239. Plutoniu

General

Simbol	239 94Ar putea
Neutroni	145
Protoni	94

Date fizice

Jumătate de viață	24 110 ani
Masă atomică	239,0521634 g / mol u

Date esentiale

Izotopul părinte	Dezintegrare
	α

Date esentiale

Dezintegrare	Produs	Energie ( MeV )
α	Uraniu 235	5,245 MeV

Plutoniu 239 , notat 239 Pu este izotop de plutoniu , care număr de masă este egal cu 239: său nucleu atomic are 94 de protoni si 145 de neutroni , cu o stare de sol cu o rotire 1/2 + la o masă atomică de 239, 0521634 g / mol . Se caracterizează printr-o masă în exces de 48.583.478 ± 1.971 eV / c 2 și o energie a legăturii nucleare de 1.806.921.454 ± 1.998 eV .

Un gram de plutoniu 239 are o radioactivitate de 2.276 G Bq .
Un kilogram de izotop pur de 239 Pu este locul a aproximativ 10 fisiuni spontane pe secundă.

Proprietățile plutoniului 239

Este radioactiv cu o perioadă de 24.110 ani prin producerea uraniului 235 prin dezintegrare α printr-o energie de descompunere de 5.245 milioane eV . Este , de asemenea , dezintegrează prin fisiune spontană , cu o probabilitate de 3 x 10 -10 și o energie totală per atom de fissioned 207,1 M eV = 3.318 x 10 -11 J .

239 Pu este unul dintre cei trei izotopi frecvent utilizate în industrie și arme nucleare, cu 235 U și 233 U .

Fisiunea unui uraniu 235 atom comunicatelor de două sau trei neutroni , care pot fi capturate de uraniu 238 atomi pentru a da plutoniu 239 , după două succesive beta - dezintegrări :

{\ displaystyle \ mathrm {^ {1} _ {0} n + {} _ {\ 92} ^ {238} U \ to {} _ {\ 92} ^ {239} U \ {\ xrightarrow [{23.45 \ min}] {\ beta ^ {-} \ 1,265 \ MeV}} \ _ {\ 93} ^ {239} Np \ {\ xrightarrow [{2,3565 \ days}] {\ beta ^ {-} \ 0.722 \ MeV}} \ _ {\ 94} ^ {239} Pu}}

Proprietăți nucleare

Plutoniul 239 are o probabilitate mai mare de fisiune decât uraniul 235 și eliberează mai mulți neutroni prin fisiune, ceea ce îi conferă o masă critică mai mică. Fisiunea unui kilogram de plutoniu-239 poate elibera o energie echivalentă cu explozia de 20.000 de tone de TNT (Cu o energie totală -neutrini și antineutrini incluși- per atom fisurat de 207,2 M eV = 3.31971 × 10 -11 J , acest lucru produce o eliberare de energie de: 19.992 T J / mol = 83.629 T J / kg ). 239 Pu are avantajul de a produce pur relativ puține fisiune spontană (aproximativ zece pe secundă pe kilogram) și , prin urmare , emisiile de neutroni, care permite să se adune în masă critică mult mai mare cantitate înainte de „explozie.

Cu toate acestea, 239 Pu conține încă o fracțiune de 240 Pu care rezultă din absorbția unui neutron suplimentar în producția de 239 Pu din 238 U . 240 Pu a produs aproximativ 420 000 fisiuni pe secundă per kilogram, ceea ce face un contaminant nedorit care unul încearcă să limiteze concentrația în 239 Pu: plutoniu arme de grad nu conține mai mult de 7% , în timp ce combustibilul nuclear poate conține până la 31,1% . O modalitate bună de a limita producția de 240 Pu cu 239 Pu este de a limita expunerea a 238 U la neutroni în timp.

Proprietăți chimice

Din punct de vedere chimic, plutoniul metalic este un metal foarte reactiv, care devine acoperit, în prezența urmelor de umiditate, cu un strat de dioxid de plutoniu PuO 2și hidrură de plutoniu PuH 2-2.7non- stoichiometric . Oxigen are un efect pasivarea întârzie efectul umidității. Un exces de vapori de apă nu produce un strat de PuO 2aspect pulbere care face ca metalul să fie piroforic , de unde și necesitatea de a-l manipula sub o atmosferă inertă de azot sau argon .

Dioxidul de plutoniu PUO 2este cu 40% mai mare decât metalul, ceea ce poate provoca spargerea recipientelor de plutoniu în caz de oxidare neprevăzută. Aceste containere trebuie să fie realizate din materiale care tolerează natura extrem de reducătoare a plutoniului. Sunt metale refractare, cum ar fi tantalul sau tungstenul , precum și oxizi stabili, compuși de bor , carburi , nitruri și chiar aliaje de siliciu .

Utilizări industriale și militare

Nuclear plutoniu civil care munca sunt întotdeauna proiectate pentru a fi capabil de a expune uraniul 238 la flux de neutroni produși prin reacția nucleară pentru a genera plutoniu-239 dorit. Acest lucru deschide în mod natural calea producției de plutoniu de nivel militar prin devierea instalațiilor civile pentru a converti izotopul 238 U , care este încă prezent în uraniul îmbogățit în 235 U, în plutoniu 239 . În general, centralele sunt în general proiectate astfel încât înlocuirea combustibilului nuclear să aibă loc după oprirea completă a reactorului, ceea ce împiedică generarea de 239 Pu de calitate suficientă datorită numărului mare de izotopi paraziți generați cu această ocazie.

Cu toate acestea, unele proiecte de reactoare civile sunt destinate în mod special să permită schimbul de combustibil fierbinte, ceea ce face posibilă producția militară de plutoniu 239: acesta este în special cazul reactoarelor canadiene PHWR și RBMK sovietice . Facilitățile mai convenționale pot fi, de asemenea, echipate cu sisteme pentru plasarea scurtă a tijelor de uraniu sărăcit aproape de miez pentru a produce plutoniu 239 sau pot fi operate în cicluri scurte cu opriri frecvente pentru a genera materiale nucleare de uz militar, Agenția Internațională pentru Energie Atomică (IAEA) al cărui rol este de a inspecta astfel de instalații civile pentru a detecta eventualele deturnări de uz militar.

Plutoniu este produsă în principal în ameliorator , inițial conceput pentru a maximiza producția de energie din uraniu prin exploatarea caracterului fertil al uraniu-238 : acesta din urmă este transformată în plutoniu-239 sub efectul neutronilor din fisiuni controlate în reactor de uraniul 235 , plutoniul astfel produs preluând drept combustibil nuclear.

Note și referințe

„ Matpack - Tabelul periodic al elementelor ” ( Arhivă • Wikiwix • Archive.is • Google • Ce trebuie făcut? ) (Accesat la 30 martie 2013 ) Proprietăți ale nucleilor: 94-Pu-239.
(în) „ Tabelul constantelor fizice și chimice, secțiunea 4.7.1: fisiunea nucleară ” Kaye & Laby Online

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe

Laboratorul Național Argonne Plutonium

Hei

Născut

n / A

Aceasta

Vezi

Sr.

În

Acest

P.m

Citit

A.m

Este

Mt.

Tabel periodic al izotopilor <img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">