Plutonium-244 - Plutonium-244
Všeobecné | |
---|---|
Symbol | 244Pu |
Jména | plutonium-244, Pu-244 |
Protony | 94 |
Neutrony | 150 |
Nuklidová data | |
Přirozená hojnost | Stopa |
Poločas rozpadu | 8×107 let[1] |
Mateřské izotopy | 248Cm (α) 244Np (β− ) |
Produkty rozpadu | 240U |
Hmotnost izotopu | 244.0642044[2] u |
Roztočit | 0+ |
Režimy rozpadu | |
Režim rozpadu | Energie rozpadu (MeV ) |
α (99.879%) | |
SF (0.121%) | |
Izotopy plutonia Kompletní tabulka nuklidů |
Aktinidy a štěpné produkty do poločasu rozpadu | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Aktinidy[3] podle řetěz rozpadu | Poločas rozpadu rozsah (A ) | Štěpné produkty z 235U podle výtěžek[4] | ||||||
4n | 4n+1 | 4n+2 | 4n+3 | |||||
4.5–7% | 0.04–1.25% | <0.001% | ||||||
228Ra№ | 4–6 a | † | 155Euþ | |||||
244Cmƒ | 241Puƒ | 250Srov | 227Ac№ | 10–29 a | 90Sr | 85Kr | 113 mCDþ | |
232Uƒ | 238Puƒ | 243Cmƒ | 29–97 a | 137Čs | 151Smþ | 121 mSn | ||
248Bk[5] | 249Srovƒ | 242 mDopoledneƒ | 141–351 a | Žádné štěpné produkty | ||||
241Dopoledneƒ | 251Srovƒ[6] | 430–900 a | ||||||
226Ra№ | 247Bk | 1,3–1,6 ka | ||||||
240Pu | 229Čt | 246Cmƒ | 243Dopoledneƒ | 4,7–7,4 ka | ||||
245Cmƒ | 250Cm | 8,3–8,5 ka | ||||||
239Puƒ | 24,1 ka | |||||||
230Čt№ | 231Pa№ | 32–76 ka | ||||||
236Npƒ | 233Uƒ | 234U№ | 150–250 ka | ‡ | 99Tc₡ | 126Sn | ||
248Cm | 242Pu | 327–375 ka | 79Se₡ | |||||
1,53 Ma | 93Zr | |||||||
237Npƒ | 2,1–6,5 Ma | 135Čs₡ | 107Pd | |||||
236U | 247Cmƒ | 15–24 Ma | 129Já₡ | |||||
244Pu | 80 Ma | ... ani za 15,7 Ma[7] | ||||||
232Čt№ | 238U№ | 235Uƒ č | 0,7–14,1 Ga | |||||
Legenda pro symboly horního indexu |
Plutonium-244 (244Pu) je izotop z plutonium který má poločas rozpadu 80 milionů let. To je delší než u ostatních izotopy plutonia a déle než kterýkoli jiný aktinid izotop kromě tří přirozeně hojných: uran-235 (704 milionů let), uran-238 (4,468 miliardy let) a thorium-232 (14,05 miliardy let). Ačkoli jsou studie v rozporu, vzhledem k matematice rozpadu plutonia 244 by ve složení Země mělo být stále přítomno mimořádně malé množství, což z něj činí pravděpodobného, i když neprokázaného kandidáta jako nejkratšího (nebo možná druhého nejkratšího) ze prvotní prvky.
Byla zjištěna přesná měření od začátku 70. let prvotní plutonium-244,[8] což z něj dělá nejkratší primordiální nuklid. Množství 244Pu v pre-Sluneční mlhovina (4.57×109 před lety) byla odhadnuta na 0,8% částky 238U.[9] Jako věk Země je asi 57 poločasů rozpadu 244Pu, zbývající množství plutonia 244 by mělo být velmi malé; Hoffman et al. odhadl jeho obsah v minerálu vzácných zemin bastnasite tak jako C244 = 1.0×10−18 g / g, což odpovídalo obsahu v zemská kůra tak nízké jako 3 × 10−25 g / g[8] (tj. celková hmotnost plutonia 244 v zemské kůře je asi 9 g). Vzhledem k tomu, že plutonium-244 nelze přirozeně snadno vyrobit zachycení neutronů v prostředí s nízkou neutronovou aktivitou uranové rudy (viz níže), jeho přítomnost nelze věrohodně vysvětlit jinými prostředky než stvořením r-proces nukleosyntéza v supernovách. Plutonium-244 by tedy mělo být druhým nejkratším a nejtěžším prvotní izotop dosud detekováno nebo teoreticky předpovězeno.
