Isotopes du plutonium
Le plutonium (Pu) possède 20 isotopes et 7 isomères nucléaires, tous radioactifs.
Isotopes notables
modifierPlutonium 239
modifierLe plutonium 239 est l'un des trois radioisotopes couramment utilisés dans l'industrie et l'armement nucléaires, avec le 235U et le 233U. Sa période radioactive est de 24 110 ans, soit la 3e plus longue demi-vie parmi les isotopes du plutonium, après le 244Pu et le 242Pu. Il se désintègre (principalement) en produisant de l'uranium 235 par désintégration α.
Plutonium 241
modifierLe plutonium 241 est un « ancêtre » possible pour le neptunium 237, qui est (habituellement considéré comme étant) la tête de chaîne de l'une des quatre chaînes de désintégration principales.
Plutonium 244
modifierLe plutonium 244 est le plus stable (demi-vie de 80 millions d'années[1]) et le seul isotope potentiellement présent à l'état de traces dans la nature comme isotope primordial (tous les autres isotopes sont artificiels). Il serait le plus rare des isotopes primordiaux, il aurait été détecté dans la nature en 1971 [2], mais sa présence même a été remise en cause en 2012 [3].
Table des isotopes
modifier| Symbole de l'isotope |
Z(p) | N(n) | masse isotopique | demi-vie | mode(s) de désintégration[4],[n 1] |
isotope(s)-fils [n 2] |
spin nucléaire |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| énergie d'excitation | |||||||
| 228Pu | 94 | 134 | 228,03874(3) | 1,1(+20-5) s | α (99,9 %) | 224U | 0+ |
| β+ (0,1 %) | 228Np | ||||||
| 229Pu | 94 | 135 | 229,04015(6) | 120(50) s | α | 225U | 3/2+# |
| 230Pu | 94 | 136 | 230,039650(16) | 1,70(17) min | α | 226U | 0+ |
| β+ (rare) | 230Np | ||||||
| 231Pu | 94 | 137 | 231,041101(28) | 8,6(5) min | β+ | 231Np | 3/2+# |
| α (rare) | 227U | ||||||
| 232Pu | 94 | 138 | 232,041187(19) | 33,7(5) min | CE (89 %) | 232Np | 0+ |
| α (11 %) | 228U | ||||||
| 233Pu | 94 | 139 | 233,04300(5) | 20,9(4) min | β+ (99,88 %) | 233Np | 5/2+# |
| α (0,12 %) | 229U | ||||||
| 234Pu | 94 | 140 | 234,043317(7) | 8,8(1) h | CE (94 %) | 234Np | 0+ |
| α (6 %) | 230U | ||||||
| 235Pu | 94 | 141 | 235,045286(22) | 25,3(5) min | β+ (99,99 %) | 235Np | (5/2+) |
| α (0,0027 %) | 231U | ||||||
| 236Pu | 94 | 142 | 236,0460580(24) | 2,858(8) a | α | 232U | 0+ |
| FS (1,37×10−7 %) | (variés) | ||||||
| DC (2×10−12 %) | 208Pb 28Mg | ||||||
| β+β+ (rare) | 236U | ||||||
| 237Pu | 94 | 143 | 237,0484097(24) | 45,2(1) d | CE | 237Np | 7/2- |
| α (0,0042 %) | 233U | ||||||
| 237m1Pu | 145,544(10) keV | 180(20) ms | TI | 237Pu | 1/2+ | ||
| 237m2Pu | 2900(250) keV | 1,1(1) µs | |||||
| 238Pu | 94 | 144 | 238,0495599(20) | 87,75(1) a | α | 234U | 0+ |
| FS (1,9×10−7 %) | (variés) | ||||||
| DC (1,4×10−14 %) | 206Hg 32Si | ||||||
| DC (6×10−15 %) | 180Yb 30Mg 28Mg | ||||||
| 239Pu[n 3],[n 4] | 94 | 145 | 239,0521634(20) | 2,411(3)×104 a | α | 235U | 1/2+ |
| FS (3,1×10−10 %) | (variés) | ||||||
