Plutonio 244

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Plutonio 244
Isótopo de plutonio
General
Símbolo 244Pu
Neutrones 150
Protones 94
Datos del núclido
Período de semidesintegración 80 millones de años
Otros
Radioactive.svg
Radioisótopo
Véase también: Isótopos de plutonio

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 c244=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: c244 < 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
4,5–7% 0,04–1,25% <0,001%
228Ra 4–6 155Euþ
244Cm 241Puƒ 250Cf 227Ac 10–29 90Sr 85Kr 113mCdþ
232Uƒ 238Pu 243Cmƒ 29–97 137Cs 151Smþ 121mSn
248Bk[6] 249Cfƒ 242mAmƒ 141–351

Ningún producto de la fisión
tiene una vida media
en el rango de
100–210k años…

241Am 251Cfƒ[7] 430–900
226Ra 247Bk 1,3k–1,6k
240Pu 229Th 246Cm 243Am 4,7k–7,4k
245Cmƒ 250Cm 8,3k–8,5k
239Puƒ 24,1k
230Th 231Pa 32k–76k
236Npƒ 233Uƒ 234U 150k–250k 99Tc 126Sn
248Cm 242Pu 327k–375k 79Se
1,53M 93Zr
237Np 2,1M–6,5M 107Pd
236U 247Cmƒ 15M–24M 129I
244Pu 80M

...ni más allá de 15,7M[8]

232Th 238U 235Uƒ№ 0,7G–14,1G

Leyenda para símbolos en superescrito
₡  sección eficaz de captura de neutrones térmicos entre 8–50 barns
ƒ  fisible
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]

  1. 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.
  2. 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
  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.