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Plutonium-Isotope

Liste, Daten und Eigenschaften aller bekannten natürlichen und künstlichen Isotope des Plutoniums sowie radioaktive Zerfallsprodukte bzw. Zwischenprodukte.



Plutonium Isotope

Unter Plutonium-Isotope werden alle Atomkerne des chemischen Elements Plutonium zusammengefasst; diese bestehen allesamt aus einem Atomkern mit 94 Protonen und im ungeladenen Zustand aus 94 Elektronen. Der Unterschied zwischen den einzelnen Plutonium-Isotopen beruht auf der Anzahl der Neutronen im Kern.

Abgesehen von äußerst geringen Plutonium-Spuren zum Beispiel in Uranlagerstätten kann man Plutonium als künstlich hergestelltes, synthetisches Element bezeichnen. Technisch verfügbare und verwendbare Plutonium-Isotope stammen daher aus Kernreaktoren, die mit Uran-238 betrieben werden (Pu-239); weitere Pu-Nuklide sind daraus durch weiteren Neutroneneinfang darstellbar.

Als erstes der Isotope wurde 1940 das Plutonium-238 isoliert und beschrieben.

 

Isotopentabelle: Plutonium

Isotop
Nuklid
ZANNameAtommasse
[Kernmasse]
{Massenüberschuss}
Spin I
(h/2π)
μA-Nuk
123456789
228Pu94228134Plutonium-228228,03874(3) u
[227,9871805 u]
{36,08608 MeV}
0+
229Pu94229135Plutonium-229229,04015(5) u
[228,9885905 u]
{37,39948 MeV}
(3/2+)
230Pu94230136Plutonium-230230,039651(16) u
[229,9880915 u]
{36,93467 MeV}
0+
231Pu94231137Plutonium-231231,041126(24) u
[230,9895665 u]
{38,30862 MeV}
(3/2+)
232Pu94232138Plutonium-232232,041185(19) u
[231,9896255 u]
{38,36358 MeV}
0+
233Pu94233139Plutonium-233233,04300(5) u
[232,9914405 u]
{40,05424 MeV}
234Pu94234140Plutonium-234234,043317(7) u
[233,9917575 u]
{40,34953 MeV}
0+238Cm
234Am
235Pu94235141Plutonium-235235,045285(22) u
[234,9937255 u]
{42,18271 MeV}
(5/2+)235Am
236Pu94236142Plutonium-236236,0460568(19) u
[235,9944973 u]
{42,90163 MeV}
0+236Am
236Np
240Cm
237Pu94237143Plutonium-237237,0484080(18) u
[236,9968485 u]
{45,09176 MeV}
7/2-237Am
241Cm
237m1Pu94237143Plutonium-237m1237,0484080(18) u
[236,9968485 u]
{45,09176 MeV}
1/2+
237m2Pu94237143Plutonium-237m2237,0484080(18) u
[236,9968485 u]
{45,09176 MeV}
238Pu94238144Plutonium-238238,0495582(12) u
[237,9979987 u]
{46,16317 MeV}
0+238Am
238Np
242Cm
239Pu94239145Plutonium-239239,0521617(12) u
[239,0006022 u]
{48,58831 MeV}
1/2++ 0,203(4)239Am
239Np
243Cm
239m1Pu94239145Plutonium-239m1239,0521617(12) u
[239,0006022 u]
{48,58831 MeV}
7/2-
239m2Pu94239145Plutonium-239m2239,0521617(12) u
[239,0006022 u]
{48,58831 MeV}
(5/2+)
240Pu94240146Plutonium-240240,0538118(12) u
[240,0022523 u]
{50,12537 MeV}
0+240Am
240Np
244Cm
240mPu94240146Plutonium-240m240,0538118(12) u
[240,0022523 u]
{50,12537 MeV}
241Pu94241147Plutonium-241241,0568497(12) u
[241,0052902 u]
{52,95515 MeV}
5/2+- 0,683(15)241Np
245Cm
241m1Pu94241147Plutonium-241m1241,0568497(12) u
[241,0052902 u]
{52,95515 MeV}
1/2+
241m2Pu94241147Plutonium-241m2241,0568497(12) u
[241,0052902 u]
{52,95515 MeV}
242Pu94242148Plutonium-242242,0587410(13) u
[242,0071815 u]
{54,71689 MeV}
0+242Am
242Np
246Cm
243Pu94243149Plutonium-243243,0620021(27) u
[243,0104426 u]
{57,75458 MeV}
7/2+243Np
247Cm
243mPu94243149Plutonium-243m243,0620021(27) u
[243,0104426 u]
{57,75458 MeV}
(1/2+)
244Pu94244150Plutonium-244244,0642044(25) u
[244,0126449 u]
{59,80601 MeV}
0+244Np
248Cm
244mPu94244150Plutonium-244m244,0642044(25) u
[244,0126449 u]
{59,80601 MeV}
8-
245Pu94245151Plutonium-245245,067825(15) u
[245,0162655 u]
{63,17858 MeV}
(9/2-)
245mPu94245151Plutonium-245m245,067825(15) u
[245,0162655 u]
{63,17858 MeV}
(5/2+)
246Pu94246152Plutonium-246246,070204(16) u
[246,0186445 u]
{65,3946 MeV}
0+
247Pu94247153Plutonium-247247,07419(21) u
[247,0226305 u]
{69,10754 MeV}
(1/2+)