Detekce však pravěku 244Pu v roce 1971 není potvrzena nedávnými, citlivějšími měřeními[9] pomocí metody hmotnostní spektrometrie akcelerátoru. V této studii žádné stopy plutonia-244 ve vzorcích bastnasite (převzaty ze stejného dolu jako v rané studii) byly pozorovány, takže pouze horní limit na 244Byl získán obsah Pu: C244 < 0.15×10−18 g / g, což je 370 (nebo méně) atomů na gram vzorku, nejméně 7krát nižší než množství měřené Hoffmanem et al.
Živé mezihvězdné plutonium-244 bylo detekováno v prachu meteoritů v mořských sedimentech, i když zjištěné hladiny jsou mnohem nižší, než by se dalo očekávat při současném modelování pádu z mezihvězdné médium.[10]
Na rozdíl od plutonium-238, plutonium-239, plutonium-240, plutonium-241, a plutonium-242 „Plutonium-244 se v množství nevyrábí jaderný palivový cyklus, protože dále zachycení neutronů na plutoniu-242 produkuje plutonium-243, které má krátký poločas (5 hodin) a rychle beta se rozpadá na americium-243 před velkou příležitostí k dalšímu zachycení neutronů v jakémkoli prostředí s velmi vysokým tokem neutronů. Nicméně, a jaderná zbraň exploze může produkovat nějaké plutonium-244 o rychlé následné zachycení neutronů.
Reference
- ^ Audi, G .; Kondev, F. G .; Wang, M .; Huang, W. J .; Naimi, S. (2017). „Hodnocení jaderných vlastností NUBASE2016“ (PDF). Čínská fyzika C.. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001.
- ^ Wang, M .; Audi, G .; Kondev, F. G .; Huang, W. J .; Naimi, S .; Xu, X. (2017). „Hodnocení atomové hmotnosti AME2016 (II). Tabulky, grafy a odkazy“ (PDF). Čínská fyzika C.. 41 (3): 030003-1–030003-442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003.
- ^ Plus radium (prvek 88). Ve skutečnosti je to subaktinid, který bezprostředně předchází aktinium (89) a sleduje tříprvkovou mezeru nestability po polonium (84) kde žádné nuklidy nemají poločasy nejméně čtyř let (nejdelší nuklid v mezeře je radon-222 s poločasem rozpadu menším než čtyři dnů). Nejdelší izotop Radia, 1600 let, si tedy zaslouží začlenění prvku zde.
- ^ Konkrétně od tepelný neutron štěpení U-235, např. v typickém nukleární reaktor.
- ^ Milsted, J .; Friedman, A. M .; Stevens, C. M. (1965). „Alfa poločas rozpadu berkelium-247; nový izomer berkelia-248 s dlouhým poločasem rozpadu.“ Nukleární fyzika. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
„Izotopové analýzy odhalily druh s hmotností 248 v konstantním množství ve třech vzorcích analyzovaných po dobu asi 10 měsíců. To bylo připisováno izomeru Bk248 s poločasem rozpadu větším než 9 [let]. Žádný růst srov248 byla detekována a dolní mez pro β− poločas lze nastavit na přibližně 104 [roky]. Nebyla detekována žádná alfa aktivita, kterou lze přičíst novému izomeru; poločas alfa je pravděpodobně větší než 300 [let]. “ - ^ Toto je nejtěžší nuklid s poločasem rozpadu nejméně čtyři roky předMoře nestability ".
- ^ Vyjma těchto “klasicky stabilní "nuklidy s poločasy významně převyšujícími 232Th; např. zatímco 113 mCd má poločas pouze čtrnáct let, tedy 113Cd je téměř osm kvadrilion let.
- ^ A b Hoffman, D. C .; Lawrence, F. O .; Mewherter, J. L .; Rourke, F. M. (1971). "Detekce plutonia-244 v přírodě". Příroda. 234: 132–134. Bibcode:1971Natur.234..132H. doi:10.1038 / 234132a0.
- ^ A b Lachner, J .; et al. (2012). „Pokus o detekci pravěku 244Pu na Zemi “. Fyzický přehled C.. 85: 015801. Bibcode:2012PhRvC..85a5801L. doi:10.1103 / PhysRevC.85.015801.
- ^ Wallner, A .; Faestermann, T .; Feige, J .; Feldstein, C .; Knie, K .; Korschinek, G .; Kutschera, W .; Ofan, A .; Paul, M .; Quinto, F .; Rugel, G .; Steier, P. (2015). „Množství živých 244Pu v hlubinných nádržích na Zemi ukazuje na vzácnost nukleosyntézy aktinidů“. Příroda komunikace. 6: 5956. arXiv:1509.08054. Bibcode:2015NatCo ... 6E5956W. doi:10.1038 / ncomms6956. ISSN 2041-1723.