Плутоний-242

Изотоп плутония

Плутоний-242 ( ²⁴² Pu или Pu-242 ) — один из изотопов плутония , второй по продолжительности жизни, с периодом полураспада 375 000 лет. Период полураспада ²⁴² Pu примерно в 15 раз больше, чем у ²³⁹ Pu; таким образом, он составляет одну пятнадцатую часть радиоактивности и не является одним из крупнейших источников радиоактивности ядерных отходов .Гамма- излучение ²⁴² Pu также слабее, чем у других изотопов. ^[6]

Он не делится (но делится быстрыми нейтронами ) , и его сечение захвата нейтронов также невелико.

В ядерном топливном цикле

Трансмутационный поток в LWR

Плутоний-242 производится последовательным захватом нейтронов на ²³⁹ Pu , ²⁴⁰ Pu и ²⁴¹ Pu . Изотопы нечетной массы ²³⁹ Pu и ^{241 Pu имеют вероятность} деления при захвате теплового нейтрона примерно 3/4 и вероятность сохранить нейтрон и стать следующим изотопом примерно 1/4. Доля ²⁴² Pu мала при малом выгорании , но возрастает нелинейно.

Плутоний-242 имеет особенно низкое сечение захвата тепловых нейтронов ; и требуется три поглощения нейтрона, чтобы стать еще одним делящимся изотопом ( кюрий -245 или плутоний-241), а затем еще один нейтрон, чтобы подвергнуться делению . Даже в этом случае есть шанс, что любой из этих двух делящихся изотопов поглотит четвертый нейтрон вместо деления, превратившись в кюрий-246 (на пути к еще более тяжелым актинидам , таким как калифорний , который является излучателем нейтронов в результате спонтанного деления и с ним трудно обращаться). или снова становится ²⁴² Pu, поэтому среднее количество нейтронов, поглощенных до деления, даже превышает 4. Таким образом, ²⁴² Pu особенно не подходит для переработки в тепловом реакторе , и его лучше использовать в быстром реакторе , где его можно расщепить напрямую. Однако низкое поперечное сечение ²⁴² Pu означает, что относительно небольшое его количество будет трансмутировано за один цикл в термическом реакторе.

Разлагаться

Плутоний-242 в основном распадается на уран-238 посредством альфа-распада , прежде чем продолжить путь по урановому ряду . Плутоний-242 распадается путем спонтанного деления примерно в 5,5 × 10 ^-4 % случаев ^[7] .

Рекомендации

1. Плюс радий (элемент 88). Хотя на самом деле это субактинид, 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.
2. В частности, в результате деления урана-235 тепловыми нейтронами , например, в типичном ядерном реакторе .
3. 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] ]."
4. Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до « моря нестабильности ».
5. 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.
6. «РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОТОПА ПЛУТОНИЯ ИЗВЕСТНЫХ ОБРАЗЦОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОДА АНАЛИЗА ГАММА-СПЕКТРОСКОПИИ SNAP И ПРОЦЕДУРЫ ПОДГОТОВКИ СПЕКТРА РОБВИНА» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 августа 2017 г. Проверено 15 марта 2013 г.
7. Таблица всех ядер, включая период полураспада и характер распада.