Plutonium-242

Plutonium-242 ( ^²⁴² Pu oder Pu-242 ) ist mit einer Halbwertszeit von 375.000 Jahren das zweitlängste Plutoniumisotop . Die Halbwertszeit von ^²⁴² Pu ist etwa 15-mal so lang wie die von ^²³⁹ Pu; daher ist es nur ein Fünfzehntel so radioaktiv und trägt nicht wesentlich zur Radioaktivität von Atommüll bei . Die Gammastrahlung von ^²⁴² Pu ist zudem schwächer als die der anderen Isotope. ^{[ 4 ]} Als direktes Mutternuklid von Uran-238 ist es Teil der Uran- Zerfallsreihe.

Es ist nicht spaltbar (aber durch schnelle Neutronen spaltbar ) und sein Neutroneneinfangquerschnitt ist gering. Wie die anderen geraden Plutoniumisotope weist es eine signifikante Rate an spontaner Spaltung auf .

Plutonium-242 entsteht durch sukzessiven Neutroneneinfang an ^²³⁹ Pu , ^²⁴⁰ Pu und ^²⁴¹ Pu . Die ungeradzahligen Isotope ^²³⁹ Pu und ^²⁴¹ Pu spalten sich bei Einfang eines thermischen Neutrons mit einer Wahrscheinlichkeit von etwa 75 % und behalten das Neutron mit einer Wahrscheinlichkeit von etwa 25 % , um zum nächsten Isotop zu werden. Der Anteil von ^{²⁴² Pu ist bei geringem} Abbrand niedrig, steigt aber aufgrund der Anreicherung der intermediären Isotope überproportional schnell an.

^{Plutonium -242} besitzt einen besonders niedrigen Wirkungsquerschnitt für den Einfang thermischer Neutronen . Es benötigt drei Neutronenabsorptionen, um in ein anderes spaltbares Isotop ( Curium -245) umgewandelt zu werden, und anschließend ein weiteres Neutron zur Kernspaltung . Selbst dann besteht die Möglichkeit, dass das vierte Neutron absorbiert wird, anstatt zu spalten, was zu Curium-246 (mit wiederum einem sehr niedrigen Wirkungsquerschnitt) führt. Die mittlere Anzahl der bis zur Kernspaltung absorbierten Neutronen liegt daher sogar über vier. Aus diesem Grund ist Plutonium ^{-242 für das Recycling in einem} thermischen Reaktor besonders ungeeignet und würde besser in einem schnellen Reaktor eingesetzt, wo es direkt gespalten werden kann. Der niedrige Wirkungsquerschnitt von Plutonium ^-242 bedeutet jedoch, dass in einem Zyklus in einem thermischen Reaktor relativ wenig davon umgewandelt wird.