Плутоний-242

Плутоний-242, ²⁴² Pu
Общий
Символ	²⁴² Pu
Имена	плутоний-242, Pu-242
Протоны	94
Нейтронов	148
Данные о нуклидах
Период полураспада	375000 лет
Продукты распада	U
Изотопная масса	242,059 ед.
Режимы распада
Режим распада	Энергия распада ( МэВ )
Изотопы плутония Полная таблица нуклидов

Актиниды и продукты деления по периоду полураспада v т е
Актиниды ^[1] по цепочке распада				Период полураспада ( а )	Продукты деления из ²³⁵ U по выходу ^[2]
4 п	4 п +1	4 п +2	4 п +3		Продукты деления из ²³⁵ U по выходу ^[2]
4 п	4 п +1	4 п +2	4 п +3			4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
²²⁸ Ра^№				4–6 а	†		¹⁵⁵ Eu^þ
²⁴⁴ см^ƒ	²⁴¹ Pu^ƒ	²⁵⁰ кф	²²⁷ Ас^№	10–29 а		⁹⁰ Sr	⁸⁵ кр	^113м кд^þ
²³² U^ƒ		²³⁸ Pu^ƒ	²⁴³ см^ƒ	29–97 а		¹³⁷ Cs	¹⁵¹ см^þ	^{121 м} Sn
²⁴⁸ кн^[3]	²⁴⁹ Cf^ƒ	^242m Am^ƒ		141–351 а	Никакие продукты деления не имеют период полураспада в диапазоне 100–210 тыс. Лет.
	²⁴¹ Am^ƒ		²⁵¹ Cf^ƒ^[4]	430–900 а
		²²⁶ Ra^№	²⁴⁷ Bk	1,3–1,6 тыс. Лет назад
²⁴⁰ Pu	²²⁹ Чт	²⁴⁶ см^ƒ	²⁴³ Am^ƒ	4,7–7,4 тыс. Лет
	²⁴⁵ см^ƒ	²⁵⁰ см		8,3–8,5 тыс. Лет
			²³⁹ Pu^ƒ	24,1 тыс. Лет назад
		²³⁰ Чт^№	²³¹ Па^№	32–76 тыс. Лет назад
²³⁶ Np^ƒ	²³³ U^ƒ	²³⁴ У^№		150–250 тыс. Лет назад	‡	⁹⁹ Tc^₡	¹²⁶ Sn
²⁴⁸ см		²⁴² Pu		327–375 тыс. Лет назад			⁷⁹ Se^₡
				1,53 млн лет		⁹³ Zr
	²³⁷ Np^ƒ			2,1–6,5 млн лет		¹³⁵ Cs^₡	¹⁰⁷ Pd
²³⁶ U			²⁴⁷ см^ƒ	15–24 млн лет			¹²⁹ I^₡
²⁴⁴ Pu				80 млн лет	... не более 15,7 млн лет ^[5]
²³² Чт^№		²³⁸ У^№	²³⁵ U^ƒ№	0,7–14,1 млрд лет	... не более 15,7 млн лет ^[5]
Легенда для верхнего индекса символов ₡ имеет тепловой захват нейтронов поперечного сечение в диапазоне 8-50 барн ƒ делящегося м метастабильного изомер № прежде всего в природе радиоактивных материалов (NORM) þ нейтронных яда (захват тепловых нейтронов поперечного сечения больше , чем 3k барн) † диапазон 4–97 a: Средноживущий продукт деления ‡ более 200 тыс. Лет назад : Долгоживущий продукт деления

Плутоний-242 ( ²⁴² Pu) - один из изотопов плутония , второй по продолжительности жизни, с периодом полураспада 375000 лет. Период полураспада ²⁴² Pu примерно в 15 раз больше, чем у ²³⁹ Pu; следовательно, он составляет одну пятнадцатую радиоактивности и не является одним из основных источников радиоактивности ядерных отходов . Гамма-излучение ²⁴² Pu также слабее, чем у других изотопов. ^[6]

Это не делящийся (хотя это делящийся на быстрых нейтронах ) и его захвата нейтронов сечение также низок.

В ядерном топливном цикле [ править ]

Поток трансмутации в LWR

Плутоний-242 производится путем последовательного захвата нейтронов на 239 Pu , 240 Pu и 241 Pu . Изотопы ²³⁹ Pu и ²⁴¹ Pu с нечетной массой имеют примерно 3/4 шанса подвергнуться делению при захвате теплового нейтрона и примерно 1/4 шанса удержать нейтрон и стать следующим изотопом. Доля ²⁴² Pu мала при низком выгорании, но возрастает нелинейно.

