Плутоний-240
| Плутоний-240 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||
| 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 | ||||||
|
|||||||
| Таблица нуклидов | |||||||
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
| Процесс | Уравнение | Период полу- распада[2] |
Вероят- ность, %[2] |
Энергия распада, кэВ |
Энергия частиц, кэВ |
|---|---|---|---|---|---|
| Образование | |||||
| β−-распад 240Np | [math]\displaystyle{ \mathrm{^{240}_{93}Np} \rightarrow \mathrm{^{240}_{94}Pu} + e^- + \bar{\nu}_e }[/math] | 61,9(2) мин | 100 | ||
| β+-распад 240Am | [math]\displaystyle{ \mathrm{^{240}_{95}Am} \rightarrow \mathrm{^{240}_{94}Pu} + e^+ + \nu_e }[/math] | 50,8(3) ч | 100 | ||
| α-распад 244Cm | [math]\displaystyle{ \mathrm{^{244}_{96}Cm} \rightarrow \mathrm{^{240}_{94}Pu} + \mathrm{^{4}_{2}He} }[/math] | 18,10(2) лет | 100 | ||
| Поглощение нейтрона 239Pu |
[math]\displaystyle{ \mathrm{^{239}_{94}Pu} + n^0 \rightarrow \mathrm{^{240}_{94}Pu} }[/math] | ||||
| Распад | |||||
| α-распад | [math]\displaystyle{ \mathrm{^{240}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm{^{236}_{92}U} + \mathrm{^{4}_{2}He} }[/math] | 6564(11) лет | 100 | 5 255[1] | 5 168,17 (72,80 %) 5 123,68 (27,10 %)[3] |
| Спонтанное деление |
[math]\displaystyle{ \mathrm{^{240}_{94}Pu} \rightarrow }[/math] | 5,7⋅10−6[4] | |||
Получение
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
Применение
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]. Это стало известным из информации, рассекреченной Министерством энергетики США в июле 1977 года.[7]
См. также
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 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. — .
- ↑ 2,0 2,1 2,2 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. — .
- ↑ 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.]. — 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
- http://www.ippe.ru/podr/abbn/english/libr/pdf/94pu.pdf Архивная копия от 15 сентября 2016 на Wayback Machine