Каталог статей /

Плутоний :: Нахождение в природе

Плутоний · История · Свойства · Нахождение в природе · Изотопы · Сплавы · Меры предосторожности · Методы отделения · Применение · Цены на плутоний · Плутоний в художественных произведениях · Близкие статьи · Примечания · Официальный сайт ·


Природный плутоний

Распространение следующих после урана элементов резко падает.
Распространение следующих после урана элементов резко падает.

Незначительные количества по крайней мере двух изотопов плутония (239Pu и 244Pu) найдены в природе.

В урановых рудах в результате захвата нейтронов ядрами урана-238 образуется уран-239, который испытывает бета-распад в нептуний-239. В результате следующего -распада возникает природный плутоний-239. Происходит следующая ядерная реакция:

\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \xrightarrow{\gamma} \ ^{239}_{\ 92}U\ \xrightarrow[23,5 \ \mathrm{min}]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,3565 \ \mathrm{d}]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}

По этой же реакции плутоний-239 синтезируется в промышленных масштабах (Подробнееизотопы и синтез). Но в тоже время в природе плутоний образуется в таких микроскопических количествах (самое большое отношение 239Pu/238U составляет 15·10-12), что о его добыче из урановых руд не может быть и речи. В среднем содержание 239Pu примерно в 400 тыс. раз меньше, чем радия. Так, малые количества плутония-239 — триллионная доля — были найдены в урановых рудах в природном ядерном реакторе в Окло (англ. Oklo), Габон. Отношение плутония к урану, разработка руд которого планируется на 2013 год в шахте Cigar Lake (англ. Cigar Lake Mine), составляет примерно от 2,4·10-12 до 44·10-12.

Благодаря масс-спектрометрическим измерениям в докембрийском бастнезите было установлено также наличие другого изотопа, плутония-244. Он имеет самый большой среди изотопов плутония период полураспада — примерно 80 млн лет, но несмотря на это, его содержание меньше, чем плутония-239, поскольку он не образуется в природных реакциях в земной коре, а только распадается. Этот изотоп является примордиальным, то есть дожил до нашего времени со времён, предшествовавших образованию Солнечной системы (4,567 млрд лет назад). За прошедшие 57 периодов полураспада осталась лишь очень небольшая часть от первоначального количества атомов 244Pu, примерно 6,5·10-18.

Поскольку относительно долгоживущий изотоп плутоний-240 находится в цепочке распада примордиального плутония-244, то он также присутствует в природе, возникая после альфа-распада 244Pu и двух последующих бета-распадов короткоживущих промежуточных ядер. Однако время жизни 240Pu на 4 порядка меньше времени жизни материнского ядра, поэтому и его природное содержание тоже примерно в 104 раз меньше, чем плутония-244.

Очень небольшие количества плутония-238 должны содержаться в урановых рудах как продукт весьма редкого двойного бета-распада урана-238, открытого в 1991 году.

Таким образом, в земной коре существует 4 природных изотопа плутония: 238Pu, 239Pu, 240Pu и 244Pu, из которых первые три — радиогенные, а четвёртый — примордиальный. Однако экспериментально в природе наблюдались лишь 239Pu и 244Pu. Впервые природный плутоний был выделен в 1948 г. из урановой смоляной руды Г. Т. Сиборгом и М. Перлманом.

Техногенный плутоний

Минимальные количества плутония гипотетически могут находится в человеческом организме, учитывая, что было проведено около 550 ядерных испытаний, так или иначе связанных с плутонием. Большая часть подводных и воздушных ядерных испытаний было прекращено благодаря договору о запрещении ядерных испытаний, который был подписан в 1963 году и ратифицирован СССР, США, Великобританией и другими государствами. Некоторые государства продолжили ядерные испытания.

Именно потому, что плутоний-239 был синтезирован специально для ядерных испытаний, на сегодняшний день он является самым распространённым и часто используемым синтезированным нуклидом из всех изотопов плутония.

  • Russian to English Russian to German Russian to French Russian to Spanish Russian to Italian Russian to Japanese

Информация на сайте из открытых источников. Основа ВикипедиЯ. | Пожалуйста, внимательно прочитайте эту страницу!