Плутоний-242 имеет особенно низкое поперечное сечение для тепловых нейтронов захвата; и требуется три поглощения нейтрона, чтобы стать другим делящимся изотопом (либо кюрий -245, либо плутоний-241), а затем еще один нейтрон, чтобы подвергнуться делению . Даже тогда есть шанс, что любой из этих двух делящихся изотопов поглотит четвертый нейтрон вместо того, чтобы делиться, превратившись в кюрий-246 (на пути к еще более тяжелым актинидам, таким как калифорний , который является излучателем нейтронов путем спонтанного деления и с которым трудно обращаться) или снова стать ²⁴² Pu; поэтому среднее количество нейтронов, поглощенных до момента деления, даже превышает 4. Следовательно, ²⁴²Pu особенно непригоден для рециркуляции в тепловом реакторе, и его лучше было бы использовать в быстром реакторе, где он может делиться напрямую. Однако низкое поперечное сечение ²⁴² Pu означает, что относительно небольшая его часть будет преобразована в течение одного цикла в тепловом реакторе.

Распад [ править ]

Плутоний-242 в первую очередь распадается на уран-238 в результате альфа-распада , прежде чем продолжить урановый ряд . Плутоний-242 будет иногда распадаться путем спонтанного деления со скоростью 5,5 × 10 ^-4 %. ^[7]

Ссылки [ править ]

^ Плюс радий (элемент 88). Хотя на самом деле он является субактинидом, он непосредственно предшествует актинию (89) и следует за трехэлементным промежутком нестабильности после полония (84), где нет нуклидов с периодом полураспада не менее четырех лет (самый долгоживущий нуклид в промежутке - радон-222 с периодом полураспада менее четырех суток ). Самый долгоживущий изотоп радия, 1600 лет, поэтому заслуживает включения этого элемента в этот список.
^ В частности, отделения U-235 тепловыми нейтронами , например, в типичном ядерном реакторе .
^ Milsted, J .; Фридман, AM; Стивенс, CM (1965). «Альфа-период полураспада берклия-247; новый долгоживущий изомер берклия-248». Ядерная физика . 71 (2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . DOI : 10.1016 / 0029-5582 (65) 90719-4 .
«Изотопные анализы выявили вид с массой 248 в постоянной численности в трех образцах, проанализированных в течение примерно 10 месяцев. Это было приписано изомеру Bk ²⁴⁸ с периодом полураспада более 9 [лет]. Рост Cf не наблюдался. ²⁴⁸ , и нижний предел для β ^- периода полураспада может быть установлен на уровне примерно 10 ⁴ [лет]. Альфа-активность, связанная с новым изомером, не обнаружена; период полураспада альфа, вероятно, превышает 300 [лет] ]. "
^ Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до " моря нестабильности ".
^ Исключая " классически стабильные " нуклиды с периодом полураспада, значительно превышающим²³² Th; например, в то время как^113m Cd имеет период полураспада всего четырнадцать лет, период полураспада¹¹³ Cd составляет почти восемь квадриллионов лет.
^ "РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОТОПИИ ПЛУТОНИЯ ИЗВЕСТНЫХ ОБРАЗЦОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОДА АНАЛИЗА ГАММА-СПЕКТРОСКОПИИ SNAP И ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ СПЕКТРА ROBWIN" (PDF) .
^ Диаграмма всех ядер, которая включает период полураспада и режим распада

[1] Плюс радий (элемент 88). Хотя на самом деле он является субактинидом, он непосредственно предшествует актинию (89) и следует за трехэлементным промежутком нестабильности после полония (84), где нет нуклидов с периодом полураспада не менее четырех лет (самый долгоживущий нуклид в промежутке - радон-222 с периодом полураспада менее четырех суток ). Самый долгоживущий изотоп радия, 1600 лет, поэтому заслуживает включения этого элемента в этот список.

[2] ^ В частности, отделения U-235 тепловыми нейтронами , например, в типичном ядерном реакторе .

[3] Milsted, J .; Фридман, AM; Стивенс, CM (1965). «Альфа-период полураспада берклия-247; новый долгоживущий изомер берклия-248». Ядерная физика . 71 (2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . DOI : 10.1016 / 0029-5582 (65) 90719-4 .
«Изотопные анализы выявили вид с массой 248 в постоянной численности в трех образцах, проанализированных в течение примерно 10 месяцев. Это было приписано изомеру Bk ²⁴⁸ с периодом полураспада более 9 [лет]. Рост Cf не наблюдался. ²⁴⁸ , и нижний предел для β ^- периода полураспада может быть установлен на уровне примерно 10 ⁴ [лет]. Альфа-активность, связанная с новым изомером, не обнаружена; период полураспада альфа, вероятно, превышает 300 [лет] ]. "

[4] Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до " моря нестабильности ".

[5] Исключая " классически стабильные " нуклиды с периодом полураспада, значительно превышающим²³² Th; например, в то время как^113m Cd имеет период полураспада всего четырнадцать лет, период полураспада¹¹³ Cd составляет почти восемь квадриллионов лет.

[6] "РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОТОПИИ ПЛУТОНИЯ ИЗВЕСТНЫХ ОБРАЗЦОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОДА АНАЛИЗА ГАММА-СПЕКТРОСКОПИИ SNAP И ПРОГРАММЫ ПОДГОТОВКИ СПЕКТРА ROBWIN" (PDF) .

[7] Диаграмма всех ядер, которая включает период полураспада и режим распада

[1]