Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Плутоній 240 Плутоній 240 Таблиця ізотопів Загальні відомості Назва символ Плутоній 240 240Pu Нейтронів 146 Протонів 94

Плутоній-240

Плутоній-240
Плутоній-240
image

Плутоній-240

Загальні відомості
Назва, символ Плутоній-240,240Pu
Нейтронів 146
Протонів 94
Властивості ізотопу
Природна концентрація [en]
Період напіврозпаду 6561(7) років
Атомна маса 240.0538135(20) а.о.м
Канал розпаду Енергія розпаду
Альфа-розпад 5.25575(14) МеВ

Плутоній-240 (240Pu або Pu-240) — ізотоп плутонію, який утворюється, коли плутоній-239 захоплює нейтрон. Виявлення його спонтанного поділу призвело до його відкриття в 1944 році в Лос-Аламосі та мало важливі наслідки для Манхеттенського проекту.

240Pu піддається спонтанному поділу як вторинний спосіб розпаду з невеликою, але значною швидкістю. Наявність 240Pu обмежує використання плутонію в ядерній бомбі, тому що потік нейтронів від спонтанного поділу ініціює ланцюгову реакцію передчасно, спричиняючи раннє вивільнення енергії, яка фізично розсіює ядро до досягнення повної імплозії. Розпадається шляхом альфа-випромінювання до урану-236.

Ядерні властивості

Приблизно від 62% до 73% часу, коли 239Pu захоплює нейтрон, він зазнає поділу ; решту часу він утворює 240Pu. Чим довше ядерний паливний елемент залишається в ядерному реакторі, тим більшим стає відносний відсоток 240Pu в паливі.

Ізотоп 240Pu має приблизно такий же поперечний переріз захоплення теплових нейтронів, як і 239Pu (289.5±1.4 проти 269.3±2.9 барна), але лише крихітний переріз поділу теплових нейтронів (0,064 барна). Коли ізотоп 240Pu захоплює нейтрон, він приблизно в 4500 разів вища ймовірність перетворитися на (інші мови), ніж поділитися. Загалом ізотопи з непарними масовими числами мають більшу ймовірність поглинати нейтрон і можуть легше зазнавати поділу при поглинанні нейтронів, ніж ізотопи з парними масовими числами. Таким чином, навіть маса ізотопів має тенденцію до накопичення, особливо в тепловому реакторі.

Ядерна зброя

Неминуча присутність приблизно 240Pu в ядерній ядерній боєголовці на основі плутонію ускладнює її конструкцію, і чистий 239Pu вважається оптимальним. Зі кількох причин:

  • 240Pu має високу швидкість спонтанного поділу. Один блукаючий нейтрон, який потрапляє в надкритичний стан активної зони, спричинить його детонацію майже миттєво, навіть до того, як його буде розчавлено до оптимальної конфігурації. Таким чином, присутність 240Pu може призвести до випадкового вибуху з вибуховою потужністю, значно нижчою за потенційну.
  • Ізотопи, окрім 239Pu, виділяють значно більше радіації, що ускладнює роботу з ними робітникам.
  • Ізотопи, окрім 239Pu, виробляють більше тепла розпаду, що може спричинити спотворення фазових змін прецизійного сердечника, якщо їм дозволити накопичуватися.

Проблема спонтанного поділу була широко досліджена вченими Манхеттенського проекту під час Другої світової війни. Вона унеможливила використання плутонію в ядерній зброї гарматного типу, в якій збирання матеріалу, що розщеплюється, у його оптимальну конфігурацію надкритичної маси може тривати до мілісекунди, і змусила розробити зброю імплозивного типу, де збирання відбувається в кілька мікросекунд. Навіть з такою конструкцією перед тестом Трініті було підраховано, що домішка 240Pu спричинить 12% шанс того, що вибух не досягне максимальної потужності.

