Pu-240

240	Pu
94	Pu

Plutonium-240 ist ein Radioisotop des chemischen Elements Plutonium, das neben den elementspezifischen 94 Protonen 146 Neutronen im Atomkern aufweist; aus der Summe dieser Kernbausteine resultiert die Massenzahl 240.

Siehe auch: Übersicht über die Plutonium-Isotope.

Allgemeine Daten

Bezeichnung des Isotops:Plutonium-240, Pu-240Englische Bezeichnung:Plutonium-240Symbol:²⁴⁰PuMassenzahl A:240Kernladungszahl Z:94 (= Anzahl der Protonen)Neutronenzahl N:146Kernverhältnis (N/Z-Verhältnis):1,5531914893617 (= Verhältnis Neutronen zu Protonen)Isotopenmasse:240,0538117(12) u (Atommasse)Nuklidmasse:240,0022522 u (berechnete Kernmasse ohne Elektronen)Massenexzess:50,12528 MeV (Massenüberschuss)Massendefekt:1,946819044 u (pro Atomkern)Kernbindungsenergie:1813,45025857 MeV (pro Atomkern)
7,55604274 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)Separationsenergie:S_N = 6,53422(23) MeV (Trennungsenergie 1. Neutron)
S_P = 6,4747(10) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)Halbwertszeit:6561(7) JahreZerfallskonstante λ:3,347809459886 × 10^-12 s^-1Spezifische Aktivität α:8400408391,5281 Bq g^-1
0,22703806463589 Ci g^-1Kernspin:0+Ladungsradius:5,8701(379) Femtometer fmEntdeckungsjahr:1949

Radioaktiver Zerfall

Pu-240 unterliegt einer spontanen Spaltung in einem sekundären Zerfallsmodus mit einer kleinen, aber signifikanten Geschwindigkeit.

Halbwertszeit HWZ = 6561(7) Jahre bzw. 2,07044991319 × 10¹¹ Sekunden s.

Zerfall	Produkt	Anteil	Zerfallsenergie
α	²³⁶U	100 %	5,25582(14) MeV
SZ	^div	0,00005796 %
CD	³⁴Si	1.3·10^-11

Ausgangsnuklide

Direkte Mutternuklide sind: ²⁴⁰Am, ²⁴⁰Np, ²⁴⁴Cm.

Verwendung

Plutonium wird im Allgemeinen nach dem Anteil an ²⁴⁰Pu eingestuft: Waffenqualität (< 7 %), Brennstoffqualität (7 bis 19 %) und Reaktorqualität (> 19 %). Niedrigere Qualitäten sind für Atomwaffen und thermische Reaktoren weniger geeignet, können jedoch in schnellen Reaktoren verwendet werden.

Strahlenschutz

Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Plutonium-240 folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):

Bezeichnung:Pu-240Freigrenze:10³ BqFreigrenze pro Gramm:0,1 Bq/g
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.Aktivität HRQ:0,06 TBqOberflächenkontamination:0,1 Bq cm^-2Halbwertszeit:6600 Jahre

Kernisomere

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

Bezeichnung	Anregungsenergie	Halbwertszeit	Kernspin
^240mPu	1308,74(5) keV	165(10) ns	5-

Isotone und Isobare Kerne

Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Plutonium-240 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 146) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 240) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.

OZ	Isotone N = 146	Isobare A = 240
87	²³³Fr
88	²³⁴Ra
89	²³⁵Ac
90	²³⁶Th
91	²³⁷Pa	²⁴⁰Pa
92	²³⁸U	²⁴⁰U
93	²³⁹Np	²⁴⁰Np
94	²⁴⁰Pu	²⁴⁰Pu
95	²⁴¹Am	²⁴⁰Am
96	²⁴²Cm	²⁴⁰Cm
97	²⁴³Bk	²⁴⁰Bk
98	²⁴⁴Cf	²⁴⁰Cf
99	²⁴⁵Es	²⁴⁰Es
100	²⁴⁶Fm
101	²⁴⁷Md
102	²⁴⁸No