 

 

IsotopZerfall (radioaktiver Zerfall)AEMehr
HalbwertszeitZerfallsartAnteilEnergieInfo
1101112131415
Pu-2281,1 sα zu 224U100 %7,94(18) MeVAL
Pu-229ca. 90 sα zu 225U100 %7,59(5) MeVAL
Pu-230102(19) sα zu 226U≤ 100 %7,181(7) MeVAL
Pu-2318,6(5) Minutenα zu 227U
ε zu 231Np
10(4) %
90(4) %
6,839(20) MeV
2,68(6) MeV
AL
Pu-23233,8(7) Minutenα zu 228U
EE zu 232Np
(10 %)
(90 %)
6,716(10) MeV
1,0(1) MeV
AL
Pu-23320,9(4) Minutenα zu 229U
ε zu 233Np
0,12(5) %
99,88(5) %
6,42(5) MeV
2,10(7) MeV
AL
Pu-2348,8(1) Stundenα zu 230U
EE zu 234Np
ca. 6 %
ca. 94 %
6,31(5) MeV
0,395(11) MeV
AL
Pu-23525,3(5) Minutenα zu 231U
ε zu 235Np
0,0028(7) %
99,9972(7) %
5,951(20) MeV
1,139(21) MeV
AL
Pu-2362,858(8) Jahreα zu 232U
SZ div
ca. 100 %
Spuren
5,86715(8) MeV
AL
Pu-23745,64(4) Tageα zu 233U
EE zu 237Np
0,0042(4) %
99,9958(4) %
5,7476(23) MeV
0,2201(20) MeV
AL
Pu-237m10,18(2) sIso zu 237Pu100 %145,543(8) keVAL
Pu-237m21,1(1) μsSZ div> 0 %2900(250) keVAL
Pu-23887,7(1) Jahreα zu 234U
SZ div
ca. 100 %
Spuren
5,59327(19) MeV
AL
Pu-23924110(30) Jahreα zu 235U
SZ div
ca. 100 %
Spuren
5,24452(21) MeV
AL
Pu-239m1193(4) ns391,584(3) keV
Pu-239m27,5(10) μsSF div< 100 %3100 keV
Pu-2406,561(7) Jahreα zu 236U
SZ div
ca. 100 %
Spuren
5,25582(14) MeV
AL
Pu-240m165(10) ns1308,74(5) keV
Pu-24114,329(29) Jahreα zu 237U
SZ div
β- zu 241Am
Spuren
Spuren
99,998 %
5,1401(5) MeV

