Plutonio 242

Plutonio 242
	Isótopo de plutonio
General
Símbolo	242Pu
Neutrones	148
Protones	94
Datos del núclido
Período de semidesintegración	373.300 años
Otros
	; Radioisótopo
	Véase también: Isótopos de plutonio
	[editar datos en Wikidata]

El plutonio 242 (²⁴²Pu) es uno de los isótopos del plutonio, el segundo más longevo, con un periodo de semidesintegración de 373.300 años. La vida media de ²⁴²Pu es aproximadamente 15 veces más larga que la vida media de ²³⁹Pu. Las emisiones de rayos gamma de ²⁴²Pu son también más débiles que las de los otros isótopos.^[1]

No es fisible y su sección transversal de captura neutrónica también es baja.

En el ciclo del combustible nuclear

El ²⁴²Pu se produce por captura sucesiva de neutrones en ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu y ²⁴¹Pu. Los isótopos de masa impar ²³⁹Pu y ²⁴¹Pu tienen aproximadamente una probabilidad de 3/4 de sufrir fisión por captura de un neutrón térmico y aproximadamente una probabilidad de 1/4 de retener el neutrón y convertirse en el siguiente isótopo. La proporción de ²⁴²Pu tiene un bajo grado de combustión nuclear pero aumenta no linealmente.

El ²⁴²Pu tiene una sección transversal particularmente baja para la captura de neutrones térmicos; y toma cuatro absorciones de neutrones para convertirse en otro isótopo fisible (ya sea ²⁴⁵Cm o ²⁴¹Pu) y sufrir la fisión. Incluso entonces, existe la posibilidad de que cualquiera de esos dos isótopos fisionables no logre fisión, sino que absorba el cuarto neutrón, convirtiéndose en ²⁴⁶Cm (en camino a actínidos más pesados como el californio, que es un emisor de neutrones por fisión espontánea y difícil de manejar) o convertirse en 242Pu de nuevo; por lo que el número medio de neutrones absorbidos antes de la fisión es incluso superior a 4. Por lo tanto, el ²⁴²Pu es particularmente inadecuado para el reciclado en un reactor térmico y sería mejor utilizarlo en un reactor rápido donde pueda fisionarse directamente. Sin embargo, la sección transversal baja de ²⁴²Pu significa que relativamente poco de ella será transmutada durante un ciclo en un reactor térmico.

Desintegración

Actínidos y productos de la fisión por vida media
Actínidos^[2] por cadena de desintgr.				Vida media rango (a)	Prod. fisión x rend.^[3]
4n	4n 1	4n 2	4n 3		Prod. fisión x rend.^[3]
4n	4n 1	4n 2	4n 3			4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
²²⁸Ra^№				4–6	†		¹⁵⁵Eu^þ
²⁴⁴Cm	²⁴¹Pu^ƒ	²⁵⁰Cf	²²⁷Ac^№	10–29		⁹⁰Sr	⁸⁵Kr	^113mCd^þ
²³²U^ƒ		²³⁸Pu	²⁴³Cm^ƒ	29–97		¹³⁷Cs	¹⁵¹Sm^þ	^121mSn
²⁴⁸Bk^[4]	²⁴⁹Cf^ƒ	^242mAm^ƒ		141–351	Ningún producto de la fisión tiene una vida media en el rango de 100–210k años…
	²⁴¹Am		²⁵¹Cf^ƒ^[5]	430–900
		²²⁶Ra^№	²⁴⁷Bk	1,3k–1,6k
²⁴⁰Pu	²²⁹Th	²⁴⁶Cm	²⁴³Am	4,7k–7,4k
	²⁴⁵Cm^ƒ	²⁵⁰Cm		8,3k–8,5k
			²³⁹Pu^ƒ	24,1k
		²³⁰Th^№	²³¹Pa^№	32k–76k
²³⁶Np^ƒ	²³³U^ƒ	²³⁴U^№		150k–250k	‡	⁹⁹Tc^₡	¹²⁶Sn
²⁴⁸Cm		²⁴²Pu		327k–375k			⁷⁹Se^₡
				1,53M		⁹³Zr
	²³⁷Np			2,1M–6,5M		¹⁰⁷Pd
²³⁶U			²⁴⁷Cm^ƒ	15M–24M			¹²⁹I^₡
²⁴⁴Pu^№				80M	...ni más allá de 15,7M^[6]
²³²Th^№		²³⁸U^№	²³⁵U^ƒ№	0,7G–14,1G	...ni más allá de 15,7M^[6]
Leyenda para símbolos en superescrito ₡ sección eficaz de captura de neutrones térmicos entre 8–50 barns ƒ fisible m isómero metaestable № Material radiactivo de ocurrencia natural (NORM) þ Veneno nuclear (sección eficaz de captura de neutrones térmicos > 3k barns) † rango de 4a–97a: Producto de fisión de vida mediana ‡ más de 200ka: Producto de la fisión de vida larga

