pluton-244 - Plutonium-244

pluton-244,  244 pu
Generał
Symbol 244 Pu
Nazwy pluton-244, Pu-244
Protony 94
Neutrony 150
Dane nuklidów
Naturalna obfitość Ślad
Pół życia 8×10 7 lat
Izotopy macierzyste 248 cm  (α)
244 Np  ( β )
Produkty rozpadu 240 jednostek
Masa izotopowa 244.0642044 u
Obracać 0+
Tryby zaniku
Tryb zaniku Energia rozpadu ( MeV )
α (99,879%)  
SF (0,121%)  
Izotopy plutonu
Pełna tabela nuklidów

Pluton-244 ( 244 Pu) jest izotop z plutonu , który ma okres półtrwania 80 milionów lat. Jest to dłużej niż jakikolwiek inny izotop plutonu i dłużej niż jakikolwiek inny izotop aktynowca, z wyjątkiem trzech występujących w naturze: uranu-235 (704 mln lat), uranu-238 (4,468 mld lat) i toru-232 (14,05). miliard lat). Chociaż badania są sprzeczne, biorąc pod uwagę matematykę rozpadu plutonu-244, niezmiernie mała ilość powinna nadal znajdować się w składzie Ziemi, co czyni ją prawdopodobnym, choć niesprawdzonym kandydatem na najkrócej żyjącego (lub być może drugiego najkrótszego życia) z pierwiastki pierwotne .

Dokładne pomiary, rozpoczęte na początku lat 70., wykryły pierwotny pluton-244, co czyni go najkrócej żyjącym pierwotnym nuklidem. Kwota 244 Pu w pre- mgławicy słonecznej (4,57 x 10 9  lat temu) oszacowano na 0,8% kwoty 238 U. jako wiek Ziemi wynosi około 57 półtrwania 244 Pu, ilość plutonu Pozostało -244 powinno być bardzo małe; Hoffman i in. oszacowali jego zawartość w bastnazycie ziem rzadkich na ok. 244  = 1,0×10 −18  g/g, co odpowiadało zawartości w skorupie ziemskiej zaledwie 3×10 −25 g/g (tj. całkowitej masy plutonu -244 w skorupie ziemskiej to około 9 g). Ponieważ pluton-244 nie może być łatwo wytworzony przez naturalne wychwytywanie neutronów w środowisku rud uranu o niskiej aktywności neutronowej (patrz niżej), jego obecność nie może być wyjaśniona w żaden inny sposób niż tworzenie przez nukleosyntezę r-procesu w supernowych . Dlatego pluton-244 powinien być drugim najkrócej żyjącym i najcięższym pierwotnym izotopem wykrytym lub przewidywanym teoretycznie.

Śladowe ilości 244 Pu (które przybyły na Ziemię w ciągu ostatnich 10 milionów lat) zostały znalezione w skale z Pacyfiku przez japońską firmę zajmującą się poszukiwaniem ropy naftowej.

Wykrycie pierwotnego 244 Pu w 1971 roku nie znajduje potwierdzenia w ostatnich, bardziej czułych pomiarach metodą akceleratorowej spektrometrii masowej . W tym badaniu nie stwierdzono śladów plutonu-244 w próbkach bastnazytu (pobranych z tej samej kopalni, co we wczesnej fazie badań), więc uzyskano jedynie górną granicę zawartości 244 Pu: c 244 < 0,15×10 − 18 g/g, czyli 370 (lub mniej) atomów na gram próbki, co najmniej 7 razy mniej niż liczebność zmierzona przez Hoffmana i in.

Żywy pluton międzygwiazdowy-244 został wykryty w pyle meteorytowym w osadach morskich, chociaż wykryte poziomy są znacznie niższe niż można by oczekiwać na podstawie obecnego modelowania opadania z ośrodka międzygwiazdowego . Należy jednak pamiętać, że aby być pierwotnym nuklidem – stanowiącym amalgamat krążący wokół Słońca, który ostatecznie skondensował się z Ziemią – pluton-244 musiał stanowić część mgławicy słonecznej, a nie być uzupełniony pozasłonecznym pyłem meteorytowym. Obecność plutonu-244 w składzie meteorytu bez dowodów na to, że meteor pochodził z dysku formacyjnego Układu Słonecznego, potwierdza hipotezę, że Pu-244 był na tyle obfity, że mógł być częścią tego dysku, gdyby meteor pozasłoneczny zawierał go w jakimś innym system wspomagany grawitacyjnie, ale taki meteor nie może udowodnić hipotezy. Tylko mało prawdopodobne odkrycie Pu-244 w składzie Ziemi mogło to zrobić.

W przeciwieństwie do plutonu-238 , plutonu-239 , plutonu-240 , plutonu-241 i plutonu-242 , pluton-244 nie jest wytwarzany w ilościach w jądrowym cyklu paliwowym , ponieważ dalsze wychwytywanie neutronów na plutonie-242 wytwarza pluton-243 , który krótki okres półtrwania (5 godzin) i szybko rozpada się beta do ameryku-243, zanim będzie miał wiele okazji do dalszego wychwytywania neutronów w dowolnych środowiskach poza bardzo wysokim strumieniem neutronów. Teoretycznie eksplozja broni jądrowej może wytworzyć trochę plutonu-244 poprzez szybkie wychwytywanie kolejnych neutronów , co może być przypisane do opadu jądrowego takiej broni. Jednak do tej pory nie znaleziono takiej transmutacji plutonu lub uranu w wystarczającej ilości, aby można ją było zidentyfikować, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że testy broni jądrowej na poziomie powierzchni lub atmosfery zostały uniknięte przez jedyne dwa światowe mocarstwa, które do tej pory były w stanie przeprowadzić taką transmisję. testami, na mocy wzajemnego traktatu w traktacie o częściowym zakazie prób jądrowych z 1963 r.

Bibliografia