Дивись також

Примітки

  1. Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (December 2003). The Nubase evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics A. 729 (1): 3—128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  2. Audi, Georges; Wapstra, Aaldert Hendrik; Thibault, Catherine (December 2003). The Ame2003 atomic mass evaluation. Nuclear Physics A. 729 (1): 337—676. Bibcode:2003NuPhA.729..337A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
  3. Farwell, G. W. (1990). Emilio Segre, Enrico Fermi, Pu-240, and the atomic bomb. Symposium to Commemorate the 50th Anniversary of the Discovery of Transuranium Elements.
  4. Şahin, Sümer (1981). Remarks On The Plutonium-240 Induced Pre-Ignition Problem In A Nuclear Device. Nuclear Technology. 54 (1): 431—432. doi:10.13182/NT81-A32795. The energy yield of a nuclear explosive decreases by one and two orders of magnitude if the 240 Pu content increases from 5 (nearly weapons-grade plutonium) to 15 and 25%, respectively
  5. Bodansky, David (2007). Nuclear Bombs, Nuclear Energy, and Terrorism. Nuclear Energy: Principles, Practices, and Prospects (англ.). Springer Science & Business Media. ISBN .
  6. Mughabghab, S. F. (2006). Atlas of neutron resonances : resonance parameters and thermal cross sections Z=1-100. Amsterdam: Elsevier. ISBN .
  7. Actinide data: Thermal neutron cross sections, resonance integrals, and Westcott factors. Nuclear Data for Safeguards. International Atomic Energy Agency. Процитовано 11 вересня 2016.
  8. Mark, J. Carson; Hippel, Frank von; Lyman, Edward (30 жовтня 2009). Explosive Properties of Reactor-Grade Plutonium (PDF). Science & Global Security. 17 (2–3): 170—185. Bibcode:2009S&GS...17..170M. doi:10.1080/08929880903368690. ISSN 0892-9882.
  9. Chamberlain, O.; Farwell, G. W.; Segrè, E. (1954). Pu-240 and Its Spontaneous Fission. Physical Review. 94 (1): 156. Bibcode:1954PhRv...94..156C. doi:10.1103/PhysRev.94.156.
  10. Hoddeson, Lillian (1993). The Discovery of Spontaneous Fission in Plutonium during World War II. Historical Studies in the Physical and Biological Sciences. 23 (2): 279—300. doi:10.2307/27757700. JSTOR 27757700.

