Plutonio-241

Isótopo de plutonio

El plutonio-241 ( ²⁴¹ Pu o Pu-241 ) es un isótopo de plutonio que se forma cuando el plutonio-240 captura un neutrón . Como algunos otros isótopos de plutonio (especialmente ^{el 239} Pu), ^{el 241} Pu es fisible , con una sección transversal de absorción de neutrones aproximadamente un tercio mayor que la del ²³⁹ Pu, y una probabilidad similar de fisión por absorción de neutrones, alrededor del 73%. En el caso de no fisión, la captura de neutrones produce plutonio-242 . En general, los isótopos con un número impar de neutrones tienen más probabilidades de absorber un neutrón y de sufrir fisión al absorber neutrones que los isótopos con un número par de neutrones.

Desintegración en americio

^{El 241} Pu tiene una vida media de 14,3 años, lo que corresponde a una desintegración de aproximadamente el 5% de los núcleos de ²⁴¹ Pu en un período de un año. Cuanto más tiempo espera el combustible nuclear gastado antes de ser reprocesado , más ²⁴¹ Pu se desintegra en americio-241 , que no es fisible (aunque fisionable por neutrones rápidos ) y es un emisor alfa con una vida media de 432 años; ²⁴¹ Am contribuye de manera importante a la radiactividad de los desechos nucleares en una escala de cientos o miles de años.

El americio tiene menor valencia y electronegatividad que el plutonio, el neptunio o el uranio , por lo que en la mayoría de los reprocesamientos nucleares , el Am tiende a fraccionarse no con U, Np o Pu, sino con los productos de fisión alcalina : lantánidos , estroncio , cesio , bario , itrio , y por lo tanto no se recicla para convertirlo en combustible nuclear a menos que se hagan esfuerzos especiales.

En un reactor térmico , ^{el 241} Am captura un neutrón para convertirse en americio -242, que rápidamente se convierte en curio -242 (o, el 17,3% de las veces, ²⁴² Pu) mediante la desintegración beta . Es mucho menos probable que tanto ^{el 242} Cm como ^{el 242} Pu absorban un neutrón, e incluso menos probable que se fisionen; sin embargo, ²⁴² Cm tiene una vida corta (vida media de 160 días) y casi siempre sufre desintegración alfa a ²³⁸ Pu en lugar de capturar otro neutrón. En resumen, ^{el 241} Am necesita absorber dos neutrones antes de volver a convertirse en un isótopo fisionable .

Referencias

1. "Table de Radionucleides Pu-241, Laboratoire National Henri Becquerel" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 17 de julio de 2019 . Consultado el 8 de agosto de 2017 .
2. Más radio (elemento 88). Si bien en realidad es un subactínido, precede inmediatamente al actinio (89) y sigue un intervalo de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84), donde ningún nucleido tiene vidas medias de al menos cuatro años (el nucleido de vida más larga en el intervalo es radón-222 con una vida media inferior a cuatro días ). El isótopo más longevo del radio, con 1.600 años, merece, por tanto, su inclusión aquí.
3. Específicamente de la fisión de neutrones térmicos del uranio-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico .
4. Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "La vida media alfa del berkelio-247; un nuevo isómero de larga duración del berkelio-248". Física nuclear . 71 (2): 299. Código bibliográfico : 1965NucPh..71..299M. doi :10.1016/0029-5582(65)90719-4.
   "Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en abundancia constante en tres muestras analizadas durante un período de aproximadamente 10 meses. Esto se atribuyó a un isómero de Bk ²⁴⁸ con una vida media superior a 9 [años]. No hay crecimiento de Cf ²⁴⁸ , y se puede establecer un límite inferior para la vida media β ^{− en aproximadamente 10 4} [años]. No se ha detectado actividad alfa atribuible al nuevo isómero; la vida media alfa es probablemente superior a 300 [años]. ]."
5. Este es el nucleido más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del " mar de inestabilidad ".
6. Excluidos los nucleidos " clásicamente estables " con vidas medias significativamente superiores a ²³² Th; por ejemplo, mientras que ^{el 113m} Cd tiene una vida media de sólo catorce años, la del ^113Cd es de casi ocho cuatrillones de años.