangat reaktif, terutama terhadap oksigen dan udara, mengharuskan penanganan khusus dalam penyimpanan dan penggunaannya, yakni ketika terekspos udara, permukaan uranium cepat teroksidasi, membentuk lapisan gelap yang dapat melindungi bagian dalamnya dari oksidasi lebih lanjut.

Densitas uranium yang luar biasa tinggi yakni sekitar 19,1 gram per sentimeter kubik pada suhu kamar, membuatnya menjadi salah satu logam terpadat yang dikenal, hampir dua kali lebih padat dari timbal. Karakteristik ini tidak hanya memberikan uranium sifat mekanik yang unik, tetapi juga membuatnya berguna dalam aplikasi non-nuklir seperti perisai radiasi dan peluru armor-piercing. Kemampuan uranium untuk membentuk berbagai senyawa kimia kompleks sangat penting dalam siklus bahan bakar nuklir, dari proses pengayaan hingga pengolahan ulang bahan bakar bekas.

Selain itu, uranium memiliki beberapa isotop alami, dengan uranium-238 sebagai yang paling melimpah (99,27% dari uranium alami) dan uranium-235 (0,72%) sebagai isotop yang dapat membelah yang digunakan dalam reaktor nuklir. Proses pengayaan uranium bertujuan untuk meningkatkan persentase U-235 relatif terhadap U-238, biasanya hingga 3-5% untuk bahan bakar reaktor atau lebih tinggi untuk aplikasi militer.

1. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Pemanfaatan uranium yang paling signifikan adalah sebagai bahan bakar dalam pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN). PLTN merupakan fasilitas yang memanfaatkan reaksi fisi nuklir terkendali untuk menghasilkan energi termal yang kemudian dikonversi menjadi listrik.

Dalam proses ini, isotop uranium-235 dipanaskan dan dibombardir dengan neutron, menyebabkan pembelahan inti atom yang menghasilkan sejumlah besar neutron tambahan, memicu reaksi berantai yang melepaskan energi panas secara masif.

Panas yang dihasilkan digunakan untuk mengubah air menjadi uap bertekanan tinggi, yang kemudian menggerakkan turbin generator untuk memproduksi listrik. PLTN mampu menghasilkan energi dalam jumlah besar dengan emisi karbon yang relatif rendah dibandingkan pembangkit listrik berbahan bakar fosil.

2. Persenjataan Militer

Senjata paling destruktif dalam arsenal militer modern adalah bom nuklir, yang menggunakan uranium sebagai komponen kritis. Senjata ini memanfaatkan sifat radioaktif dan fisi isotop U-235 yang telah diperkaya hingga tingkat tertentu.

Ketika mencapai masa kritis, U-235 memicu reaksi fisi berantai yang tidak terkendali, melepaskan energi luar biasa dalam bentuk ledakan nuklir. Efek dari senjata nuklir tidak hanya mencakup daya hancur yang masif, tetapi juga radiasi mematikan dan dampak lingkungan jangka panjang yang sangat merugikan bagi seluruh ekosistem.

3. Alat Medis

Meskipun uranium tidak digunakan secara langsung dalam prosedur medis, produk peluruhannya memiliki aplikasi penting dalam bidang kesehatan. Isotop-isotop hasil peluruhan uranium dimanfaatkan dalam berbagai prosedur diagnostik dan terapeutik.

Contoh signifikan adalah radium-223, yang digunakan dalam pengobatan kanker tulang metastatik, khususnya yang berasal dari kanker prostat. Dalam bidang diagnostik, isotop turunan uranium berperan penting dalam teknik pencitraan canggih seperti Positron Emission Tomography (PET) dan pemindaian gamma, memungkinkan visualisasi detail struktur dan fungsi tubuh internal. Pemanfaatan ini menunjukkan bagaimana bahan radioaktif, jika dikelola dengan tepat, dapat memberikan manfaat besar dalam perawatan kesehatan modern.