Plutoni-239

Archiu:Plutonium-239.svg

Plutoni-239

El plutoni-239 (²³⁹Pu) és un isòtop fisible del plutoni. Este isòtop és el principalment usat en la producció d'armes nuclears. Encara que l'urani-235 també s'ha utilisat, és actualment considerat un isòtop secundari. El plutoni-239 és també un dels tres principals isòtops utilisats com a combustible en reactors nuclears, junt en l'urani-235 i l'urani-233. La bomba atòmica "Fat Man" que es va utilisar per a bombardejar Nagasaki tenia un núcleu de plutoni-239. El ²³⁹Pu té un periodo de semidesintegración de 24 200 anys.

Propietats nuclears

Les propietats nuclears del plutoni-239, aixina com la capacitat de produir grans cantitats de Pu-239, més assequible que l'urani-235 altament enriquit, han dut al seu us en armes nuclears i centrals nuclears. La fissió d'un àtom de U-235 en el reactor d'una central nuclear produïx de dos a tres neutrons. Estos neutrons poden ser absorbits per el U-238 per a produir Pu-239 i uns atres isòtops. El plutoni-239 pot absorbir neutrons i fisionarse junt en U-235 en un reactor.

La fissió d'un àtom de plutoni-239 genera 207.1 MeV = 3.318·10⁻¹¹ J, és dir, 19.98 TJ/mol = 83.61 TJ/kg.

Producció

El ²³⁹Pu es produïx quan un àtom d'urani-238 captura un neutró i es convertix en urani-239; posteriorment est sofrix una desintegració beta per a convertir-se en neptuni-239 (intermig); després est sofrix una atra desintegració beta para finalment obtindre el plutoni-239 com a producte final, sent largamente produït d'eixa forma en reactors nuclears. La següent equació expressa la producció de ²³⁹Pu.

${}^{\mathrm{238}}{}_{\mathrm{92}}\mathrm{U}\mathrm{+}{}_{\mathrm{0}}^{\mathrm{1}}\mathrm{n}\mathrm{⟶}{}_{\mathrm{92}}^{\mathrm{239}}\mathrm{U}\underset{23.5min}{\overset{{\beta }^{-}}{\to }}{}_{\mathrm{93}}^{\mathrm{239}}\mathrm{N}\mathrm{p}\underset{2.3565d}{\overset{{\beta }^{-}}{\to }}{}_{\mathrm{94}}^{\mathrm{239}}\mathrm{P}\mathrm{u}$