Плутоний-240

Плуто́ний-240 (англ. plutonium-240) — радиоактивный нуклид химического элемента плутония с атомным номером 94 и массовым числом 240. Образуется при захвате нейтрона ядром 239Pu. В топливных элементах ядерных реакторов содержание 240Pu увеличивается в процессе отработки топлива. Для оружейного плутония изотоп является нежелательной примесью из-за его склонности к спонтанному делению, что может привести к преждевременной детонации ядерного заряда (не допускается содержание более 7 % 240Pu). В отработанном топливе ядерного реактора около 70 % 239Pu и 26 % 240Pu, что делает крайне непрактичным изготовление атомного оружия из этого сырья, поэтому оружейный плутоний получается на специально предназначенных для этого реакторах путём переработки топлива после 90 дней работы реактора.

Плутоний-240
Plutonium-240.svg
Название, символ Плутоний-240, 240Pu
Нейтронов 146
Свойства нуклида
Атомная масса 240,0538135(20)[1] а. е. м.
Дефект массы 50 127,0(18)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон) 7 556,036(8)[1] кэВ
Изотопная распространённость 0 (искусственный)
Период полураспада 6 564(11)[2] лет
Продукты распада 236U
Канал распада Энергия распада
α-распад 5,255[1] МэВ
SF
Таблица нуклидов
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

240Pu имеет втрое меньшее эффективное сечение захвата нейтрона, чем 239Pu и в большинстве случаев превращается в 241Pu.

Образование и распадПравить

Процесс Уравнение Период
полу-
распада[2]
Вероят-
ность,
%[2]
Энергия
распада,
кэВ
Энергия частиц,
кэВ
Образование
β-распад 240Np   61,9(2) мин 100
β+-распад 240Am   50,8(3) ч 100
α-распад 244Cm   18,10(2) лет 100
Поглощение
нейтрона
239Pu
 
Распад
α-распад   6564(11) лет 100 5 255[1] 5 168,17 (72,80 %)
5 123,68 (27,10 %)[3]
Спонтанное
деление
  5,7⋅10−6[4]

ПолучениеПравить

Образуется в энергетических реакторах на АЭС, при захвате нейтрона Плутонием-239. В отработавшем ядерном топливе (ОЯТ) составляет типично около четверти от всех изотопов Плутония. В отдельных типах реакторов его доля может составлять от 17 до 30%.[5]

ИзомерыПравить

ПрименениеПравить

В оружейном плутонии количество изотопа плутония-240 составляет не более 8 %[6].

Однако, несмотря на нагрев и другие проблемы, в США в 1960-е годы было испытано (1962) ядерное устройство, созданное из плутония, полученного на обычной АЭС[нет в источнике (обс.)]. Это стало известным из информации, рассекреченной Министерством энергетики США в июле 1977 года.[7]

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 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. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  2. 1 2 3 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. — Bibcode2003NuPhA.729....3A. 
  3. Свойства 240Pu на сайте МАГАТЭ (IAEA, International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка)
  4. http://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-24355.pdf Архивная копия от 15 сентября 2016 на Wayback Machine "Plutonium-240 decays ... though a small percentage of the decays (5.7×10-6 %) are via spontaneous fission. "
  5. http://www.world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/plutonium.aspx Архивная копия от 5 октября 2017 на Wayback Machine / WNA, "Examples of the types of variation in plutonium composition produced from different sources"
  6. Plutonium : [англ.]. — World Nuclear Association, 2018. — December. — «Weapons-grade Pu-239 with less than 8% Pu-240».
  7. Grizzle S. Additional information concerning undergrouund nuclear weapon test of reactor-grade plutonium // DOE Facts : [англ.] / Sam Grizzle ; U.S. Department Energy Office of Public Affairs. — U.S. DOE, 1994. — August. — P. 186–190.

СсылкиПравить