| 239m1Pu | 391,584(3) keV | 193(4) ns | 7/2- | ||||
| 239m2Pu | 3100(200) keV | 7,5(10) µs | (5/2+) | ||||
| 240Pu | 94 | 146 | 240,0538135(20) | 6,561(7)×103 a | α | 236U | 0+ |
| FS (5,7×10−6 %) | (variés) | ||||||
| DC (1,3×10−13 %) | 206Hg 34Si | ||||||
| 241Pu[n 3] | 94 | 147 | 241,0568515(20) | 14,290(6) a | β− (99,99 %) | 241Am | 5/2+ |
| α (0,00245 %) | 237U | ||||||
| FS (2,4×10−14 %) | (variés) | ||||||
| 241m1Pu | 161,6(1) keV | 0,88(5) µs | 1/2+ | ||||
| 241m2Pu | 2200(200) keV | 21(3) µs | |||||
| 242Pu | 94 | 148 | 242,0587426(20) | 3,75(2)×105 a | α | 238U | 0+ |
| FS (5,5×10−4 %) | (variés) | ||||||
| 243Pu[n 3] | 94 | 149 | 243,062003(3) | 4,956(3) h | β− | 243Am | 7/2+ |
| 243mPu | 383,6(4) keV | 330(30) ns | (1/2+) | ||||
| 244Pu[n 5] | 94 | 150 | 244,064204(5) | 8,00(9)×107 a | α (99,88 %) | 240U | 0+ |
| FS (0,123 %) | (variés) | ||||||
| β−β− (7,3×10−9 %) | 244Cm | ||||||
| 245Pu | 94 | 151 | 245,067747(15) | 10,5(1) h | β− | 245Am | (9/2-) |
| 246Pu | 94 | 152 | 246,070205(16) | 10,84(2) d | β− | 246mAm | 0+ |
| 247Pu | 94 | 153 | 247,07407(32)# | 2,27(23) d | β− | 247Am | 1/2+# |
- Abréviations :
DC : désintégration par émission de cluster ;
CE : capture électronique ;
TI : transition isomérique ;
FS : fission spontanée. - Isotopes stables en gras.
- Isotope fissile.
- Isotope le plus utile pour armes nucléaires.
- Radioisotope primordial.
Sections efficaces
modifierA 20 °C
239Pu: σa = 1 107,1 barns ; σf = 785,1 barns
240Pu: σa = 1 002,0 barns ; σf = 0 barns
241Pu: σa = 1 060,1 barns ; σf = 1 459,2 barns
242Pu: σa = 109,2 barns ; σf = 0 barns
A 240 °C
239Pu: σa = 1 477,0 barns ; σf = 983,6 barns
240Pu: σa = 1 242,2 barns ; σf = 0 barns
241Pu: σa = 1 244,3 barns ; σf = 1 712,8 barns
242Pu: σa = 135,0 barns ; σf = 0 barns
A 300 °C
239Pu: σa = 1 639,9 barns ; σf = 1 073,9 barns
240Pu: σa = 1 299,4 barns ; σf = 0 barns
241Pu: σa = 1 312,4 barns ; σf = 1 806,5 barns
242Pu: σa = 141,05 barns ; σf = 0 barns
Références
modifier- « Isotope data for Plutonium244 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le )
- (en) D. C. Hoffman, F. O. Lawrence, J. L. Mewherter et F. M. Rourke, « Detection of Plutonium-244 in Nature », Nature, vol. 234, , p. 132-134 (DOI 10.1038/234132a0, lire en ligne, consulté le )
- Johannes Lachner, Iris Dillmann, Thomas Faestermann et Gunther Korschinek, « Attempt to detect primordial 244Pu on Earth », Physical Review C, vol. 85, , p. 015801 (DOI 10.1103/PhysRevC.85.015801, lire en ligne, consulté le )
- (en) Universal Nuclide Chart
Voir aussi
modifier
| 1 | H | He | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
| 4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
| 5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||||||||||
| 6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| 7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |