Isotopes du plutonium

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

Isotopes notables modifier

Plutonium 239 modifier

Article détaillé : Plutonium 239.

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, soit la 3^e 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 modifier

Article détaillé : Plutonium 241.

Le 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 modifier

Article détaillé : Plutonium 244.

Le 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
Symbole de l'isotope	énergie d'excitation			demi-vie	mode(s) de désintégration^[4]^,^{[n 1]}	isotope(s)-fils ^{[n 2]}	spin nucléaire
²²⁸Pu	94	134	228,03874(3)	1,1(+20-5) s	α (99,9 %)	²²⁴U	0+
²²⁸Pu	94	134	228,03874(3)	1,1(+20-5) s	β⁺ (0,1 %)	²²⁸Np	0+
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+
²³⁰Pu	94	136	230,039650(16)	1,70(17) min	β⁺ (rare)	²³⁰Np	0+
²³¹Pu	94	137	231,041101(28)	8,6(5) min	β⁺	²³¹Np	3/2+#
²³¹Pu	94	137	231,041101(28)	8,6(5) min	α (rare)	²²⁷U	3/2+#
²³²Pu	94	138	232,041187(19)	33,7(5) min	CE (89 %)	²³²Np	0+
²³²Pu	94	138	232,041187(19)	33,7(5) min	α (11 %)	²²⁸U	0+
²³³Pu	94	139	233,04300(5)	20,9(4) min	β⁺ (99,88 %)	²³³Np	5/2+#
²³³Pu	94	139	233,04300(5)	20,9(4) min	α (0,12 %)	²²⁹U	5/2+#
²³⁴Pu	94	140	234,043317(7)	8,8(1) h	CE (94 %)	²³⁴Np	0+
²³⁴Pu	94	140	234,043317(7)	8,8(1) h	α (6 %)	²³⁰U	0+
²³⁵Pu	94	141	235,045286(22)	25,3(5) min	β⁺ (99,99 %)	²³⁵Np	(5/2+)
²³⁵Pu	94	141	235,045286(22)	25,3(5) min	α (0,0027 %)	²³¹U	(5/2+)
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-
²³⁷Pu	94	143	237,0484097(24)	45,2(1) d	α (0,0042 %)	²³³U	7/2-
^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+
²³⁹Pu^{[n 3]}^,^{[n 4]}	94	145	239,0521634(20)	2,411(3)×10⁴ a	FS (3,1×10⁻¹⁰ %)	(variés)	1/2+
^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+
²⁴²Pu	94	148	242,0587426(20)	3,75(2)×10⁵ a	FS (5,5×10⁻⁴ %)	(variés)	0+
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.
↑ ^{a b et c} Isotope fissile.
↑ Isotope le plus utile pour armes nucléaires.
↑ Radioisotope primordial.

Sections efficaces modifier

A 20 °C
²³⁹Pu: σ_a = 1 107,1 barns ; σ_f = 785,1 barns
²⁴⁰Pu: σ_a = 1 002,0 barns ; σ_f = 0 barns
²⁴¹Pu: σ_a = 1 060,1 barns ; σ_f = 1 459,2 barns
²⁴²Pu: σ_a = 109,2 barns ; σ_f = 0 barns

A 240 °C
²³⁹Pu: σ_a = 1 477,0 barns ; σ_f = 983,6 barns
²⁴⁰Pu: σ_a = 1 242,2 barns ; σ_f = 0 barns
²⁴¹Pu: σ_a = 1 244,3 barns ; σ_f = 1 712,8 barns
²⁴²Pu: σ_a = 135,0 barns ; σ_f = 0 barns

A 300 °C
²³⁹Pu: σ_a = 1 639,9 barns ; σ_f = 1 073,9 barns
²⁴⁰Pu: σ_a = 1 299,4 barns ; σ_f = 0 barns
²⁴¹Pu: σ_a = 1 312,4 barns ; σ_f = 1 806,5 barns
²⁴²Pu: σ_a = 141,05 barns ; σ_f = 0 barns