Plutonium 244

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Le plutonium 244, noté 244Pu, est l'isotope du plutonium dont le nombre de masse est égal à 244 : son noyau atomique compte 94 protons et 150 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 244,064204 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 59 799 717 ± 5 093 eV/c2 et une énergie de liaison nucléaire de 1 836 061 829 ± 5 103 eV[1].

Un gramme de plutonium 244 présente une radioactivité de 670,7 kBq.

Il donne de l'uranium 240 par désintégration α avec une période radioactive de 80,8 millions d'années et une énergie de désintégration de 4,666 MeV. Dans 0,12 % des cas, il se désintègre par fission spontanée, soit 804 900 fissions spontanées par kg de Pu 244 pur.

Le plutonium 244 est assez difficile à produire par voie naturelle dans les minerais d'uranium par capture neutronique, et n'est pas non plus produit en quantités significatives par le cycle du combustible nucléaire[2], de sorte que sa présence à l'état de traces dans le milieu naturel est généralement attribuée à des reliquats de plutonium primordial[3],[4], formé par processus R lors d'explosions de supernovas. Néanmoins, de telles captures neutroniques successives peuvent avoir lieu également lors d'explosions nucléaires sur Terre et conduire par conséquent à la formation de petites quantités de plutonium 244.

Du plutonium 244 est produit en petites quantités (quelques grammes) aux États-Unis depuis la fin du XXe siècle par capture neutronique en exposant pendant plusieurs années du plutonium dans des réacteurs à haux flux (6×1015 neutrons·cm-2·s-1[5]). Ce nucléide sert de référence aux organismes de contrôle pour mesurer avec précision la composition isotopique et la concentration en plutonium d'échantillons par dilution isotopique et spectroscopie de masse[6].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Matpack – Periodic Table of the Elements Properties of Nuclides: 94-Pu-244
  2. Car la capture neutronique par le 242Pu donne du 243Pu, dont la période n'est que de cinq heures et qui donne de l'américium 243 par désintégration β avant d'avoir une probabilité significative de capturer un neutron supplémentaire pour conduire au plutonium 244.
  3. D. C. Hoffman, F. O. Lawrence, J. L. Mewherter, F. M. Rourke : « Detection of Plutonium-244 in Nature », Nature 1971, 234, 132–134 ; DOI:10.1038/234132a0.
  4. Attempt to detect primordial 244Pu on Earth, Physical review C 85, 015801 (2012)
  5. (en) Improving the Scientific Basis for Managing DOE's Excess Nuclear Materials and Spent Nuclear Fuel, 2003, ISBN 0-309-08722-8.
  6. (en) Efforts to save 244Pu in Mark 18A targets for use in international safeguards measurements, IAEA-SM-367/5/01/P.

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