Посилання

  • Банк даних про небезпечні речовини NLM – Плутоній, радіоактивний

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Plutonij 240 Plutonij 240 Tablicya izotopiv Zagalni vidomosti Nazva simvol Plutonij 240 240Pu Nejtroniv 146 Protoniv 94 Vlastivosti izotopu Prirodna koncentraciya en Period napivrozpadu 6561 7 rokiv Atomna masa 240 0538135 20 a o m Kanal rozpadu Energiya rozpadu Alfa rozpad 5 25575 14 MeV Plutonij 240 240 Pu abo Pu 240 izotop plutoniyu yakij utvoryuyetsya koli plutonij 239 zahoplyuye nejtron Viyavlennya jogo spontannogo podilu prizvelo do jogo vidkrittya v 1944 roci v Los Alamosi ta malo vazhlivi naslidki dlya Manhettenskogo proektu 240Pu piddayetsya spontannomu podilu yak vtorinnij sposib rozpadu z nevelikoyu ale znachnoyu shvidkistyu Nayavnist 240Pu obmezhuye vikoristannya plutoniyu v yadernij bombi tomu sho potik nejtroniv vid spontannogo podilu iniciyuye lancyugovu reakciyu peredchasno sprichinyayuchi rannye vivilnennya energiyi yaka fizichno rozsiyuye yadro do dosyagnennya povnoyi imploziyi Rozpadayetsya shlyahom alfa viprominyuvannya do uranu 236 Yaderni vlastivostiPriblizno vid 62 do 73 chasu koli 239Pu zahoplyuye nejtron vin zaznaye podilu reshtu chasu vin utvoryuye 240Pu Chim dovshe yadernij palivnij element zalishayetsya v yadernomu reaktori tim bilshim staye vidnosnij vidsotok 240Pu v palivi Izotop 240Pu maye priblizno takij zhe poperechnij pereriz zahoplennya teplovih nejtroniv yak i 239Pu 289 5 1 4 proti 269 3 2 9 barna ale lishe krihitnij pereriz podilu teplovih nejtroniv 0 064 barna Koli izotop 240Pu zahoplyuye nejtron vin priblizno v 4500 raziv visha jmovirnist peretvoritisya na inshi movi nizh podilitisya Zagalom izotopi z neparnimi masovimi chislami mayut bilshu jmovirnist poglinati nejtron i mozhut legshe zaznavati podilu pri poglinanni nejtroniv nizh izotopi z parnimi masovimi chislami Takim chinom navit masa izotopiv maye tendenciyu do nakopichennya osoblivo v teplovomu reaktori Yaderna zbroyaNeminucha prisutnist priblizno 240Pu v yadernij yadernij boyegolovci na osnovi plutoniyu uskladnyuye yiyi konstrukciyu i chistij 239Pu vvazhayetsya optimalnim Zi kilkoh prichin 240Pu maye visoku shvidkist spontannogo podilu Odin blukayuchij nejtron yakij potraplyaye v nadkritichnij stan aktivnoyi zoni sprichinit jogo detonaciyu majzhe mittyevo navit do togo yak jogo bude rozchavleno do optimalnoyi konfiguraciyi Takim chinom prisutnist 240Pu mozhe prizvesti do vipadkovogo vibuhu z vibuhovoyu potuzhnistyu znachno nizhchoyu za potencijnu Izotopi okrim 239Pu vidilyayut znachno bilshe radiaciyi sho uskladnyuye robotu z nimi robitnikam Izotopi okrim 239Pu viroblyayut bilshe tepla rozpadu sho mozhe sprichiniti spotvorennya fazovih zmin precizijnogo serdechnika yaksho yim dozvoliti nakopichuvatisya Problema spontannogo podilu bula shiroko doslidzhena vchenimi Manhettenskogo proektu pid chas Drugoyi svitovoyi vijni Vona unemozhlivila vikoristannya plutoniyu v yadernij zbroyi garmatnogo tipu v yakij zbirannya materialu sho rozsheplyuyetsya u jogo optimalnu konfiguraciyu nadkritichnoyi masi mozhe trivati do milisekundi i zmusila rozrobiti zbroyu implozivnogo tipu de zbirannya vidbuvayetsya v kilka mikrosekund Navit z takoyu konstrukciyeyu pered testom Triniti bulo pidrahovano sho domishka 240Pu sprichinit 12 shans togo sho vibuh ne dosyagne maksimalnoyi potuzhnosti Divis takozhVigoryannya Izotopi plutoniyuPrimitkiAudi Georges Bersillon Olivier Blachot Jean Wapstra Aaldert Hendrik December 2003 The Nubase evaluation of nuclear and decay properties Nuclear Physics A 729 1 3 128 Bibcode 2003NuPhA 729 3A doi 10 1016 j nuclphysa 2003 11 001 Audi Georges Wapstra Aaldert Hendrik Thibault Catherine December 2003 The Ame2003 atomic mass evaluation Nuclear Physics A 729 1 337 676 Bibcode 2003NuPhA 729 337A doi 10 1016 j nuclphysa 2003 11 003 Farwell G W 1990 Emilio Segre Enrico Fermi Pu 240 and the atomic bomb Symposium to Commemorate the 50th Anniversary of the Discovery of Transuranium Elements Sahin Sumer 1981 Remarks On The Plutonium 240 Induced Pre Ignition Problem In A Nuclear Device Nuclear Technology 54 1 431 432 doi 10 13182 NT81 A32795 The energy yield of a nuclear explosive decreases by one and two orders of magnitude if the 240 Pu content increases from 5 nearly weapons grade plutonium to 15 and 25 respectively Bodansky David 2007 Nuclear Bombs Nuclear Energy and Terrorism Nuclear Energy Principles Practices and Prospects angl Springer Science amp Business Media ISBN 978 0 387 26931 3 Mughabghab S F 2006 Atlas of neutron resonances resonance parameters and thermal cross sections Z 1 100 Amsterdam Elsevier ISBN 978 0 08 046106 9 Actinide data Thermal neutron cross sections resonance integrals and Westcott factors Nuclear Data for Safeguards International Atomic Energy Agency Procitovano 11 veresnya 2016 Mark J Carson Hippel Frank von Lyman Edward 30 zhovtnya 2009 Explosive Properties of Reactor Grade Plutonium PDF Science amp Global Security 17 2 3 170 185 Bibcode 2009S amp GS 17 170M doi 10 1080 08929880903368690 ISSN 0892 9882 Chamberlain O Farwell G W Segre E 1954 Pu 240 and Its Spontaneous Fission Physical Review 94 1 156 Bibcode 1954PhRv 94 156C doi 10 1103 PhysRev 94 156 Hoddeson Lillian 1993 The Discovery of Spontaneous Fission in Plutonium during World War II Historical Studies in the Physical and Biological Sciences 23 2 279 300 doi 10 2307 27757700 JSTOR 27757700 PosilannyaBank danih pro nebezpechni rechovini NLM Plutonij radioaktivnij

Дата публікації:
Топ