Cesko.wiki Plutonium-240
Author
Albert FloresPlutonium-240 (240Pu nebo Pu-240) je izotop plutonia vznikající záchytem neutronu z 239Pu. Objeveno bylo na základě svého spontánního štěpení v roce 1944 v Los Alamos a mělo význam pro Projekt Manhattan.
240Pu podléhá v malé, ale významné, míře spontánnímu štěpení. Přítomnost 240Pu omezuje využití plutonia v jaderných zbraních, protože neutrony ze spontánního štěpení vyvolávají předčasnou řetězovou reakci, kde uvolněná energie rozptýlí jádro před dosažením úplné imploze. +more Většinovým způsobem přeměny je vyzáření částice alfa za vzniku uranu-236.
Jaderné vlastnosti
62 až 73 % jader 239Pu, která zachytí neutron, se rozštěpí, zbytek vytvoří 240Pu. ČRím déle zůstává jaderné palivo v reaktoru, ím větší je v něm poměrné zastoupení 240Pu.
Izotop 240Pu má podobný účinný průřez pro záchyt tepelných neutronů jako 239Pu ( oproti barnů), ovšem jeho účinný průřez pro štěpení tepelnými neutrony je malý (0,064 barnů). Když 240Pu zachytí neutron, tak je pravděpodobnost přeměny na 241Pu přibližně 4500krát větší než pravděpodobnost štěpení. +more Izotopy s lichými nukleonovými čísly snadněji zachytí neutron a následně se rozštěpí, než izotopy se sudými nukleonovými čísly, které se tak v reaktoru hromadí.
Jaderné zbraně
Příměsi 240Pu v plutoniových jaderných zbaních jsou komplikací a nejvhodnější je čisté 239Pu, a to z těchto důvodů:
* 240Pu má velký podíl spontánního štěpení. Každý neutron, který se dostane do nadkritického jádra, může způsobit okamžitý výbuch, a to i před dosažením optimální konfigurace. +more Přítomnost 240Pu tak snižuje výkonnost těchto zbraní. * Izotopy za 239Pu vyzařují mnohem více radioaktivního záření, což stěžuje jejich uchovávání. Také uvolňují více tepla, čímž mohou vyvolat fázové změny jádra.
Spontánní štěpení bylo podrobně zkoumáno v projektu Manhattan. Tento jev znemožňoval použití plutonia ve zbraních pistolovitého typu, kde se štěpný materiál do nadkritické hmotnosti dostane za několik millisekund, a vyvolalo potřebu vyvinout implozní zbraně, ve kterých proces trvá mikrosekundy.
I přesto se přespokládá, že při testu Trinity nečistoty v podobě 240Pu způsobily 12% pravděpodobnost, že bvýbuch nedosáhne maximální síly.
Ke snížení obsahu 240Pu ve zbraňovém plutoniu (méně než 7 % 240Pu) bylo využito jeho přepracování po 90 dnech používání. Tyto rychlé palivové cykly se ukázaly jako nevhodné pro civilní reaktory a obvykle se provádějí pouze v reaktorech určených na výrobu zbraňového plutonia. +more Plutonium z použitých civiliních reaktorů většinou obsahuje méně než 70 % 239Pu a okolo 26 % 240Pu, se zbytkem tvořeným ostatními izotopy plutonia, což ztěžuje jeho využití ve zbraních. U zbraní vyrobených po 40. letech 20. století ale míra, do které je 240Pu pořekážkou pro výrobu zbraní, je sporná.
Odkazy
Reference
Související články
Externí odkazy
[url=http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@na+@rel+plutonium,+radioactive]NLM Hazardous Substances Databank - Plutonium, Radioactive[/url]