0,02078(17) MeV
AL
Pu-241m10,88(5) μs161,6853(9) keV
Pu-241m220,5(22) μsSZ div100 %2200 keV
Pu-242375000 Jahreα zu 238U
SZ div
ca. 100 %
Spuren
4,9842(10) MeV
AL
Pu-2434,956(3) Stundenβ- zu 243Am100 %0,5796(26) MeVAL
Pu-243m0,33(3) μs383,64(25) keVAL
Pu-2448,13(3) × 107 Jahreα zu 240U
SZ div
99,877(6) %
0,123(6) %
4,6656(10) MeV
AL
Pu-244m1,75(12) s1211,2(8)
Pu-24510,5(1) Stundenβ- zu 245Am100 %1,278(14) MeVAL
Pu-245m0,33(2) μs264,5(3) keV
Pu-24610,84(2) Tageβ- zu 246Am100 %0,401(14) MeVAL
Pu-2472,27(23) Tageβ- zu 247Am100 %1,95(22) MeVAL

 

Erläuterungen zu den einzelnen Spalten:

1 - Symbol mit Nukleonenzahl.
2 - Z = Anzahl der Protonen (Ordnungszahl).
3 - Massenzahl A.
4 - N = Anzahl der Neutronen.
5 - Bezeichnung des Plutonium-Isotops; gegebenenfalls Trivialnamen.
6 - Relative Atommasse des Plutonium-Isotops (Isotopenmasse inklusive Elektronen) und in eckigen Klammern die Masse des Atomkerns (Kernmasse, Nuklidmasse ohne Elektronen), jeweils bezogen auf 12C = 12,00000 [2]. Zusätzlich ist der Massenüberschuss (Massenexzess) in MeV angegeben.
7 - Kernspin I, Einheit: h/2π.
8 - Kernmagnetisches Moment μmag.
9 - Ausgangsnuklide: Mögliche, angenommene oder tatsächliche Ausgangs-Nuklide (Mutternuklide, Elternnuklide). Die entsprechenden Zerfalls-Modi sind gegebenenfalls bei den Daten des jeweiligen Ausgangsnuklids zu finden.
10 - Zerfall: Halbwertszeiten des Plutonium-Isotops mit a = Jahre; ; d = Tage; h = Stunden; min = Minuten; s = Sekunden.
11 - Zerfall: Zerfallsart in die jeweiligen Tochternuklide mit n = Neutronenemission; p = Protonenemission; α = Alpha-Zerfall; ß- = Beta-Minus-Zerfall unter Elektronenemission; EE = Elektroneneinfang; ß+ = Positronenemission; ε = ß+ und/oder EE; Iso = Isomerieübergang; CZ = Cluster-Zerfall; SZ = Spontanzerfall.
12 - Zerfall: Zerfallsanteil in Prozent (%).
13 - Zerfall: Zerfallsenergie; Partikelenergie bezogen auf Zerfallsart.
14 - AE = Anregungsenergie für metastabile Kerne.
15 - Sonstige Informationen und Hinweise: AL = Weitere Niveaus, so genannte Adopted Levels (Verlinkung auf externe Daten [1]).

Sonstige:

()- Eingeklammerte Ziffern: Unsicherheit zur Darstellung der Streubreite des angegebenen Wertes.
~ - Theoretische Werte oder systematische Trends.
  - ungelistet-: Nuklide, die in der Literatur bereits erwänhnt wurden, aber aus irgendwelchen Gründen in den aktuellen Nuklidtabellen nicht mehr zu finden sind, weil sich deren Entdeckung z. B. nicht bestätigt hat.

 

NMR-aktive Plutonium-Nuklide

Nuklid
Anteil
Spin I
Kernmagnetisches
Moment
μ/μN
Gyromagnetisches
Verhältnis
107 rad T-1 s-1
Quadrupol-
Moment
Q fm-2
Resonanz-
Frequenz
v0 bei 1 T
Relative
Empfindlichkeit
H0 = const.
v0 = const. *
239Pu

1/2+
+ 0,203(4)0,9723,090,00038
0,0727

*) bezogen auf 1H = 1,000

 

Strahlenschutz

Für den Umgang mit den Plutonium-Radionukliden gelten gemäß Strahlenschutzverordnung (StrlSchV 2018) unter anderem folgende Werte (Spalten 1 bis 7):

