Plutonium-244

Plutonium-244, ²⁴⁴Pu

sebuah larutan Pu-244
Umum
Simbol	244Pu
Nama	plutonium-244, Pu-244
Proton (Z)	94
Neutron (N)	150
Data nuklida
Kelimpahan alam	Renik
Waktu paruh (t1/2)	8×107 tahun[1]
Isotop induk	248Cm (α) 244Np (β−)
Produk peluruhan	240U
Massa isotop	244,0642044[2] u
Spin	0+
Mode peluruhan
Mode peluruhan	Energi peluruhan (MeV)
α (99,879%)
SF (0,121%)
Isotop plutonium Tabel nuklida lengkap

Plutonium-244 (²⁴⁴Pu atau Pu-244) adalah sebuah isotop plutonium yang memiliki waktu paruh 80 juta tahun. Ia lebih panjang dari isotop plutonium lainnya dan lebih panjang dari isotop aktinida lainnya kecuali tiga isotop yang melimpah secara alami: uranium-235 (704 juta tahun), uranium-238 (4,468 miliar tahun), dan torium-232 (14,05 miliar tahun). Meskipun penelitian yang bertentangan, mengingat matematika peluruhan plutonium-244, jumlah yang sangat kecil masih harus ada dalam komposisi Bumi, membuat plutonium berkemungkinan meskipun belum terbukti sebagai unsur primordial yang berumur pendek.

Pengukuran yang akurat, dimulai pada awal 1970-an, telah mendeteksi plutonium-244,^[3] menjadikannya sebagai nuklida primordial berumur pendek. Jumlah ²⁴⁴Pu di nebula pra-Matahari (4,57×10⁹ tahun yang lalu) diperkirakan 0,8% jumlah ²³⁸U.^[4] Karena usia Bumi adalah sekitar 57 kali waktu paruh ²⁴⁴Pu, jumlah plutonium-244 yang tersisa seharusnya sangat kecil; Hoffman dkk. memperkirakan kandungannya dalam mineral tanah jarang bastnäsite sebagai c₂₄₄ = 1,0×10⁻¹⁸g/g, yang sesuai dengan kandungan dalam kerak Bumi serendah 3×10⁻²⁵ g/g^[3] (yaitu massa total plutonium-244 di kerak bumi adalah sekitar 9 g). Karena plutonium-244 tidak dapat dengan mudah diproduksi dengan penangkapan neutron alami di lingkungan aktivitas neutron rendah dari bijih uranium (lihat di bawah), kehadirannya tidak dapat dijelaskan secara masuk akal dengan cara lain selain penciptaan oleh nukleosintesis proses r dalam supernova. Dengan demikian, plutonium-244 harus menjadi isotop primordial yang berumur terpendek kedua (setelah samarium-146) dan terberat yang pernah terdeteksi atau diprediksi secara teoritis.

Jumlah renik ²⁴⁴Pu (yang tiba di Bumi dalam 10 juta tahun terakhir) ditemukan di bebatuan dari samudra Pasifik oleh perusahaan eksplorasi minyak Jepang.^[5]

Pendeteksian ²⁴⁴Pu primordial pada tahun 1971 tidak dikonfirmasi oleh pengukuran terbaru yang lebih sensitif^[4] menggunakan metode spektrometri massa akselerator. Dalam penelitian ini, tidak ada jejak plutonium-244 dalam sampel bastnäsite (diambil dari tambang yang sama seperti pada penelitian awal) yang dapat teramati, jadi hanya batas atas kandungan ²⁴⁴Pu yang diperoleh: c₂₄₄ < 0,15×10⁻¹⁸ g/g, yaitu 370 (atau kurang) atom per gram dalam sampel tersebut, setidaknya 7 kali lebih rendah dari kelimpahan yang diukur oleh Hoffman dkk.

