Плутоний-240

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

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.

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

Образование и распад править

Процесс	Уравнение	Период полу- распада^[2]	Вероят- ность, %^[2]	Энергия распада, кэВ	Энергия частиц, кэВ
Образование
β⁻-распад ²⁴⁰Np	$\mathrm {^{240}_{93}Np} \rightarrow \mathrm {^{240}_{94}Pu} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$	61,9(2) мин	100
β⁺-распад ²⁴⁰Am	$\mathrm {^{240}_{95}Am} \rightarrow \mathrm {^{240}_{94}Pu} +e^{+}+\nu _{e}$	50,8(3) ч	100
α-распад ²⁴⁴Cm	$\mathrm {^{244}_{96}Cm} \rightarrow \mathrm {^{240}_{94}Pu} +\mathrm {^{4}_{2}He}$	18,10(2) лет	100
Поглощение нейтрона ²³⁹Pu	$\mathrm {^{239}_{94}Pu} +n^{0}\rightarrow \mathrm {^{240}_{94}Pu}$
Распад
α-распад	$\mathrm {^{240}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm {^{236}_{92}U} +\mathrm {^{4}_{2}He}$	6564(11) лет	100	5 255^[1]	5 168,17 (72,80 %) 5 123,68 (27,10 %)^[3]
Спонтанное деление	$\mathrm {^{240}_{94}Pu} \rightarrow$		5,7⋅10⁻⁶^[4]

Получение править

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].

Изомеры править

Применение править

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. также править

Примечания править

↑ 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. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
↑ 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. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.
↑ Свойства ²⁴⁰Pu на сайте МАГАТЭ (IAEA, International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка)
↑ 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. "
↑ 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"
↑ Plutonium : [англ.] : [арх. 5 октября 2017]. — World Nuclear Association, 2018. — December. — «Weapons-grade Pu-239 with less than 8% Pu-240».
↑ 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.

Ссылки править

http://www.ippe.ru/podr/abbn/english/libr/pdf/94pu.pdf Архивная копия от 15 сентября 2016 на Wayback Machine

[AME2003-1] 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. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.

[Nubase2003-2] 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. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.

[3] Свойства ²⁴⁰Pu на сайте МАГАТЭ (IAEA, International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка)

[4] ttp://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] ttp://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.] : [арх. 5 октября 2017]. — 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]