Plutonium-242

Plutonium-242, ²⁴²Pu
Umum
Simbol	242Pu
Nama	plutonium-242, Pu-242
Proton (Z)	94
Neutron (N)	148
Data nuklida
Waktu paruh (t1/2)	375.000 tahun
Produk peluruhan	U
Massa isotop	242,059 u
Mode peluruhan
Mode peluruhan	Energi peluruhan (MeV)
	Isotop plutonium ; Tabel nuklida lengkap

Aktinida dan produk fisi menurut waktu paruh l b s
Aktinida^[1] menurut rantai peluruhan				Rentang waktu paruh (a)	Produk fisi ²³⁵U menurut hasil^[2]
4n	4n + 1	4n + 2	4n + 3	Rentang waktu paruh (a)	4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
²²⁸Ra^№				4–6 a		¹⁵⁵Eu^þ
²⁴⁴Cm^ƒ	²⁴¹Pu^ƒ	²⁵⁰Cf	²²⁷Ac^№	10–29 a	⁹⁰Sr	⁸⁵Kr	^113mCd^þ
²³²U^ƒ		²³⁸Pu^ƒ	²⁴³Cm^ƒ	29–97 a	¹³⁷Cs	¹⁵¹Sm^þ	^121mSn
²⁴⁸Bk^[3]	²⁴⁹Cf^ƒ	^242mAm^ƒ		141–351 a	Tidak ada produk fisi yang memiliki waktu paruh dalam rentang 100 a–210 ka ...
	²⁴¹Am^ƒ		²⁵¹Cf^ƒ^[4]	430–900 a
		²²⁶Ra^№	²⁴⁷Bk	1,3–1,6 ka
²⁴⁰Pu	²²⁹Th	²⁴⁶Cm^ƒ	²⁴³Am^ƒ	4,7–7,4 ka
	²⁴⁵Cm^ƒ	²⁵⁰Cm		8,3–8,5 ka
			²³⁹Pu^ƒ	24,1 ka
		²³⁰Th^№	²³¹Pa^№	32–76 ka
²³⁶Np^ƒ	²³³U^ƒ	²³⁴U^№		150–250 ka	⁹⁹Tc^₡	¹²⁶Sn
²⁴⁸Cm		²⁴²Pu		327–375 ka		⁷⁹Se^₡
				1,53 Ma	⁹³Zr
	²³⁷Np^ƒ			2,1–6,5 Ma	¹³⁵Cs^₡	¹⁰⁷Pd
²³⁶U			²⁴⁷Cm^ƒ	15–24 Ma		¹²⁹I^₡
²⁴⁴Pu				80 Ma	... maupun lebih dari 15,7 Ma^[5]
²³²Th^№		²³⁸U^№	²³⁵U^ƒ№	0,7–14,1 Ga	... maupun lebih dari 15,7 Ma^[5]
₡, memiliki penampang penangkap neutron termal dalam rentang 8–50 barn ƒ, fisil №, terutama bahan radioaktif alami (naturally occurring radioactive material, NORM) þ, racun neutron (penangkap neutron termal yang lebih besar dari 3k barn)

Plutonium-242 (²⁴²Pu atau Pu-242) adalah salah satu isotop plutonium, yang berumur terpanjang kedua, dengan waktu paruh 375.000 tahun. Waktu paruh ²⁴²Pu sekitar 15 kali lebih lama dari ²³⁹Pu; oleh karena itu, ia 115 kali lebih radioaktif daripada ²³⁹Pu, dan bukan salah satu penyumbang terbesar radioaktivitas limbah nuklir. Emisi sinar gama ²⁴²Pu juga lebih lemah daripada isotop plutonium lainnya.^[6]

Ia tidak fisil (meskipun dapat dibelah oleh neutron cepat) dan penampang tangkapan neutronnya juga rendah.

Dalam siklus bahan bakar nuklir

Plutonium-242 diproduksi oleh penangkapan neutron berturut-turut pada ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu, dan ²⁴¹Pu. Isotop bermassa ganjil ²³⁹Pu dan ²⁴¹Pu memiliki sekitar 34 peluang untuk mengalami fisi saat menangkap neutron termal dan sekitar 14 peluang untuk mempertahankan neutron dan menjadi isotop berikutnya. Proporsi ²⁴²Pu rendah pada pembakaran rendah tetapi meningkat secara nonlinier.

Plutonium-242 memiliki penampang untuk penangkapan neutron termal; dan dibutuhkan tiga penyerapan neutron untuk menjadi isotop fisil lainnya (kurium-245 atau plutonium-241) dan kemudian satu neutron lagi untuk menjalani fisi. Meski begitu, ada kemungkinan salah satu dari dua isotop fisil itu akan menyerap neutron keempat alih-alih fisi, menjadi kurium-246 (dalam perjalanan ke aktinida yang lebih berat seperti kalifornium, yang merupakan pemancar neutron dengan fisi spontan dan sulit ditangani) atau menjadi ²⁴²Pu lagi; sehingga jumlah rata-rata neutron yang diserap sampai fisi bahkan lebih tinggi dari 4. Oleh karena itu, ²⁴²Pu sangat tidak cocok untuk didaur ulang dalam reaktor termal dan akan lebih baik digunakan dalam reaktor cepat yang dapat langsung dibelah. Namun, penampang rendah ²⁴²Pu berarti bahwa hanya relatif sedikit yang akan ditransmutasikan selama satu siklus dalam reaktor termal.

