Pu-239

239	Pu
94	Pu

Plutonium-239 ist das Radioisotop des Elements Plutonium, dessen Atomkern neben den elementspezifischen 94 Protonen 145 Neutronen aufweist, woraus eine Massenzahl von 239 resultiert: ²³⁹Pu.

Siehe auch: Übersicht über die Plutonium-Isotope.

Allgemeine Daten

Bezeichnung des Isotops:Plutonium-239, Pu-239Englische Bezeichnung:Plutonium-239Symbol:²³⁹PuMassenzahl A:239Kernladungszahl Z:94 (= Anzahl der Protonen)Neutronenzahl N:145Isotopenmasse:239,0521617(12) u (Atommasse)Nuklidmasse:239,0006022 u (berechnete Kernmasse ohne Elektronen)Massenexzess:48,58831 MeV (Massenüberschuss)Massendefekt:1,939804128 u (pro Atomkern)Kernbindungsenergie:1806,91590641 MeV (pro Atomkern)
7,5603176 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)Separationsenergie:S_N = 5,6462(3) MeV (Trennungsenergie 1. Neutron)
S_P = 6,1553(4) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)Halbwertszeit:24110(30) JahreZerfallskonstante λ:9,116363232425 × 10^-13 s^-1Spezifische Aktivität α:2297072113,6407 Bq g^-1
0,062083030098397 Ci g^-1Kernspin:1/2+Kernmagnetisches Moment:μ(μ_N) = + 0,203(4)Ladungsradius:5,8601(378) Femtometer fmEntdeckungsjahr:1946

Radioaktiver Zerfall

Halbwertszeit HWZ = 24110(30) Jahre bzw. 7,60333 × 10¹¹ Sekunden s.

Zerfall	Produkt	Anteil	Zerfallsenergie	γ-Energie (Intensität)
α zu	²³⁵U	ca. 100 %	5,24452(21) MeV
SZ	^div	Spuren

Ausgangsnuklide

Direkte Mutternuklide sind: ²³⁹Am, ²³⁹Np, ²⁴³Cm.

Entstehung / Erzeugung

In der Natur tritt das Nuklid prakisch nicht auf. Plutonium-239 wird in Kernreaktoren durch Transmutation aus Uran-238 hergestellt.

Verwendung

Plutonium-239 ist - neben Uran-235 - das primäre spaltbare Isotop, das zur Herstellung von Atomwaffen verwendet wird. Außerdem ist es neben U-235 und U-233 eines der drei Hauptisotope, die als nuklearer Brennstoff in thermischen Kernreaktoren verwendet werden können. Die Spaltung eines ²³⁹Pu-Atoms erzeugt 207,1 MeV = 3,318 × 10^-11 J bzw. 19,98 TJ/mol = 83,61 TJ/kg; das entspricht einer Leistung von etwa 23 Gigawattstunden pro Kilogramm.

NMR-Daten

Nuklearmagnetische Eigenschaften und Daten für das NMR-aktive Nuklid ²³⁹Pu.

Bezeichnung:²³⁹Pu-NMRAnteil:Tritt in der Natur nicht auf!Kernspin:1/2+Kernmagnetisches Moment
μ/μ_N:+ 0,203(4)Gyromagnetisches Verhältnis γ:0,972 · 10⁷ rad T^-1 s^-1Nuklearer g-Faktor:g_l = 0,406Resonanz-Frequenz:v₀ = 3,09 bei 1 TRelative Empfindlichkeit:0,00038 (H₀ = const.)
0,0727 (v₀ = const.)
[bezogen auf ¹H = 1,000]

Strahlenschutz

Die Aktivität von einem Gramm dieses Nuklids beträgt etwa 2,276 GBq.

Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Plutonium-239 folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):

Bezeichnung:Pu-239+Freigrenze:10⁴ BqFreigrenze pro Gramm:0,1 Bq/g
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.Aktivität HRQ:0,06 TBqOberflächenkontamination:0,1 Bq cm^-2Halbwertszeit:24000 Jahre

Kernisomere

Kernisomere Nuklide bzw. angeregte Zustände mit der auf den Grundzustand bezogenen Aktivierungsenergie in keV.

Bezeichnung	Anregungsenergie	Halbwertszeit	Kernspin
^239m1Pu	391,584(3) keV	193(4) ns	7/2-
^239m2Pu	3100 keV	7,5(10) μs	(5/2+)

Isotone und Isobare Kerne

Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Plutonium-239 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 145) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 239) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.

OZ	Isotone N = 145	Isobare A = 239
87	²³²Fr
88	²³³Ra
89	²³⁴Ac
90	²³⁵Th
91	²³⁶Pa	²³⁹Pa
92	²³⁷U	²³⁹U
93	²³⁸Np	²³⁹Np
94	²³⁹Pu	²³⁹Pu
95	²⁴⁰Am	²³⁹Am
96	²⁴¹Cm	²³⁹Cm
97	²⁴²Bk	²³⁹Bk
98	²⁴³Cf	²³⁹Cf
99	²⁴⁴Es
100	²⁴⁵Fm
101	²⁴⁶Md