بلوتونيوم-239
بلوتونيوم-239 هو عبارة عن أحد نظائر البلوتونيوم، وهو الذي يستعمل لإنتاج القنابل الذرية. كما استعمل أيضا يورانيوم-235 في هذا الغرض. ويعد البلوتونيوم-239 إلى جانب يورانيوم-235 ويورانيوم-233 من المواد التي تستعمل كوقود نووي في المفاعلات النووية لإنتاج الطاقة الكهربائية.
حيث يبلغ عمر النصف للبلوتونيوم-239 24.200 سنة.
خواصه النووية
يعود السبب في استعمال البلوتونيوم-239 في إنتاج الأسلحة النووية وفي المفاعلات النووية إلى خواصه المناسبة وإلى إمكانية إنتاج كمية كبيرة ونقية منه. ففي مفاعل نووي حيث ينشأ عن انشطار نواة ذرة يورانيوم-235 من 2 إلى 3 نيوترونات يمكن أن تـُمتص تلك النيوترونات من خلال يورانيوم-238 فينتج منها بلوتونيوم-239 ونظائر أخرى.كما يمكن للبلوتونيوم-239 امتصاص نيوترون فينشطر مثلما يحدث مع يورانيوم-235. وفي مفاعل ماء خفيف ينتج الطاقة الكهربائية، يعود نحو ثلث الطاقة الناتجة عن الانشطار إلى البلوتونيوم-239. ويحدث انشطار البلوتونيوم-239 في مفاعلات القوي حيث يتولد في قضبان اليورانيوم من اليورانيوم-238. وذلك لأن قضبان الوقود تحتوي على أكسيد اليورانيوم المخصب، والذي يحتوي على 97 % يورانيوم-238 و 3% فقط يورانيوم-235.
ومن بين جميع أنواع الوقود النووي فيختص البلوتونيوم-239 بأصغر كتلة حرجة ، وهي كرة يبلغ وزنها نحو 11 كيلوجرام.,ويبلغ قطرها 2و10 سنتيمتر.كما يمكن عن طريق استعمال بادئ للانفجار، ومهدئ للنيوترونات، مع شكل التحامي مناسب خفض تلك الكتلة الحرجة إلى نحو النصف. ويمكن انتاج قنبلة نووية بقوة 21 كيلو طن بكمية بلوتونيوم239 وزنها 1 كغ.ينشأ عن انشطار نواة واحدة من البلوتونيوم-239 نحو 207 مليون إلكترون فولت
أي 207 مليون إلكترون فولت = 3.318 × 10−11 جول,= 19.98 تيرا جول/مول= 83.61 تيرا جول/كيلوجرام.
تحضيره
يتم تحضير البلوتونيوم-239 عادة في مفاعل نووي عن طريق تحويل اليورانيوم-238 الموجود في قضبان الوقود النوويإليه. عندما تمتص إحدى أنوية اليورانيوم-238 واحدا من النيوترونات فهي تتغير إلى يورانيوم-239. وهذا سهل الحدوث عندما تكون طاقة حركة النيوترونات قليلة (يبدأ اليورانيوم-238 في الانشطار عندما تكون طاقة النيوترونات 6و6 مليون إلكترون فولت) أو فوقها. ثم يتحلل اليورانيوم-239 سريعا عن طريق تحلل بيتا مرتين.
المراجع
areq.net
التصانيف
طاقة نووية مفاعل الماء الخفيف تقنية نووية يورانيوم العلوم التطبيقية