Плутоній-239 (англ.: plutonium-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[3].
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[4]; яшчэ адной крыніцай нейтронаў з’яўляецца касмічнае выпраменьванне[5].
Актыўнасць аднаго грама гэтага нукліда складае прыблізна 2,3 ГБк.
Утварэнне і распад
Плутоній-239 утвараецца ў выніку наступных распадаў:
- K-захоп электрона нуклідам 239Am (перыяд паўраспаду складае 11,9(1)[2] гад):
Распад плутонію-239 адбываецца па наступных кірунках:
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)[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[5].
Ізамеры
Вядомы адзіны ізамер 239Pum з наступнымі характарыстыкамі[2]:
- 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[2].
Ужыванне
Плутоній-239 выкарыстоўваюць[5]:
Зноскі
- ↑ а б в г д Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references(англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 337—676. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A
- ↑ а б в г д е ё ж з 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
- ↑ Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. — М.: Высшая Школа, 1991. — С. 407. — 656 с.
- ↑ Милюкова М. С., Гусев Н. И., Сентюрин И. Г., Скляренко И. С. Аналитическая химия плутония. — М.: «Наука», 1965. — С. 12. — 454 с. — (Аналитическая химия элементов). — 3 400 экз.
- ↑ а б в Редкол.:Кнунянц И.Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 580-582. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
- ↑ Уласцівасці 239Pu на сайце МАГАТЭ (IAEA, International Atomic Energy Agency)(недаступная спасылка)
- ↑ E. 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.»