Плутоний-241

Изотоп плутония

Плутоний-241 ( ²⁴¹ Pu или Pu-241 ) — изотоп плутония, образующийся при захвате плутонием-240 нейтрона . Как и некоторые другие изотопы плутония (особенно ²³⁹ Pu), ²⁴¹ Pu делится , с сечением поглощения нейтронов примерно на одну треть больше, чем у ²³⁹ Pu, и аналогичной вероятностью деления при поглощении нейтронов, около 73%. В случае отсутствия деления при захвате нейтронов образуется плутоний-242 . В общем, изотопы с нечетным числом нейтронов с большей вероятностью поглощают нейтрон и с большей вероятностью подвергаются делению при поглощении нейтронов, чем изотопы с четным числом нейтронов.

Распад до америция

Период полураспада ²⁴¹ Pu составляет 14,3 года, что соответствует распаду около 5% ядер ²⁴¹ Pu за годичный период. Чем дольше отработанное ядерное топливо ожидает переработки , тем больше ²⁴¹ Pu распадается на америций-241 , который неделится (хотя и делится быстрыми нейтронами ) и является альфа- излучателем с периодом полураспада 432 года; ²⁴¹ Am вносит основной вклад в радиоактивность ядерных отходов в масштабе сотен или тысяч лет.

Америций имеет более низкую валентность и меньшую электроотрицательность , чем плутоний, нептуний или уран , поэтому в большинстве случаев ядерной переработки Am имеет тенденцию фракционироваться не с U, Np или Pu, а с щелочными продуктами деления : лантанидами , стронцием , цезием , барием , иттрием , и поэтому не перерабатывается в ядерное топливо , если не будут предприняты специальные усилия.

В тепловом реакторе ²⁴¹ Am захватывает нейтрон, превращаясь в америций - 242, который быстро превращается в кюрий -242 (или в 17,3% случаев в ²⁴² Pu) посредством бета-распада . И ²⁴² Cm, и ²⁴² Pu с гораздо меньшей вероятностью поглотят нейтрон и еще менее склонны к делению; однако ²⁴² Cm недолговечен (период полураспада 160 дней) и почти всегда подвергается альфа-распаду до ²³⁸ Pu , а не захватывает другой нейтрон. Короче говоря, ²⁴¹ Am должен поглотить два нейтрона , прежде чем снова стать делящимся изотопом.

Рекомендации

1. "Таблица радионуклеидов Pu-241, Национальная лаборатория Анри Беккереля" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2019 г. Проверено 8 августа 2017 г.
2. Плюс радий (элемент 88). Хотя на самом деле он является субактинидом, он непосредственно предшествует актинию (89) и следует за трехэлементным интервалом нестабильности после полония (84), где ни один нуклид не имеет период полураспада, по крайней мере, четыре года (самый долгоживущий нуклид в пробеле - радон-222 с периодом полураспада менее четырех суток ). Таким образом, самый долгоживущий изотоп радия, имеющий возраст 1600 лет, заслуживает включения этого элемента в этот список.
3. В частности, в результате деления урана-235 тепловыми нейтронами , например, в типичном ядерном реакторе .
4. Милстед, Дж.; Фридман, AM; Стивенс, CM (1965). «Альфа-период полураспада берклия-247; новый долгоживущий изомер берклия-248». Ядерная физика . 71 (2): 299. Бибкод : 1965NucPh..71..299M. дои : 10.1016/0029-5582(65)90719-4.
   «Изотопный анализ выявил вид с массой 248 в постоянном количестве в трех образцах, анализированных в течение периода около 10 месяцев. Это было приписано изомеру Bk ²⁴⁸ с периодом полураспада более 9 [лет]. Никакого роста Cf ²⁴⁸ , а нижний предел периода полураспада β- ^можно установить примерно на уровне 10 ⁴ [лет]. Никакой альфа-активности, приписываемой новому изомеру, обнаружено не было; период полураспада альфа, вероятно, превышает 300 [лет] ]."
5. Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до « моря нестабильности ».
6. За исключением « классически стабильных » нуклидов с периодом полураспада, значительно превышающим ²³² Th; например, период полураспада ^{113m Cd составляет всего четырнадцать лет, а период полураспада 113} Cd составляет почти восемь квадриллионов лет.