Плутоній-239

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Плутоній-239
Plutonium ring.jpg

Кільце чистого, електрорафінованого
збройного плутонію (99,96%)

Загальні відомості
Назва, символ Плутоній-239,239Pu
Нейтронів 145
Протонів 94
Властивості ізотопу
Період напіврозпаду 2,411(3)×104[1] років
Батьківські ізотопи 239Np (β)
239Am (ε)
243Cm (α)
Продукти розпаду 235U
Атомна маса 239,0521634(20)[2] а.о.м
Спін 1/2+[1]
Дефект маси 48 589,9(18)[2] кеВ
Канал розпаду Енергія розпаду
α-розпад 5,24451(21)[2] МеВ
SF

Плуто́ній-239 — радіоактивний нуклід хімічного елемента плутонію з масовим числом 239. Іноді його відносять до радіоактивного сімейства 4n+3, так званого ряду актинію (хоча, як правило, вважають, що цей ряд починається з природного урану-235, який і утворюється при розпаді практично неіснуючого в природі плутонію-239). Відкритий в 1941 році Гленном Сіборгом, Дж. Кеннеді, Артуром Валем[ru] та Еміліо Сегре[3].

В природі зустрічається в надзвичайно малих кількостях в уранових рудах. Радіогенний плутоній-239 утворюється з урану-238 при захопленні нейтронів, які виникають при спонтанному поділі урану (235U і 238U) та в результаті реакцій (α, n) на легких елементах, які входять до складу руд[4]; ще одним джерелом нейтронів є космічне випромінювання[5].

Активність одного грама цього нукліду становить приблизно 2,3 ГБк.

Утворення та розпад[ред. | ред. код]

Плутоній-239 утворюється в результаті таких розпадів:

  • K-захоплення, здійснюване нуклідом 239Am (період напіврозпаду становить 11,9(1)[1] годин):
  • α-розпад нукліду 243Cm (період напіврозпаду становить 29,1(1)[1] років):

Розпад плутонію-239 відбувається в таких напрямах:

енергія випромінюваних α-частинок:
5 105,5 кеВ (в 11,94 % випадків);
5 144,3 кеВ (в 17,11 % випадків);
5 156,59 кеВ (в 70,77 % випадків)[6].

Отримання[ред. | ред. код]

Плутоній-239 утворюється в будь-якому ядерному реакторі, який працює на природному або слабозбагаченому урані, що містить, в основному, ізотоп 238U, при захопленні ним надлишкових нейтронів. При цьому відбуваються такі ядерні реакції:

.

Для промислового виділення плутонію-239 з опроміненого ядерного палива використовують пюрекс-процес[ru][5].

Ізомери[ред. | ред. код]

Відомий єдиний ізомер 239Pum з такими характеристиками[1]:

  • Надлишок маси: 48 981,5(18) кеВ
  • Енергія збудження: 391,584(3) кеВ
  • Період напіврозпаду: 193(4) нc
  • Спін та парність ядра: 7/2

Розпад ізомерного стану здійснюється шляхом ізомерного переходу в основний стан.[1].

Використання[ред. | ред. код]

Плутоній-239 використовують[5]:

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. а б в г д е ж и к G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics A 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (англ.)
  2. а б в г G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.. Nuclear Physics A 729: 337—676. Bibcode:2003NuPhA.729..337A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. (англ.)
  3. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. — М. : Высшая Школа, 1991. — С. 407.(рос.)
  4. Милюкова М. С., Гусев Н. И., Сентюрин И. Г., Скляренко И. С. Аналитическая химия плутония. — М. : «Наука», 1965. — С. 12. — (Аналитическая химия элементов) — 3 400 прим.(рос.)
  5. а б в Редкол.:Кнунянц И.Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 580-582. — 50 000 прим. — ISBN 5—85270—039—8.(рос.)
  6. Властивості 239Pu на сайті МАГАТЕ (IAEA, International Atomic Energy Agency)
  7. E. D. Clayton, ANOMALIES OF NUCLEAR CRITICALITY, REVISION 6 // Pacific Northwest Laboratory, February 2010. page 79. «N. THE CRITICALITY OF 239Pu-240Pu METAL MIXTURES»: «The critical mass for 239Pu metal is given as 5.2 and 10 kg for water-reflected and bare spheres, respectively.»(англ.)