Plutonium-241

Plutonium-241, ²⁴¹Pu
Umum
Simbol	241Pu
Nama	plutonium-241, Pu-241
Proton (Z)	94
Neutron (N)	147
Data nuklida
Kelimpahan alam	0 (Artifisial)
Waktu paruh (t1/2)	14 tahun
Produk peluruhan	241Am
Massa isotop	241,057 u
Mode peluruhan
Mode peluruhan	Energi peluruhan (MeV)
Peluruhan beta	0,0208
	Isotop plutonium ; Tabel nuklida lengkap

Plutonium-241 (²⁴¹Pu atau Pu-241) adalah sebuah isotop plutonium yang terbentuk ketika plutonium-240 menangkap sebuah neutron. Seperti beberapa isotop plutonium lainnya (terutama ²³⁹Pu), ²⁴¹Pu bersifat fisil, dengan penampang serapan neutron sekitar sepertiga kali lebih besar daripada ²³⁹Pu, dan kemungkinan fisi yang serupa pada penyerapan neutron, sekitar 73%. Dalam kasus non-fisi, penangkapan neutron menghasilkan plutonium-242. Secara umum, isotop dengan jumlah neutron ganjil lebih cenderung menyerap neutron, dan lebih mungkin mengalami fisi pada penyerapan neutron, daripada isotop dengan jumlah neutron genap.

Peluruhan menjadi amerisium

Aktinida dan produk fisi menurut waktu paruh l b s
Aktinida^[2] menurut rantai peluruhan				Rentang waktu paruh (a)	Produk fisi ²³⁵U menurut hasil^[3]
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^[4]	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^[5]	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^[6]
²³²Th^№		²³⁸U^№	²³⁵U^ƒ№	0,7–14,1 Ga	... maupun lebih dari 15,7 Ma^[6]
₡, 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)

²⁴¹Pu memiliki waktu paruh 14 tahun, sesuai dengan peluruhan sekitar 5% dari inti ²⁴¹Pu selama periode satu tahun. Semakin lama bahan bakar nuklir bekas menunggu sebelum diproses ulang, semakin banyak ²⁴¹Pu yang meluruh menjadi amerisium-241, yang bersifat nonfisil (meskipun dapat dibelah oleh fast neutrons) dan pemancar alfa dengan waktu paruh 432 tahun; ²⁴¹Am adalah penyumbang utama radioaktivitas limbah nuklir dalam skala ratusan atau ribuan tahun.

Amerisium memiliki valensi lebih rendah dan elektronegativitas lebih rendah daripada, plutonium, neptunium atau uranium, sehingga dalam sebagian besar pemrosesan ulang nuklir, Am cenderung tidak berfraksinasi dengan U, Np, atau Pu, tetapi dengan produk fisi basa: lantanida, stronsium, sesium, barium, itrium, dan karena itu tidak didaur ulang menjadi bahan bakar nuklir kecuali jika ada upaya khusus yang dilakukan.

Dalam reaktor termal, ²⁴¹Am menangkap sebuah neutron untuk menjadi amerisium-242, yang dengan cepat berubah menjadi kurium-242 (atau, 17,3% dari total waktu, menjadi ²⁴²Pu) melalui peluruhan beta. Baik ²⁴²Cm maupun ²⁴²Pu jauh lebih kecil kemungkinannya untuk menyerap neutron, dan bahkan lebih kecil kemungkinannya untuk membelah; namun, ²⁴²Cm berumur pendek (waktu paruh 160 hari) dan hampir selalu mengalami peluruhan alfa menjadi ²³⁸Pu daripada menangkap neutron lain. Singkatnya, ²⁴¹Am perlu menyerap dua neutron sebelum kembali menjadi isotop fisil.

Lihat pula

Referensi

^ Table de Radionucleides Pu-241, Laboratoire National Henri Becquerel
^ 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.

[1] Table de Radionucleides Pu-241, Laboratoire National Henri Becquerel

[2] 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.

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

[4] 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]."

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

[6] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]