Plutonium-244 antarbintang yang hidup telah terdeteksi dalam debu meteorit di sedimen laut, meskipun tingkat yang terdeteksi jauh lebih rendah daripada yang diperkirakan dari pemodelan jatuhan saat ini dari medium antarbintang.^[6] Penting untuk diingat, bagaimanapun, bahwa untuk menjadi nuklida primordial – yang merupakan amalgam yang mengorbit Matahari dan akhirnya menyatu ke Bumi – plutonium-244 harus terdiri dari beberapa nebula Matahari, bukannya diisi ulang oleh debu meteorit ekstrasurya. Kehadiran plutonium-244 dalam komposisi meteorit tanpa bukti bahwa meteor tersebut berasal dari piringan formasi Tata Surya mendukung hipotesis bahwa ²⁴⁴Pu cukup melimpah untuk menjadi bagian dari piringan itu, jika meteor ekstrasurya memuatnya di beberapa sistem lain yang didukung gravitasi, tetapi meteor seperti itu tidak dapat membuktikan hipotesis. Hanya penemuan ²⁴⁴Pu hidup yang tidak mungkin dalam komposisi Bumi yang dapat melakukannya.

Tidak seperti plutonium-238, plutonium-239, plutonium-240, plutonium-241, dan plutonium-242, plutonium-244 tidak diproduksi secara kuantitas oleh siklus bahan bakar nuklir, karena penangkapan neutron lebih lanjut pada plutonium-242 menghasilkan plutonium-243 yang memiliki waktu paruh yang pendek (5 jam) dan dengan cepat meluruh melalui peluruhan beta menjadi amerisium-243 sebelum memiliki banyak kesempatan untuk menangkap neutron lebih lanjut di lingkungan fluks neutron yang sangat tinggi. Secara teori, ledakan senjata nuklir dapat menghasilkan beberapa plutonium-244 dengan penangkapan neutron yang berurutan dengan cepat, yang mungkin dikaitkan dengan kejatuhan nuklir dari senjata semacam itu. Bagaimanpun, sampai saat ini, tidak ada transmutasi plutonium atau uranium yang ditemukan dalam jumlah yang cukup untuk diidentifikasi, terutama mengingat pengujian persenjataan nuklir di permukaan atau di atmosfer dihindari oleh dua kekuatan dunia yang sampai sekarang memiliki kemampuan untuk mengeksekusi tes seperti itu, dengan perjanjian bersama dalam Traktat Pelarangan Sebagian Uji Coba Nuklir tahun 1963.

1. ^ Audi, G.; Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S. (2017). "The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030001. Bibcode:2017ChPhC..41c0001A. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001. 
2. ^ Wang, M.; Audi, G.; Kondev, F. G.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Xu, X. (2017). "The AME2016 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references" (PDF). Chinese Physics C. 41 (3): 030003–1—030003–442. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030003. 
3. ^ ^{a b} Hoffman, D. C.; Lawrence, F. O.; Mewherter, J. L.; Rourke, F. M. (1971). "Detection of Plutonium-244 in Nature". Nature. 234: 132–134. Bibcode:1971Natur.234..132H. doi:10.1038/234132a0. 
4. ^ ^{a b} Lachner, J.; et al. (2012). "Attempt to detect primordial ²⁴⁴Pu on Earth". Physical Review C. 85: 015801. Bibcode:2012PhRvC..85a5801L. doi:10.1103/PhysRevC.85.015801. 
5. ^ [1] Diarsipkan 2021-07-05 di Wayback Machine. Freshly-made plutonium from outer space found on ocean floor | Nell Greenfieldboyce (NPR) | 13 Mei 2021
6. ^ Wallner, A.; Faestermann, T.; Feige, J.; Feldstein, C.; Knie, K.; Korschinek, G.; Kutschera, W.; Ofan, A.; Paul, M.; Quinto, F.; Rugel, G.; Steier, P. (2015). "Abundance of live 244Pu in deep-sea reservoirs on Earth points to rarity of actinide nucleosynthesis". Nature Communications. 6: 5956. arXiv:1509.08054 . Bibcode:2015NatCo...6E5956W. doi:10.1038/ncomms6956. ISSN 2041-1723.