Plutonio 244

Plutonio 244
	Isótopo de plutonio
General
Símbolo	244Pu
Neutrones	150
Protones	94
Datos del núclido
Período de semidesintegración	80 millones de años
Otros
	; Radioisótopo
	Véase también: Isótopos de plutonio
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El plutonio 244 (²⁴⁴Pu) es un isótopo del plutonio que tiene un periodo de semidesintegración de 80 millones de años. Este es más largo que cualquier otro isótopo de plutonio y más largo que cualquier otro isótopo perteneciente a los actínidos, excepto por estos tres isótopos abundantes naturales: ²³⁵U (704 millones de años), ²³⁸U (4,468 mil millones de años) y ²³²Th (14,05 mil millones de años).

Las mediciones exactas, comenzando a principios de los años 70, detectaron el ²⁴⁴Pu primordial,^[1] haciéndolo el segundo nucleido primordial de más corta vida después de ¹⁴⁶Sm. La cantidad de ²⁴⁴Pu en la nebulosa que formaba el Sistema Solar (hace 4,57 × 10⁹ años) se estimó que era de 0,008.^[2] Como la edad de la Tierra es de 57 vidas medias de ²⁴⁴Pu, la cantidad de ²⁴⁴Pu que queda debe ser muy pequeña; Hoffman et al. estimó que existía ²⁴⁴Pu en la bastnasita mineral en $c 244$ =1.0×10⁻¹⁸ g/g, lo que correspondía al contenido en la corteza terrestre solo 3×10⁻²⁵ g/g^[1] (es decir, la masa total de ²⁴⁴Pu en la corteza terrestre es de aproximadamente 9 g). Debido a que ²⁴⁴Pu no puede producirse fácilmente mediante la captura neutrónica natural, su presencia no puede explicarse de manera plausible por ningún otro medio que la creación por nucleosíntesis de proceso r en supernovas. Por lo tanto, el ²⁴⁴Pu debería ser el segundo isótopo primordial más corto y el isótopo primordial más pesado detectado o teóricamente predicho.

Sin embargo, la detección del isótpo primordial ²⁴⁴Pu en 1971 no es confirmada por mediciones más sensibles^[2] utilizando el acelerador de espectrometría de masas. En este estudio, no se observaron rastros de ²⁴⁴Pu en las muestras de bastnasitas (tomadas de la misma mina del estudio inicial), por lo que sólo se obtuvo un límite superior en el contenido de ²⁴⁴Pu: $c 244$ < 0.15×10⁻¹⁸ g/g, que son 370 (o menos) átomos por gramo de la muestra, al menos 7 veces menos que la abundancia medida por Hoffman et al.

El ²⁴⁴Pu interestelar se ha detectado en el polvo de meteoritos en los sedimentos marinos, aunque los niveles detectados son mucho más bajos de lo que se esperaría de la modelización actual de la caída en el interior del medio interestelar.^[3]

Actínidos y productos de la fisión por vida media
Actínidos^[4] por cadena de desintgr.				Vida media rango (a)	Prod. fisión x rend.^[5]
4n	4n+1	4n+2	4n+3		Prod. fisión x rend.^[5]
4n	4n+1	4n+2	4n+3			4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
²²⁸Ra^№				4–6	†		¹⁵⁵Eu^þ
²⁴⁴Cm	²⁴¹Pu^ƒ	²⁵⁰Cf	²²⁷Ac^№	10–29		⁹⁰Sr	⁸⁵Kr	^113mCd^þ
²³²U^ƒ		²³⁸Pu	²⁴³Cm^ƒ	29–97		¹³⁷Cs	¹⁵¹Sm^þ	^121mSn
²⁴⁸Bk^[6]	²⁴⁹Cf^ƒ	^242mAm^ƒ		141–351	Ningún producto de la fisión tiene una vida media en el rango de 100–210k años…
	²⁴¹Am		²⁵¹Cf^ƒ^[7]	430–900
		²²⁶Ra^№	²⁴⁷Bk	1,3k–1,6k
²⁴⁰Pu	²²⁹Th	²⁴⁶Cm	²⁴³Am	4,7k–7,4k
	²⁴⁵Cm^ƒ	²⁵⁰Cm		8,3k–8,5k
			²³⁹Pu^ƒ	24,1k
		²³⁰Th^№	²³¹Pa^№	32k–76k
²³⁶Np^ƒ	²³³U^ƒ	²³⁴U^№		150k–250k	‡	⁹⁹Tc^₡	¹²⁶Sn
²⁴⁸Cm		²⁴²Pu		327k–375k			⁷⁹Se^₡
				1,53M		⁹³Zr
	²³⁷Np			2,1M–6,5M		¹⁰⁷Pd
²³⁶U			²⁴⁷Cm^ƒ	15M–24M			¹²⁹I^₡
²⁴⁴Pu^№				80M	...ni más allá de 15,7M^[8]
²³²Th^№		²³⁸U^№	²³⁵U^ƒ№	0,7G–14,1G	...ni más allá de 15,7M^[8]
Leyenda para símbolos en superescrito ₡ sección eficaz de captura de neutrones térmicos entre 8–50 barns ƒ fisible m isómero metaestable № Material radiactivo de ocurrencia natural (NORM) þ Veneno nuclear (sección eficaz de captura de neutrones térmicos > 3k barns) † rango de 4a–97a: Producto de fisión de vida mediana ‡ más de 200ka: Producto de la fisión de vida larga

A diferencia del ²³⁸Pu, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Pu y ²⁴²Pu, el ²⁴⁴Pu no es producido en cantidad por el ciclo del combustible nuclear, porque la captura neutrónica en ²⁴²Pu produce ²⁴³Pu que tiene un corto periodo de semidesintegración (5 horas) y rápidamente sufre desintegración beta a americio 243 antes de tener mucha oportunidad de capturar aún más neutrones en cualquier ambiente de flujo de neutrones. Sin embargo, una explosión de un arma nuclear puede producir algo de ²⁴⁴Pu por captura rápida de neutrones.