NuklidFreigrenzenHRQ-SchwelleOFKTochternuklideHalbwertszeit
Pu-234107 Bq100 Bq/g10 Bq cm-28,8 Stunden
Pu-235107 Bq100 Bq/g10 Bq cm-225,3 Minuten
Pu-236104 Bq1 Bq/g0,1 TBq0,1 Bq cm-22,9 Jahre
Pu-237107 Bq100 Bq/g2 TBq100 Bq cm-245,3 Tage
Pu-238104 Bq0,1 Bq/g0,06 TBq0,1 Bq cm-287,7 Jahre
Pu-239+104 Bq0,1 Bq/g0,06 TBq0,1 Bq cm-224000 Jahre
Pu-240103 Bq0,1 Bq/g0,06 TBq0,1 Bq cm-26600 Jahre
Pu-241+105 Bq10 Bq/g3 TBq10 Bq cm-214,3 Jahre
Pu-242104 Bq0,1 Bq/g0,07 TBq0,1 Bq cm-2370000 Jahre
Pu-243107 Bq1000 Bq/g100 Bq cm-25,0 Stunden
Pu-244+104 Bq0,1 Bq/g0,0003 TBq0,1 Bq cm-2U-240, Np-240m, Np-2408,0 × 107 a
Pu-245+106 Bq100 Bq/g10,5 Stunden
Pu-246+106 Bq100 Bq/g10,9 Tage

(HRQ = Hochradioaktive Quellen; OFK = Oberflächenkontamination)

 

Kernisobare Nuklide des Plutoniums

Zu den Plutonium-Nukliden isobare Atomkerne befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; Z = Ordnungszahl; A = Nukleonenzahl (Massenzahl).

Z:858687888990919293949596979899100101
AAtRnFrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMd
228228At228Rn228Fr228Ra228Ac228Th228Pa228U228Np228Pu
229229At229Rn229Fr229Ra229Ac229Th229Pa229U229Np229Pu
230230Rn230Fr230Ra230Ac230Th230Pa230U230Np230Pu230Am
231231Fr231Ra231Ac231Th231Pa231U231Np231Pu231Am
232232Fr232Ra232Ac232Th232Pa232U232Np232Pu232Am232Cm
233233Ra233Ac233Th233Pa233U233Np233Pu233Am233Cm233Bk
234234Ra234Ac234Th234Pa234U234Np234Pu234Am234Cm234Bk
235235Ac235Th235Pa235U235Np235Pu235Am235Cm235Bk
236236Ac236Th236Pa236U236Np236Pu236Am236Cm236Bk
237237Th237Pa237U237Np237Pu237Am237Cm237Bk237Cf
238238Th238Pa238U238Np238Pu238Am238Cm238Bk238Cf
239239Pa239U239Np239Pu239Am239Cm239Bk239Cf
240240Pa240U240Np240Pu240Am240Cm240Bk240Cf240Es
241241U241Np241Pu241Am241Cm241Bk241Cf241Es241Fm
242242U242Np242Pu242Am242Cm242Bk242Cf242Es242Fm
243243Np243Pu243Am243Cm243Bk243Cf243Es243Fm
244244Np244Pu244Am244Cm244Bk244Cf244Es244Fm
245245Pu245Am245Cm245Bk245Cf245Es245Fm245Md
246246Pu246Am246Cm246Bk246Cf246Es246Fm246Md
247247Pu247Am247Cm247Bk247Cf247Es247Fm247Md

 

Kernisotone Nuklide des Plutoniums

Die zu den Plutonium-Kernen isotonen Nuklide befinden sich in der jeweiligen Tabellenzeile; N = Anzahl der Neutronen.


