Меню Главная Случайная статья Настройки Плутоний-239 Материал из https://ru.wikipedia.org Плутоний-239 (англ. plutonium-239) — радиоактивный нуклид химического элемента плутония с атомным номером 94 и массовым числом 239. Иногда считается входящим в радиоактивное семейство 4n+3, называемое рядом актиния (хотя обычно этот ряд считают начинающимся с природного урана-235, который и возникает при распаде практически отсутствующего в природе плутония-239). Был открыт в 1941 году Гленом Сиборгом, Джозефом Кеннеди, Артуром Валем и Эмилио Сегре[3]. В природе встречается в чрезвычайно малых количествах в урановых рудах. Радиогенный плутоний-239 образуется из урана-238 при захвате нейтронов, возникающих при спонтанном делении урана (235U и 238U) и в результате реакций (, n) на лёгких элементах, входящих в состав руд[4]; еще одним источником нейтронов является космическое излучение[5]. Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 2,3 ГБк. Содержание 1 Образование и распад 2 Получение 3 Изомеры 4 Применение 5 См. также 6 Примечания 7 Ссылки Образование и распад Плутоний-239 образуется в результате следующих распадов: -распад нуклида 239Np (период полураспада составляет 2,356(3)[2] суток): ${\displaystyle \mathrm {^{239}_{93}Np} \rightarrow \mathrm {^{239}_{94}Pu} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}$ e-захват, осуществляемый нуклидом 239Am (период полураспада составляет 11,9(1)[2] ч): ${\displaystyle \mathrm {^{239}_{95}Am} +e^{-}\rightarrow \mathrm {^{239}_{94}Pu} +{\bar {\nu }}_{e};}$ -распад нуклида 243Cm (период полураспада составляет 29,1(1)[2] лет): ${\displaystyle \mathrm {^{243}_{96}Cm} \rightarrow \mathrm {^{239}_{94}Pu} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$ Распад плутония-239 происходит по следующим направлениям: -распад в 235U (вероятность 100 %[2], энергия распада 5 244,51(21) кэВ[1]): ${\displaystyle \mathrm {^{239}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm {^{235}_{92}U} +\mathrm {^{4}_{2}He} ;}$ энергия испускаемых -частиц 5 105,5 кэВ (в 11,94 % случаев); 5 144,3 кэВ (в 17,11 % случаев); 5 156,59 кэВ (в 70,77 % случаев)[6]. Спонтанное деление (вероятность 3,1(6)1010 %)[2]; Получение Плутоний-239 образуется в любом ядерном реакторе, работающем на природном или малообогащённом уране, содержащем в основном изотоп 238U, при захвате этим изотопом избыточных нейтронов. При этом происходят следующая последовательность ядерных реакций и радиоактивных распадов: ${\displaystyle n+{\ce {{}^{238}_{92}U -> {}^{239}_{92}U}}+\gamma ;}$ ${\displaystyle {\ce {{}^{239}_{92}U ->[\beta] {}^{239}_{93}Np}}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}$ ${\displaystyle {\ce {{}^{239}_{93}Np ->[\beta] {}^{239}_{94}Pu}}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}.}$ Для промышленного выделения плутония-239 из облученного ядерного топлива используют пьюрекс-процесс[5]. Изомеры Известен единственный изомер 239mPu со следующими характеристиками[2]: Избыток массы: 48 981,5(18) кэВ Энергия возбуждения: 391,584(3) кэВ Период полураспада: 193(4) нc Спин и чётность ядра: 7/2 Распад изомерного состояния осуществляется путём изомерного перехода в основное состояние[2]. Применение Плутоний-239 используют[5]: в качестве ядерного топлива в ядерных реакторах на тепловых и особенно на быстрых нейтронах; при изготовлении ядерного оружия (критическая масса для голого шара из металлического 239Pu составляет примерно 10 кг, для шара в водяном отражателе примерно 5,2 кг[7]); используется в качестве исходного вещества для получения трансплутониевых элементов. См. также Изотопы плутония Оружейный плутоний Соглашение об утилизации плутония Плутоний-239 (фильм) Примечания 1 2 3 4 5 Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 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 A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — . Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. — М.: Высшая Школа, 1991. — С. 407. — 656 с. 1 2 3 Свойства 239Pu на сайте МАГАТЭ (IAEA, International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка) E. D. Clayton, ANOMALIES OF NUCLEAR CRITICALITY, REVISION 6 Архивная копия от 24 сентября 2015 на Wayback Machine // 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.» Ссылки Дымоизвещатель «РИД-1». Радиоактивный датчик дыма. Плутоний-239 Архивная копия от 20 января 2020 на Wayback Machine (видео)