Плутоний-244

Плутоний-244 (Pu) - это изотоп из плутония, период полураспада которого составляет 80 миллионов лет. Это больше, чем у любого из других изотопов плутония, и больше, чем у любого другого изотопа актинида, за исключением трех изотопов, имеющихся в природе: уран-235 (704 миллиона лет), уран-238 (4,468 миллиарда лет) и торий-232 (14,05 миллиарда лет). Хотя исследования противоречат друг другу, учитывая математику распада плутония-244, чрезвычайно небольшое количество все еще должно присутствовать в составе Земли, что делает его вероятным, хотя и недоказанным, кандидатом на звание самого короткоживущего (или, возможно, второго самого короткоживущего) из первичные элементы.

Точные измерения, начатые в начале 1970-х годов, обнаружили первичный плутоний-244, что сделало его самым короткоживущим первичным нуклидом. Количество Pu в пред- солнечной туманности (4,57 × 10 лет назад) было оценено как 0,8% от количества U. Поскольку возраст Земли составляет около 57 половинных лет. жизни Pu, количество плутония-244 должно быть очень небольшим; Hoffman et al. оценил его содержание в редкоземельном минерале бастнасит как c 244 = 1,0 × 10 г / г, что соответствует содержанию в земной коре как низкому как 3 × 10 г / г (т.е. общая масса плутония-244 в земной коре составляет около 9 г). Поскольку плутоний-244 не может быть легко произведен путем естественного захвата нейтронов в среде с низкой нейтронной активностью урановых руд (см. Ниже), его присутствие нельзя правдоподобно объяснить никакими другими средствами, кроме создания посредством r- процесса нуклеосинтеза в сверхновых. Таким образом, плутоний-244 должен быть вторым самым короткоживущим и самым тяжелым первичным изотопом, который был обнаружен или теоретически предсказан.

Однако обнаружение первичного плутония в 1971 году не подтверждается недавними более чувствительными измерениями с использованием метода масс-спектрометрии на ускорителе. В этом исследовании следов плутония-244 в образцах бастнасита (взятых из той же шахты, что и в предыдущем исследовании) не наблюдалось, поэтому был получен только верхний предел содержания Pu: c 244 < 0.15×10 g/g, which is 370 (or less) atoms per gram of the sample, at least 7 times lower than the abundance measured by Hoffman et al.

Живой межзвездный плутоний-244 был обнаружен в метеоритной пыли в морских отложениях, хотя обнаруженные уровни намного ниже, чем можно было бы ожидать, исходя из текущего моделирования падения из межзвездной среды.

В отличие от плутоний-238, плутоний-239, плутоний-240, плутоний-241 и плутоний-242 плутоний-244 не производится в количестве ядерным топливным циклом, потому что дальнейший захват нейтронов плутонием-242 производит плутоний-243 с коротким периодом полураспада (5 часов) и быстро бета-распад до америций-243, прежде чем появится возможность для дальнейшего захвата нейтронов в любых средах, кроме очень высокого нейтронного потока. Однако взрыв ядерного оружия может произвести некоторое количество плутония-244 за счет быстрого последовательного захвата нейтронов.