Πλουτώνιο-239

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Πλουτώνιο-239
Plutonium ring.jpg

Ένα κατά 99,6% δαχτυλίδι καθαρού πλουτωνίου-239

Γενικά
Όνομα, Σύμβολο Πλουτώνιο-239,239Pu
Νετρόνια 145
Πρωτόνια 94
Πληροφορίες νουκλεϊδίου
Αφθονία στη φύση (ίχνη) περίπου 0,000.000.001
Ημιζωή 24.100 χρόνια
Γονικά ισότοπα 243Cm (α)
239Am (EC)
239Np (β)
Μάζα ισότοπου 239.0521634 u
Σπιν
Άλφα διάσπαση 5,245 MeV

Το Πλουτώνιο-239 είναι ένα ισότοπο του πλουτώνιου. Είναι το αρχικό εύσχιστο ισότοπο που χρησιμοποιείται για την παραγωγή των πυρηνικών όπλων, αν και το ουράνιο-235 έχει χρησιμοποιηθεί επίσης και είναι αυτήν την περίοδο το δευτεροβάθμιο ισότοπο. Το πλουτώνιο-239 είναι επίσης ένα από τα τρία κύρια ισότοπα που καταδεικνύονται χρησιμοποιήσιμα ως καύσιμα στους πυρηνικούς αντιδραστήρες, μαζί με το ουράνιο-235 και το ουράνιο-233. Το πλουτώνιο-239 έχει ημιζωή 24.100 ετών.

Πυρηνικές ιδιότητες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι πυρηνικές ιδιότητες του πλουτωνίου-239, καθώς και η φθηνή ικανότητα παραγωγής μεγάλων ποσοτήτων πολύ καθαρού πλουτωνίου-239 από υψηλού βαθμού όπλα τύπου ουρανίου-235, οδήγησε στο να χρησιμεύσει σε πυρηνικά όπλα και σταθμούς πυρηνικής ενέργειας. Η σχάση ενός ατόμου ουρανίου-235 στο εσωτερικό του αντιδραστήρα του πυρηνικού σταθμού παραγωγής ενέργειας, παράγει δύο με τρία νετρόνια, και αυτά τα νετρόνια μπορούν να απορροφηθούν από το ουράνιο-238 για να δημιουργήσουν πλουτώνιο-239 και άλλα ισότοπα. Το πλουτώνιο-239 μπορεί επίσης να απορροφήσει και νετρόνια σχάσης μαζί με το ουράνιο-235 σε έναν αντιδραστήρα.

Από όλο το σύνολο των πιο διαδεδομένων πυρηνικών καυσίμων, το 239Pu έχει την μικρότερη κρίσιμη μάζα. Μια σφαιρική απαραβίαστη κρίσιμη μάζα είναι περίπου 11 kg (24.2 lbs) [1], 10.2 cm (4") σε διάμετρο. Χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα ερεθίσματα, τους ανακλαστήρες νετρονίων, την γεωμετρία κατάρρευσης και τις παραποιήσεις, αυτή η κρίσιμη μάζα μπορεί να μειωθεί κατά περισσότερο από το διπλάσιο. Αυτή η βελτιστοποίηση απαιτεί συνήθως μια μεγάλη αναπτυξιακή πυρηνική οργάνωση που να υποστηρίζεται από ένα κυρίαρχο έθνος.

Η σχάση ενός ατόμου του Pu-239 παράγει 207,1 MeV = 3.318 × 10-11 J, δηλαδή 19,98 TJ/mol = 83.61 TJ/kg [2].

τύπος πηγής ακτινοβολίας (σχάση του Pu-239) Μέση απελευθερωμένη ενέργεια [MeV] [2]
Ακαριαία απελευθερωμένη ενέργεια
Κινητική ενέργεια θραυσμάτων σχάσεως 175.8
Κινητική ενέργεια ταχέων νετρονίων     5.9
Ενέργεια που μεταφέρεται από ταχείες γ-ακτίνες     7.8
Ενέργεια από διασπασμένα προϊόντα σχάσεως
Ενέργεια των β−-σωματιδίων     5.3
Ενέργεια των αντινετρίνων     7.1
Ενέργεια των καθυστερημένων ακτίνων γ     5.2
Άθροισμα (συνολική ενέργεια αποσύνθεσης) 207.1
Ενέργεια που απελευθερώνεται όταν συλλαμβάνονται τα ταχέα νετρόνια τα οποία δεν (ανα)παράγουν πυρηνική σχάση   11.5
Ενέργεια που μετατρέπεται σε θερμότητα σε ένα λειτουργικό θερμικό πυρηνικό αντιδραστήρα (αντινετρίνο ενέργειας που διαφεύγουν του αντιδραστήρα και δεν εμφανίζονται στο σύνολο της θερμότητας) 211.5

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]