El plutonio-242 ( 242 Pu) es uno de los isótopos del plutonio , el segundo más longevo, con una vida media de 375.000 años. La vida media del 242 Pu es aproximadamente 15 veces más larga que la del 239 Pu; por lo tanto, es un decimoquinto como radiactivo y no es uno de los mayores contribuyentes a la radiactividad de los desechos nucleares . Las emisiones de rayos gamma de 242 Pu también son más débiles que las de los otros isótopos. [6]
General | |
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Símbolo | 242 Pu |
Nombres | plutonio-242, Pu-242 |
Protones | 94 |
Neutrones | 148 |
Datos de nucleidos | |
Media vida | 375.000 años |
Productos de descomposición | U |
Masa de isótopos | 242.059 u |
Modos de decaimiento | |
Modo de decaimiento | Energía de desintegración ( MeV ) |
Isótopos de plutonio Tabla completa de nucleidos |
Actínidos y productos de fisión por vida media | ||||||||
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Actínidos [1] por cadena de desintegración | Rango de vida media ( a ) | Productos de fisión de 235 U por rendimiento [2] | ||||||
4 n | 4 n +1 | 4 n +2 | 4 n +3 | |||||
4,5–7% | 0,04-1,25% | <0,001% | ||||||
228 Ra№ | 4 a 6 a | † | 155 Euþ | |||||
244 cmƒ | 241 Puƒ | 250 Cf | 227 Ac№ | 10-29 a | 90 Sr | 85 Kr | 113m Cdþ | |
232 Uƒ | 238 Puƒ | 243 cmƒ | 29–97 a | 137 C | 151 Smþ | 121m Sn | ||
248 Bk [3] | 249 Cfƒ | 242 m amƒ | 141–351 a | Ningún producto de fisión | ||||
241 amƒ | 251 Cfƒ [4] | 430–900 a | ||||||
226 Ra№ | 247 Bk | 1,3–1,6 ka | ||||||
240 Pu | 229 mil | 246 cmƒ | 243 amƒ | 4,7 a 7,4 ka | ||||
245 cmƒ | 250 cm | 8,3–8,5 ka | ||||||
239 Puƒ | 24,1 ka | |||||||
230 mil№ | 231 Pa№ | 32–76 ka | ||||||
236 Npƒ | 233 Uƒ | 234 U№ | 150-250 ka | ‡ | 99 Tc₡ | 126 Sn | ||
248 cm | 242 Pu | 327–375 ka | 79 Se₡ | |||||
1,53 Ma | 93 Zr | |||||||
237 Npƒ | 2,1–6,5 Ma | 135 Cs₡ | 107 Pd | |||||
236 U | 247 cmƒ | 15-24 Ma | 129 I₡ | |||||
244 Pu | 80 Ma | ... ni más allá de 15,7 Ma [5] | ||||||
232 mil№ | 238 U№ | 235 Uƒ№ | 0,7-14,1 Ga | |||||
Leyenda de los símbolos en superíndice |
No es fisionable (aunque es fisionable por neutrones rápidos ) y su sección transversal de captura de neutrones también es baja.
En el ciclo del combustible nuclear
El plutonio-242 se produce por captura sucesiva de neutrones en 239 Pu , 240 Pu y 241 Pu . Los isótopos de masa impar 239 Pu y 241 Pu tienen aproximadamente 3/4 de probabilidad de sufrir fisión al capturar un neutrón térmico y aproximadamente 1/4 de probabilidad de retener el neutrón y convertirse en el siguiente isótopo. La proporción de 242 Pu es baja a bajo nivel de combustión, pero aumenta de forma no lineal.
El plutonio-242 tiene una sección transversal particularmente baja para la captura de neutrones térmicos ; y se necesitan tres absorciones de neutrones para convertirse en otro isótopo fisible ( curio -245 o plutonio-241) y luego un neutrón más para someterse a la fisión . Incluso entonces, existe la posibilidad de que cualquiera de esos dos isótopos fisionables absorba el cuarto neutrón en lugar de fisionarse, convirtiéndose en curio-246 (en el camino hacia actínidos aún más pesados como el californio , que es un emisor de neutrones por fisión espontánea y difícil de manejar). o volverse 242 Pu de nuevo; por lo que el número medio de neutrones absorbidos hasta la fisión es incluso superior a 4. Por lo tanto, el 242 Pu es particularmente inadecuado para reciclar en un reactor térmico y sería mejor utilizado en un reactor rápido donde se puede fisionar directamente. Sin embargo, la baja sección transversal de 242 Pu significa que relativamente poco de él se transmutará durante un ciclo en un reactor térmico.
Decaer
El plutonio-242 se descompone principalmente en uranio-238 a través de la desintegración alfa , antes de continuar a lo largo de la serie del uranio . El plutonio-242 se descompondrá ocasionalmente por fisión espontánea con una tasa de 5,5 × 10 −4 %. [7]
Referencias
- ^ Más radio (elemento 88). Si bien en realidad es un subactínido, precede inmediatamente al actinio (89) y sigue una brecha de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84) donde ningún nucleido tiene vidas medias de al menos cuatro años (el nucleido de vida más larga en la brecha es radón-222 con una vida media de menos de cuatro días ). Por lo tanto, el isótopo de vida más larga del radio, a 1.600 años, merece la inclusión del elemento aquí.
- ^ Específicamente de la fisión de neutrones térmicos del U-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico.
- ^ Milsted, J .; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "La vida media alfa del berkelio-247; un nuevo isómero de larga duración del berkelio-248". Física nuclear . 71 (2): 299. Código Bibliográfico : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016 / 0029-5582 (65) 90719-4 .
"Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en abundancia constante en tres muestras analizadas durante un período de aproximadamente 10 meses. Esto se atribuyó a un isómero de Bk 248 con una vida media superior a 9 [años]. Sin crecimiento de Cf 248 fue detectado, y un límite inferior para la β - vida media se puede ajustar en alrededor de 10 4 [años] No alfa atribuible actividad para el nuevo isómero se ha detectado; la alfa vida media es probablemente mayor que 300 [año. ]. " - ^ Este es el nucleido más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del " Mar de la inestabilidad ".
- ^ Excluyendo aquellosnucleidos" clásicamente estables " con vidas medias significativamente superiores a 232 Th; por ejemplo, mientras que 113m Cd tiene una vida media de sólo catorce años, la de 113 Cd es de casi ocho billones de años.
- ^ "RESULTADOS ISOTÓPICOS DE PLUTONIO DE MUESTRAS CONOCIDAS UTILIZANDO EL CÓDIGO DE ANÁLISIS DE ESPECTROSCOPIA SNAP GAMMA Y LA RUTINA DE ADAPTACIÓN DE ESPECTRO DE ROBWIN" (PDF) .
- ^ Gráfico de todos los núcleos que incluye la vida media y el modo de desintegración