El ²⁴²Pu se descompone principalmente en ²³⁷Ua través de la desintegración alfa, antes de continuar a lo largo de la serie de uranio. El ²⁴²Pu decaerá ocasionalmente a través de la fisión espontánea con una tasa de 5,5 × 10^-4%.^[7]

Referencias

↑ «PLUTONIUM ISOTOPIC RESULTS OF KNOWN SAMPLES USING THE SNAP GAMMA SPECTROSCOPY ANALYSIS CODE AND THE ROBWIN SPECTRUM FITTING ROUTINE» (PDF). Archivado desde el original el 13 de agosto de 2017. Consultado el 14 de julio de 2017.
↑ Sumado el radio (elemento 88). Mientras que en realidad es un sub-actínido, inmediatamente precede al actinio (89) y sigue una brecha de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84) donde no hay ningún isótopo cuya vida media supere los cuatro años (el isotopo de vida más larga en la brecha es el radón-222 con una vida media de menos de cuatro días). El isotopo de vida más larga del radio (unos 1600 años) amerita la inclusión del elemento.
↑ Específicamente de la fisión del neutrón térmico del U-235, como en un reactor nuclear típico.
↑ Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics 71 (2): 299.
"Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en constante abundancia en tres muestras analizadas en un período de aproximadamente 10 meses. Esto fue atribuido a un isómero del Bk²⁴⁸ con una vida media mayor a 9 años. No se detectó ningún aumento de Cf²⁴⁸ y un límite inferior para la vida media de β⁻ puede ser establecido en aproximadamente 10⁴ años. Ninguna actividad alfa es atribuible al nuevo isómero ha sido detectada; la vida media de alfa es probablemente mayor a 300 años".
↑ Este es el isótopo más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del "Mar de Inestabilidad".
↑ Excluyendo aquellos isotopos "clásicamente estables" con vidas medias significativamente superiores a las del ²³²Th, mientras que el ^113mCd tiene una vida media de solo catorce años, como la del ¹¹³Cd que es cercana a ocho mil billones.
↑ Chart of all nuclei which includes half life and mode of decay

Datos: Q7205708
Multimedia: Plutonium-242 / Q7205708

[1] «PLUTONIUM ISOTOPIC RESULTS OF KNOWN SAMPLES USING THE SNAP GAMMA SPECTROSCOPY ANALYSIS CODE AND THE ROBWIN SPECTRUM FITTING ROUTINE» (PDF). Archivado desde el original el 13 de agosto de 2017. Consultado el 14 de julio de 2017.

[2] Sumado el radio (elemento 88). Mientras que en realidad es un sub-actínido, inmediatamente precede al actinio (89) y sigue una brecha de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84) donde no hay ningún isótopo cuya vida media supere los cuatro años (el isotopo de vida más larga en la brecha es el radón-222 con una vida media de menos de cuatro días). El isotopo de vida más larga del radio (unos 1600 años) amerita la inclusión del elemento.

[3] Específicamente de la fisión del neutrón térmico del U-235, como en un reactor nuclear típico.

[4] Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics 71 (2): 299.
"Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en constante abundancia en tres muestras analizadas en un período de aproximadamente 10 meses. Esto fue atribuido a un isómero del Bk²⁴⁸ con una vida media mayor a 9 años. No se detectó ningún aumento de Cf²⁴⁸ y un límite inferior para la vida media de β⁻ puede ser establecido en aproximadamente 10⁴ años. Ninguna actividad alfa es atribuible al nuevo isómero ha sido detectada; la vida media de alfa es probablemente mayor a 300 años".

[5] Este es el isótopo más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del "Mar de Inestabilidad".

[6] Excluyendo aquellos isotopos "clásicamente estables" con vidas medias significativamente superiores a las del ²³²Th, mientras que el ^113mCd tiene una vida media de solo catorce años, como la del ¹¹³Cd que es cercana a ocho mil billones.

[7] Chart of all nuclei which includes half life and mode of decay

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