134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153
214Hg215Hg216Hg
215Tl216Tl217Tl
216Pb217Pb218Pb219Pb220Pb
217Bi218Bi219Bi220Bi221Bi
218Po219Po220Po221Po222Po223Po224Po225Po226Po227Po
219At220At221At222At223At224At225At226At227At228At229At
220Rn221Rn222Rn223Rn224Rn225Rn226Rn227Rn228Rn229Rn230Rn
221Fr222Fr223Fr224Fr225Fr226Fr227Fr228Fr229Fr230Fr231Fr232Fr
222Ra223Ra224Ra225Ra226Ra227Ra228Ra229Ra230Ra231Ra232Ra233Ra234Ra
223Ac224Ac225Ac226Ac227Ac228Ac229Ac230Ac231Ac232Ac233Ac234Ac235Ac236Ac
224Th225Th226Th227Th228Th229Th230Th231Th232Th233Th234Th235Th236Th237Th238Th
225Pa226Pa227Pa228Pa229Pa230Pa231Pa232Pa233Pa234Pa235Pa236Pa237Pa238Pa239Pa240Pa
226U227U228U229U230U231U232U233U234U235U236U237U238U239U240U241U242U
227Np228Np229Np230Np231Np232Np233Np234Np235Np236Np237Np238Np239Np240Np241Np242Np243Np244Np
228Pu229Pu230Pu231Pu232Pu233Pu234Pu235Pu236Pu237Pu238Pu239Pu240Pu241Pu242Pu243Pu244Pu245Pu246Pu247Pu
229Am230Am231Am232Am233Am234Am235Am236Am237Am238Am239Am240Am241Am242Am243Am244Am245Am246Am247Am248Am
232Cm233Cm234Cm235Cm236Cm237Cm238Cm239Cm240Cm241Cm242Cm243Cm244Cm245Cm246Cm247Cm248Cm249Cm
233Bk234Bk235Bk236Bk237Bk238Bk239Bk240Bk241Bk242Bk243Bk244Bk245Bk246Bk247Bk248Bk249Bk250Bk
237Cf238Cf239Cf240Cf241Cf242Cf243Cf244Cf245Cf246Cf247Cf248Cf249Cf250Cf251Cf
240Es241Es242Es243Es244Es245Es246Es247Es248Es249Es250Es251Es252Es
241Fm242Fm243Fm244Fm245Fm246Fm247Fm248Fm249Fm250Fm251Fm252Fm253Fm
244Md245Md246Md247Md248Md249Md250Md251Md252Md253Md254Md
250No251No252No253No254No255No
252Lr253Lr254Lr255Lr256Lr
253Rf254Rf255Rf256Rf257Rf
255Db256Db257Db258Db
258Sg259Sg
260Bh

 

Literatur und Hinweise

Eigenschaften der Plutonium-Isotope

[1] - NuDat: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, based on ENSDF and the Nuclear Wallet Cards.

[2] - G. Audi et. al.: The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics, (2003), DOI 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.

[3] - Live Chart of Nuclides. Nuclear structure and decay data.

Plutonium: Kernmagnetische Eigenschaften - 239Pu-NMR

[4] - N. J. Stone: Table of nuclear magnetic dipole and electric quadrupole moments. Atomic Data and Nuclear Data Tables, (2005), DOI 10.1016/j.adt.2005.04.001.

[5] - Pekka Pyykkö: Year-2008 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, (2008), DOI 10.1080/00268970802018367.

[6] - Pekka Pyykkö: Year-2017 nuclear quadrupole moments. Molecular Physics, (2018), DOI 10.1080/00268976.2018.1426131.

[7] - N. J. Stone: Table of recommended nuclear magnetic dipole moments. IAEA, (2019).

Weitere Quellen:

[8] - Isotopenhäufigkeiten, Atommassen und Isotopenmassen: Siehe unter dem jeweiligen Stichwort.

[9] - D. F. Peppard et al.:
Isolation of Microgram Quantities of Naturally-occurring Plutonium and Examination of its Isotopic Composition.
In: Journal of the American Chemical Society, (1951), DOI 10.1021/ja01150a034.

[10] - D. C. Hoffman, F. O. Lawrence, J. L. Mewherter, F. M. Rourke:
Detection of Plutonium-244 in Nature.
In: Nature, (1971), DOI 10.1038/234132a0.

 


Kategorie: Chemische Elemente

Letzte Änderung am 05.07.2020.



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