Referencias[editar]

↑ ^a ^b D. C. Hoffman, F. O. Lawrence, J. L. Mewherter, F. M. Rourke: "Detection of Plutonium-244 in Nature", in: Nature 1971, 234, 132–134; doi 10.1038/234132a0.
↑ ^a ^b J. Lachner et al. Attempt to detect primordial ²⁴⁴Pu on Earth. Phys. Rev. C 85 (2012) 015801. doi 10.1103/PhysRevC.85.015801
↑ Wallner, A.; Faestermann, T.; Feige, J.; Feldstein, C.; Knie, K.; Korschinek, G.; Kutschera, W.; Ofan, A.; Paul, M.; Quinto, F.; Rugel, G.; Steier, P. (2015). «Abundance of live 244Pu in deep-sea reservoirs on Earth points to rarity of actinide nucleosynthesis». Nature Communications 6: 5956. ISSN 2041-1723. doi:10.1038/ncomms6956.
↑ Sumado el radio (elemento 88). Mientras que en realidad es un sub-actínido, inmediatamente precede al actinio (89) y sigue una brecha de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84) donde no hay ningún isótopo cuya vida media supere los cuatro años (el isotopo de vida más larga en la brecha es el radón-222 con una vida media de menos de cuatro días). El isotopo de vida más larga del radio (unos 1600 años) amerita la inclusión del elemento.
↑ Específicamente de la fisión del neutrón térmico del U-235, como en un reactor nuclear típico.
↑ 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.
"Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en constante abundancia en tres muestras analizadas en un período de aproximadamente 10 meses. Esto fue atribuido a un isómero del Bk²⁴⁸ con una vida media mayor a 9 años. No se detectó ningún aumento de Cf²⁴⁸ y un límite inferior para la vida media de β⁻ puede ser establecido en aproximadamente 10⁴ años. Ninguna actividad alfa es atribuible al nuevo isómero ha sido detectada; la vida media de alfa es probablemente mayor a 300 años".
↑ Este es el isótopo más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del "Mar de Inestabilidad".
↑ Excluyendo aquellos isotopos "clásicamente estables" con vidas medias significativamente superiores a las del ²³²Th, mientras que el ^113mCd tiene una vida media de solo catorce años, como la del ¹¹³Cd que es cercana a ocho mil billones.

Datos: Q3032286

[PU244-1] D. C. Hoffman, F. O. Lawrence, J. L. Mewherter, F. M. Rourke: "Detection of Plutonium-244 in Nature", in: Nature 1971, 234, 132–134; doi 10.1038/234132a0.

[PRC-2] J. Lachner et al. Attempt to detect primordial ²⁴⁴Pu on Earth. Phys. Rev. C 85 (2012) 015801. doi 10.1103/PhysRevC.85.015801

[WallnerFaestermann2015-3] Wallner, A.; Faestermann, T.; Feige, J.; Feldstein, C.; Knie, K.; Korschinek, G.; Kutschera, W.; Ofan, A.; Paul, M.; Quinto, F.; Rugel, G.; Steier, P. (2015). «Abundance of live 244Pu in deep-sea reservoirs on Earth points to rarity of actinide nucleosynthesis». Nature Communications 6: 5956. ISSN 2041-1723. doi:10.1038/ncomms6956.

[4] Sumado el radio (elemento 88). Mientras que en realidad es un sub-actínido, inmediatamente precede al actinio (89) y sigue una brecha de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84) donde no hay ningún isótopo cuya vida media supere los cuatro años (el isotopo de vida más larga en la brecha es el radón-222 con una vida media de menos de cuatro días). El isotopo de vida más larga del radio (unos 1600 años) amerita la inclusión del elemento.

[5] Específicamente de la fisión del neutrón térmico del U-235, como en un reactor nuclear típico.

[6] 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.
"Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en constante abundancia en tres muestras analizadas en un período de aproximadamente 10 meses. Esto fue atribuido a un isómero del Bk²⁴⁸ con una vida media mayor a 9 años. No se detectó ningún aumento de Cf²⁴⁸ y un límite inferior para la vida media de β⁻ puede ser establecido en aproximadamente 10⁴ años. Ninguna actividad alfa es atribuible al nuevo isómero ha sido detectada; la vida media de alfa es probablemente mayor a 300 años".

[7] Este es el isótopo más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del "Mar de Inestabilidad".

[8] Excluyendo aquellos isotopos "clásicamente estables" con vidas medias significativamente superiores a las del ²³²Th, mientras que el ^113mCd tiene una vida media de solo catorce años, como la del ¹¹³Cd que es cercana a ocho mil billones.

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