Plutonium-239

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 12. elokuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Plutonium-239

Nimi, symboli

Plutonium-239, 239 Pu

Neutronit

145

Nuklidin ominaisuudet

Atomimassa

239.0521634(20) [1] a. syödä.

massavika

48 589.9(18) [1] k eV

Spesifinen sitoutumisenergia (nukleonia kohti)

7 560.311(8) [1] keV

Puolikas elämä

2.411(3)⋅10 4 [2] vuotta

Hajoamistuotteet

235 U

Vanhemmat isotoopit

239 Np ( β − )
239 Am ( ε )
243 cm ( α )

Ytimen spin ja pariteetti

1/2 + [2]

Decay kanava	Hajoavaa energiaa
α-hajoaminen	5.24451(21) [ 1] MeV
SF

Nukliditaulukko

Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Plutonium-239 ( eng. plutonium-239 ) on kemiallisen alkuaineen plutonium radioaktiivinen nuklidi , jonka atominumero on 94 ja massanumero 239. Joskus sen katsotaan kuuluvan radioaktiiviseen perheeseen 4n + 3 , jota kutsutaan aktinium-sarjaksi (vaikka tämä on sarjan katsotaan yleensä alkavan luonnonuraani-235:stä, jota esiintyy luonnossa käytännössä puuttuvan plutonium-239:n hajoamisen aikana). Sen löysivät vuonna 1941 Glen Seaborg , J. Kennedy, Arthur Wahl ja E. Segre [3] .

Sitä esiintyy luonnossa erittäin pieninä määrinä uraanimalmeissa . Radiogeenista plutonium-239:ää muodostuu uraani-238 :sta siepattaessa neutroneja, jotka syntyvät uraanin spontaanista fissiosta ( 235 U ja 238 U) ja reaktioiden (α, n) seurauksena malmeja muodostavissa kevyissä alkuaineissa [4] ; toinen neutronien lähde on kosminen säteily [5] .

Yhden gramman tätä nuklidia aktiivisuus on noin 2,3 GBq .

Muodostuminen ja hajoaminen

Plutonium-239 muodostuu seuraavien hajoamisten seurauksena:

β − -nuklidin 239 Np hajoaminen (puoliintumisaika on 2,356(3) [2] päivää):

\mathrm {^{239}_{93}Np} \rightarrow \mathrm {^{239}_{94}Pu} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};

e-kaappaus nuklidilla 239 Am (puoliintumisaika on 11,9 (1) [2] h):

\mathrm {^{239}_{95}Am} +e^{-}\rightarrow \mathrm {^{239}_{94}Pu} +{\bar {\nu }}_{e};

Nuklidin α-hajoaminen 243 cm (puoliintumisaika on 29,1 (1) [2] vuotta):

\mathrm {^{243}_{96}Cm} \rightarrow \mathrm {^{239}_{94}Pu} +\mathrm {^{4}_{2}Hän} .

Plutonium-239 hajoaminen tapahtuu seuraavilla tavoilla:

α-hajoaminen 235 U :ssa (todennäköisyys 100 % [2] , vaimennusenergia 5 244,51(21) keV [1] ):

\mathrm {^{239}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm {^{235}_{92}U} +\mathrm {^{4}_{2}Hän} ;

emittoivien α-hiukkasten energia

5 105,5 keV (11,94 %:ssa tapauksista); 5 144,3 keV (17,11 %:ssa tapauksista); 5 156,59 keV (70,77 %:ssa tapauksista) [6] .

Spontaani fissio (todennäköisyys 3.1(6)⋅10 −10 %) [2] ;

Haetaan

Plutonium-239 muodostuu missä tahansa ydinreaktorissa, joka toimii luonnon- tai vähän rikastetulla uraanilla ja sisältää pääasiassa 238 U :n isotoopin , kun se vangitsee ylimääräisiä neutroneja. Tässä tapauksessa tapahtuu seuraavat ydinreaktiot:

$\mathrm {\hbox{n)) +{{}^{2}{}_{92}^{38}U}\rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{92}^{39} U} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{93}^{39}Np} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$

$\mathrm {{}^{2}{}_{93}^{39}Np} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{94}^{39}Pu} +e^{-} +{\bar {\nu ))_{e}$ .

Plutonium-239:n teolliseen erottamiseen säteilytetystä ydinpolttoaineesta käytetään Purex-prosessia [5] .

Isomeerit

Ainoa tunnettu isomeeri 239m Pujolla on seuraavat ominaisuudet [2] :

Ylimääräinen massa: 48981,5(18) keV
Herätysenergia: 391,584(3) keV
Puoliintumisaika: 193(4) ns
Ytimen spin ja pariteetti: 7/2 −

Isomeerisen tilan hajoaminen tapahtuu isomeerisiirtymällä perustilaan . [2] .

Sovellus

Plutonium-239:ää käytetään [5] :

ydinpolttoaineena lämpö- ja erityisesti nopeiden neutronien ydinreaktoreissa ; _
ydinaseiden valmistuksessa ( paljaan metallisen 239 Pupallon kriittinen massa on noin 10 kg, vesiheijastimessa olevan pallon kriittinen massa noin 5,2 kg [7] );
käytetään lähtöaineena transplutoniumelementtien valmistuksessa .

Katso myös

Muistiinpanot

↑ 1 2 3 4 5 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. AME2003-atomimassan arviointi (II). Taulukot, kaaviot ja viitteet (englanniksi) // Ydinfysiikka A . - 2003. - Voi. 729 . - s. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-arvio ydin- ja hajoamisominaisuuksista // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
↑ Volkov V.A. , Vonsky E.V., Kuznetsova G.I. Maailman huippukemistit . - M . : Higher School, 1991. - S. 407 . — 656 s.
↑ Milyukova M.S., Gusev N.I., Sentyurin I.G., Sklyarenko I.S. Plutoniumin analyyttinen kemia. - M . : "Nauka", 1965. - S. 12. - 454 s. — (Alkuaineiden analyyttinen kemia). - 3400 kappaletta.
↑ 1 2 3 Pääkirjoitus: Knunyants I.L. (Päätoim.). Kemiallinen tietosanakirja: 5 osassa - M .: Bolshaya Rossiiskaya entsiklopediya, 1992. - T. 3. - S. 580-582. — 639 s. – 50 000 kappaletta. - ISBN 5-85270-039-8.
↑ 239 Pu:n ominaisuudet IAEA:n verkkosivuilla (Kansainvälinen atomienergiajärjestö) (linkki ei saavutettavissa)
↑ ED Clayton, ANOMALIES OF NUCLEAR CRITICALITY, TARKISTUS 6 Arkistoitu 24. syyskuuta 2015 Wayback Machinessa // Pacific Northwest Laboratory, helmikuu 2010. sivu 79. "N. 239Pu-240Pu-METALLISEOSTEN KRIITTISUUS": "239Pu-metallin kriittinen massa on annettu 5,2 ja 10 kg vettä heijastaville ja paljaille palloille."

Linkit

Savunilmaisin "RID-1". Radioaktiivinen savunilmaisin. Plutonium-239 arkistoitu 20. tammikuuta 2020 Wayback Machinessa (video)