Peluruhan

Plutonium-242 meluruh menjadi uranium-238 melalui peluruhan alfa, sebelum melanjutkan deret uranium. Plutonium-242 kadang-kadang akan meluruh melalui fisi spontan dengan laju 5,5×10⁻⁴%.^[7]

Lihat pula

Referensi

^ Ditambah radium (unsur 88). Meskipun sebenarnya radium adalah sub-aktinida, ia segera mendahului aktinium (89) dan mengikuti celah ketidakstabilan tiga unsur setelah polonium (84) di mana tidak ada nuklida yang memiliki waktu paruh setidaknya empat tahun (nuklida yang berumur paling panjang di celah tersebut adalah radon-222 dengan waktu paruh kurang dari empat hari). Isotop radium yang paling lama hidup memiliki waktu paruh 1.600 tahun, sehingga layak untuk dimasukkan ke dalam unsur di sini.
^ Khususnya dari fisi neutron termal uranium-235, misalnya dalam reaktor nuklir biasa.
^ Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
"Analisis isotop mengungkapkan spesies bermassa 248 dalam kelimpahan konstan dalam tiga sampel yang dianalisis selama periode sekitar 10 bulan. Ini dianggap berasal dari isomer ²⁴⁸Bk dengan waktu paruh lebih besar dari 9 [tahun]. Tidak ada pertumbuhan ²⁴⁸Cf yang terdeteksi, dan batas bawah untuk waktu paruh β⁻ dapat ditetapkan sekitar 10⁴ [tahun]. Tidak ada aktivitas alfa yang disebabkan oleh isomer baru yang terdeteksi; waktu paruh alfa mungkin lebih besar dari 300 [tahun]."
^ Ini adalah nuklida terberat dengan waktu paruh setidaknya empat tahun sebelum "lautan ketidakstabilan".
^ Tidak termasuk nuklida yang "stabil secara klasik" dengan waktu paruh secara signifikan melebihi ²³²Th; misalnya, ^113mCd memiliki waktu paruh hanya empat belas tahun, ¹¹³Cd hampir delapan kuadriliun tahun.
^ "PLUTONIUM ISOTOPIC RESULTS OF KNOWN SAMPLES USING THE SNAP GAMMA SPECTROSCOPY ANALYSIS CODE AND THE ROBWIN SPECTRUM FITTING ROUTINE" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2017-08-13. Diakses tanggal 2022-06-23.
^ Bagan semua inti yang mencakup waktu paruh dan mode peluruhan

[1] Ditambah radium (unsur 88). Meskipun sebenarnya radium adalah sub-aktinida, ia segera mendahului aktinium (89) dan mengikuti celah ketidakstabilan tiga unsur setelah polonium (84) di mana tidak ada nuklida yang memiliki waktu paruh setidaknya empat tahun (nuklida yang berumur paling panjang di celah tersebut adalah radon-222 dengan waktu paruh kurang dari empat hari). Isotop radium yang paling lama hidup memiliki waktu paruh 1.600 tahun, sehingga layak untuk dimasukkan ke dalam unsur di sini.

[2] Khususnya dari fisi neutron termal uranium-235, misalnya dalam reaktor nuklir biasa.

[3] Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
"Analisis isotop mengungkapkan spesies bermassa 248 dalam kelimpahan konstan dalam tiga sampel yang dianalisis selama periode sekitar 10 bulan. Ini dianggap berasal dari isomer ²⁴⁸Bk dengan waktu paruh lebih besar dari 9 [tahun]. Tidak ada pertumbuhan ²⁴⁸Cf yang terdeteksi, dan batas bawah untuk waktu paruh β⁻ dapat ditetapkan sekitar 10⁴ [tahun]. Tidak ada aktivitas alfa yang disebabkan oleh isomer baru yang terdeteksi; waktu paruh alfa mungkin lebih besar dari 300 [tahun]."

[4] Ini adalah nuklida terberat dengan waktu paruh setidaknya empat tahun sebelum "lautan ketidakstabilan".

[5] Tidak termasuk nuklida yang "stabil secara klasik" dengan waktu paruh secara signifikan melebihi ²³²Th; misalnya, ^113mCd memiliki waktu paruh hanya empat belas tahun, ¹¹³Cd hampir delapan kuadriliun tahun.

[6] "PLUTONIUM ISOTOPIC RESULTS OF KNOWN SAMPLES USING THE SNAP GAMMA SPECTROSCOPY ANALYSIS CODE AND THE ROBWIN SPECTRUM FITTING ROUTINE" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2017-08-13. Diakses tanggal 2022-06-23.

[7] Bagan semua inti yang mencakup waktu paruh dan mode peluruhan

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]