Плутоній-239

Плутоній-239 () — радыеактыўны нуклід хімічнага элемента плутонію з атамным нумарам 94 і масавым лікам 239. Часам лічыцца, што ён уваходзяць у радыеактыўнае сямейства 4n+3, т.зв. рад актынію (хоць звычайна лічаць, што гэты рад пачынаецца з прыроднага ўрану-235, які і ўзнікае пры распадзе плутонію-239, які практычна адсутнічае ў прыродзе). Быў адкрыты ў 1941 годзе Гленам Сібаргам, Дж. Кенэдзі, Артурам Валем і Э. Сегрэ.

У прыродзе сустракаецца ў надзвычай малых колькасцях ва ўранавых рудах. Радыягенны плутоній-239 утвараецца з ўрану-238 пры захопе нейтронаў, якія ўзнікаюць пры спантаным дзяленні ўрану (235U і 238U) і ў выніку рэакцый (α, n) на лёгкіх элементах, якія ўваходзяць у склад руд; яшчэ адной крыніцай нейтронаў з’яўляецца касмічнае выпраменьванне.

Актыўнасць аднаго грама гэтага нукліда складае прыблізна 2,3 ГБк.

 Утварэнне і распад 
Плутоній-239 утвараецца ў выніку наступных распадаў:
 β−-распад нукліда 239Np (перыяд паўраспаду складае 2,356(3) сутак):

 K-захоп электрона нуклідам 239Am (перыяд паўраспаду складае 11,9(1) гад):

 α-распад нукліда 243Cm (перыяд паўраспаду складае 29,1(1) гадоў):


Распад плутонію-239 адбываецца па наступных кірунках:
 α-распад у 235U (верагоднасць 100 %, энергія распаду 5 244,51(21) кэВ):

энергія выпраменьвання α-часціц
 5 105,5 кэВ (у 11,94 % выпадкаў);
 5 144,3 кэВ (у 17,11 % выпадкаў);
 5 156,59 кэВ (у 70,77 % выпадкаў)Уласцівасці 239Pu на сайце МАГАТЭ (IAEA, International Atomic Energy Agency).
 Спантанае дзяленне (імавернасць 3,1(6) %);

 Атрыманне 
Плутоній-239 утвараецца ў любым ядзерным рэактары, які працуе на прыродным ці малаабагачаным уране, што змяшчае галоўным чынам ізатоп 238U, пры захопе ім лішніх нейтронаў. Пры гэтым адбываюцца наступныя ядзерныя рэакцыі:

.

Для прамысловага выдзялення плутонію-239 з апрамененага ядзернага паліва выкарыстоўваюць п'юрэкс-працэс.

 Ізамеры 
Вядомы адзіны ізамер 239Pum з наступнымі характарыстыкамі:
 Лішак масы: 48 981,5(18) кэВ
 Энергія ўзбуджэння: 391,584(3) кэВ
 Перыяд паўраспаду: 193(4) нc
 Спін і цотнасць ядра: 7/2-

Распад ізамернага стану ажыццяўляецца шляхам ізамернага пераходу ў асноўны стан.

 Ужыванне 
Плутоній-239 выкарыстоўваюць:
 у якасці ядзернага паліва ў ядзерных рэактарах на цеплавых і асабліва на хуткіх нейтронах;
 пры вырабе ядзернай зброі (крытычная маса для голага шара з металічнага 239Pu складае прыкладна 10 кг, для шара ў вадзяным адбівальніку прыкладна 5,2 кгE. 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.»);
 выкарыстоўваецца ў якасці зыходнага рэчыва для атрымання трансплутоніевых элементаў.

Катэгорыя:Ізатопы плутонію