Courtesy of InterestingEngineering

Mengungkap Rahasia Delta-Plutonium yang Menyusut Saat Dipanaskan

Artikel ini bertujuan menjelaskan perilaku termal unik delta-plutonium yang menyusut saat suhu naik dengan mengembangkan model energi bebas yang menggabungkan efek fluktuasi magnetik, memberikan pemahaman lebih dalam tentang sifat kompleks plutonium dan potensinya untuk aplikasi masa depan.

11 Agt 2025, 02.24 WIB

14 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Delta-plutonium menunjukkan perilaku yang tidak biasa dengan menyusut pada suhu tinggi.
Model energi bebas yang baru mengintegrasikan fluktuasi magnetik untuk memahami sifat plutonium.
Penelitian ini dapat meningkatkan prediksi perilaku plutonium dalam aplikasi dunia nyata.

California, Amerika Serikat - Sebagian besar bahan mengembang ketika dipanaskan karena atom-atom di dalamnya bergerak lebih aktif dan menjauh. Namun, delta-plutonium menunjukan perilaku aneh yang berbeda: saat suhu naik di atas suhu kamar, bahan ini justru menyusut daripada mengembang. Fenomena ini telah membingungkan para ilmuwan selama bertahun-tahun.

Peneliti di Lawrence Livermore National Laboratory di California berhasil mengembangkan model matematis yang bisa menjelaskan fenomena tersebut. Model ini didasarkan pada perhitungan energi bebas, yang merupakan ukuran energi yang berguna dalam suatu sistem. Banyak faktor kompleks seperti magnetisme dan elektron diperhitungkan untuk mendapatkan hasil yang akurat.

Plutonium memiliki struktur elektronik yang sangat rumit karena efek relativitas, magnetisme, dan susunan kristal yang saling mempengaruhi. Model tersebut mengikutkan fluktuasi magnetik yang berubah dengan suhu, yang sebelumnya belum pernah dimasukkan. Dengan pendekatan ini, model sukses mereproduksi bagaimana delta-plutonium menyusut saat hangat.

Pendekatan ini tidak hanya memberikan pemahaman yang lebih baik tentang plutonium, tetapi juga membuka peluang untuk mempelajari bahan lain seperti besi dan aloi besi yang sifat magnetiknya berubah-ubah seiring suhu. Hal ini penting terutama di bidang geofisika dan teknologi material.

Peneliti berencana mengembangkan model ini lebih jauh dengan memasukkan pengaruh dari mikrostruktur, cacat, dan ketidaksempurnaan yang alami dalam contoh plutonium yang nyata. Dengan memahami hal ini, prediksi perilaku plutonium dalam berbagai kondisi akan semakin tepat dan dapat meningkatkan keamanan serta efisiensi penggunaannya.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/new-magnetic-model-explains-delta-plutonium-shrinkage

Analisis Kami

"Pendekatan menggabungkan fluktuasi magnetik suhu-dinamis benar-benar revolusioner dalam studi materi kompleks seperti plutonium yang sulit dipahami. Ini membuka peluang besar tidak hanya untuk pengembangan plutonium tapi juga material magnetik lain yang aplikasinya luas, terutama dalam ilmu material dan teknologi nuklir."

Analisis Ahli

Per Söderlind

"Inklusi efek magnetik yang berubah-ubah dengan suhu dalam model energi bebas memberikan terobosan penting dalam memahami perilaku plutonium yang sebelumnya tak bisa dijelaskan."

Prediksi Kami

Model ini akan dikembangkan lebih lanjut untuk mencakup struktur mikro dan cacat dalam plutonium nyata, yang akan meningkatkan akurasi prediksi perilaku plutonium dalam berbagai kondisi lingkungan dan memperbaiki desain material serta keamanan penanganannya.