Isotopes du plutonium

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Le plutonium (Pu) possèdes 20 isotopes et 7 isomères nucléaires, tous radioactifs.

Isotopes notables[modifier | modifier le code]

Plutonium 239[modifier | modifier le code]

Le 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 (la 3e plus longue demi-vie parmi les isotopes du plutonium, après le 244Pu et le 242Pu) et il se désintègre en produisant de l'uranium 235 par désintégration α.

Plutonium 241[modifier | modifier le code]

Le plutonium 241 est un "ancêtre" possible pour le neptunium 237, qui est la tête de chaîne de l'une des quatre chaînes de désintégration principales.

Plutonium 244[modifier | modifier le code]

Le plutonium 244 est le plus stable (demi-vie de 7,93 x 107 ans[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 | modifier le code]

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) 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+#
  1. Abréviations :
    DC : désintégration par émission de cluster ;
    CE : capture électronique ;
    TI : transition isomérique ;
    FS : fission spontanée.
  2. Isotopes stables en gras.
  3. a, b et c Isotope fissile.
  4. Isotope le plus utile pour armes nucléaires.
  5. Radioisotope primordial.

Sections efficaces[modifier | modifier le code]

A 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 | modifier le code]

  1. « Isotope data for Plutonium244 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 3 décembre 2015)
  2. (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)
  3. Johannes Lachner, Iris Dillmann, Thomas Faestermann et Gunther Korschinek, « Attempt to detect primordial ${}^{244}$Pu on Earth », Physical Review C, vol. 85,‎ , p. 015801 (DOI 10.1103/PhysRevC.85.015801, lire en ligne)
  4. (en)Universal Nuclide Chart

Voir aussi[modifier | modifier le code]