Plutonio-242

El plutonio-242 ( ²⁴² Pu o Pu-242 ) es el segundo isótopo de plutonio con mayor vida media , con una vida media de 375.000 años. La vida media del ²⁴² Pu es aproximadamente 15 veces la del ²³⁹ Pu, por lo que es un quinceavo más radiactivo y no es uno de los mayores contribuyentes a la radiactividad de los residuos nucleares . Las emisiones de rayos gamma del ²⁴² Pu también son más débiles que las de los otros isótopos. ^[1]

No es fisionable (pero es fisionable por neutrones rápidos ) y su sección eficaz de captura de neutrones es baja.

En el ciclo del combustible nuclear

El plutonio-242 se produce por captura sucesiva de neutrones en ²³⁹ Pu , ²⁴⁰ Pu y ²⁴¹ Pu . Los isótopos de masa impar ²³⁹ Pu y ²⁴¹ Pu tienen aproximadamente 3/4 de probabilidad de sufrir fisión al capturar un neutrón térmico y aproximadamente 1/4 de probabilidad de retener el neutrón y convertirse en el siguiente isótopo. La proporción de ²⁴² Pu es baja a baja temperatura de combustión , pero aumenta de forma no lineal.

^{El 242} Pu tiene una sección transversal particularmente baja para la captura de neutrones térmicos ; y se necesitan tres absorciones de neutrones para convertirse en otro isótopo fisionable ( curio -245 o plutonio-241) y luego un neutrón más para experimentar la fisión . Incluso entonces, existe la posibilidad de que cualquiera de esos dos isótopos fisionables absorba el cuarto neutrón en lugar de fisionarse, convirtiéndose en curio-246 (en camino a actínidos aún más pesados como el californio , que es un emisor de neutrones por fisión espontánea y difícil de manejar) o convirtiéndose nuevamente en ²⁴² Pu, por lo que el número medio de neutrones absorbidos hasta la fisión es incluso mayor que 4. Por lo tanto, ^{el 242} Pu es particularmente inadecuado para reciclarlo en un reactor térmico y se usaría mejor en un reactor rápido donde puede fisionarse directamente. Sin embargo, la baja sección transversal del ²⁴² Pu significa que relativamente poco de él se transmuta durante un ciclo en un reactor térmico.

Decadencia

^{El 242} Pu alfa se desintegra en uranio-238 , antes de continuar a lo largo de la serie del uranio . ^{El 242} Pu se desintegra por fisión espontánea en aproximadamente el 5,5 × 10 ⁻⁴ % de los casos. ^[7]

Referencias

^ "RESULTADOS ISOTÓPICOS DE PLUTONIO DE MUESTRAS CONOCIDAS UTILIZANDO EL CÓDIGO DE ANÁLISIS DE ESPECTROSCOPÍA SNAP GAMMA Y LA RUTINA DE AJUSTE DE ESPECTRO DE ROBWIN" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2017-08-13 . Consultado el 2013-03-15 .
^ Más radio (elemento 88). Aunque 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 una vida media de al menos cuatro años (el nucleido de vida más larga en el intervalo es el radón-222 con una vida media de menos de cuatro días ). El isótopo de vida más larga del radio, con 1.600 años, por lo tanto merece la inclusión del elemento aquí.
^ En concreto, a partir de la fisión de neutrones térmicos del uranio-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico .
^ Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "La vida media alfa del berkelio-247; un nuevo isómero de larga vida del berkelio-248". Física nuclear . 71 (2): 299. Bibcode :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 mayor de 9 [años]. No se detectó crecimiento de Cf ²⁴⁸ , y un límite inferior para la vida media β ⁻ se puede establecer en aproximadamente 10 ⁴ [años]. No se ha detectado actividad alfa atribuible al nuevo isómero; la vida media alfa es probablemente mayor de 300 [años]".
^ Se trata del nucleido más pesado, con una vida media de al menos cuatro años antes del " mar de inestabilidad ".
^ Excluyendo aquellos 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 ¹¹³ Cd es de ocho cuatrillones de años.
^ Gráfico de todos los núcleos que incluye la vida media y el modo de desintegración.