View source for प्लूटोनियम के समस्थानिक

{{Short description|Artificial nuclides with atomic number of 94 but with different mass numbers}}
{{Infobox plutonium isotopes}}
[[प्लूटोनियम]] (<sub>94</sub>Pu) एक [[कृत्रिम तत्व]] है, यूरेनियम द्वारा [[न्यूट्रॉन कैप्चर|न्यूट्रॉन ग्रहण]] से उत्पन्न ट्रेस मात्रा को त्यागकर, और इस प्रकार एक [[मानक परमाणु भार]] नहीं दिया जा सकता है। सभी कृत्रिम तत्वों की तरह, इसका कोई स्थिर समस्थानिक नहीं है। यह प्रकृति में पाए जाने से बहुत पहले संश्लेषित किया गया था, पहला [[आइसोटोप|समस्‍थानिक]] <sup>238</sup>Pu 1940 में संश्लेषित किया गया था। बीस प्लूटोनियम[[ रेडियो आइसोटोप | रेडियो समस्‍थानिक]] की विशेषता बताई गई है। सबसे स्थिर [[प्लूटोनियम -244]] 80.8 मिलियन वर्षों की अर्द्ध-आयु के साथ, [[प्लूटोनियम -242]] 373,300 वर्षों की अर्द्ध-आयु के साथ, और [[प्लूटोनियम -239]] 24,110 वर्षों की अर्द्ध-आयु के साथ हैं। शेष सभी [[रेडियोधर्मी]] समस्थानिकों का अर्द्ध-आयु 7,000 वर्ष से कम है। इस तत्व की आठ मेटा अवस्थाएँ भी हैं; सभी का अर्ध-जीवन एक सेकंड से भी कम है।

परमाणु भार में प्लूटोनियम के समस्थानिक 228.0387 u (<sup>228</sup>Pu) से 247.074 u (<sup>247</sup>Pu) तक होते हैं। सबसे स्थिर समस्‍थानिक, <sup>244</sup>Pu, से पहले प्राथमिक [[क्षय मोड]], [[सहज विखंडन]] और [[अल्फा उत्सर्जन]] हैं; प्राथमिक मोड के पश्चात [[बीटा उत्सर्जन]] होता है। <sup>244</sup>Pu  से पहले के प्राथमिक [[क्षय उत्पाद|क्षय उत्पादो]] [[यूरेनियम के समस्थानिक|यूरेनियम]] और नेपच्यूनियम के समस्थानिक हैं ([[विखंडन उत्पाद|विखंडन उत्पादो]] पर विचार नहीं करते हैं), और प्राथमिक क्षय उत्पादों के पश्चात [[अमेरिका के समस्थानिक]] हैं।

== List of isotopes ==
{{Isotopes table
|symbol=Pu
|refs=<!-- not NUBASE2016 yet (2019-07-14) -->
|notes=m, unc(), mass#, spin(), spin#, daughter-st, daughter-nst, EC, SF, CD, IT
}}
|-
| rowspan=2|<sup>228</sup>Pu
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 134
| rowspan=2|228.03874(3)
| rowspan=2|{{val|1.1|20|5|u=s}}
| α (99.9%)
| <sup>224</sup>U
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
|-
| [[beta decay|β<sup>+</sup>]] (.1%)
| <sup>228</sup>Np
|-
| <sup>229</sup>Pu
| style="text-align:right" | 94
| style="text-align:right" | 135
| 229.04015(6)
| 120(50)&nbsp;s
| α
| <sup>225</sup>U
| 3/2+#
|
|-
| rowspan=2|<sup>230</sup>Pu
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 136
| rowspan=2|230.039650(16)
| rowspan=2|1.70(17)&nbsp;min
| α
| <sup>226</sup>U
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
|-
| β<sup>+</sup> (rare)
| <sup>230</sup>Np
|-
| rowspan=2|<sup>231</sup>Pu
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 137
| rowspan=2|231.041101(28)
| rowspan=2|8.6(5)&nbsp;min
| β<sup>+</sup>
| <sup>231</sup>Np
| rowspan=2|3/2+#
| rowspan=2|
|-
| α (rare)
| <sup>227</sup>U
|-
| rowspan=2|<sup>232</sup>Pu
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 138
| rowspan=2|232.041187(19)
| rowspan=2|33.7(5)&nbsp;min
| [[Electron capture|EC]] (89%)
| <sup>232</sup>Np
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
|-
| α (11%)
| <sup>228</sup>U
|-
| rowspan=2|<sup>233</sup>Pu
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 139
| rowspan=2|233.04300(5)
| rowspan=2|20.9(4)&nbsp;min
| β<sup>+</sup> (99.88%)
| <sup>233</sup>Np
| rowspan=2|5/2+#
| rowspan=2|
|-
| α (.12%)
| <sup>229</sup>U
|-
| rowspan=2|<sup>234</sup>Pu
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 140
| rowspan=2|234.043317(7)
| rowspan=2|8.8(1)&nbsp;h
| EC (94%)
| <sup>234</sup>Np
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
|-
| α (6%)
| <sup>230</sup>U
|-
| rowspan=2|<sup>235</sup>Pu
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 141
| rowspan=2|235.045286(22)
| rowspan=2|25.3(5)&nbsp;min
| β<sup>+</sup> (99.99%)
| <sup>235</sup>Np
| rowspan=2|(5/2+)
| rowspan=2|
|-
| α (.0027%)
| <sup>231</sup>U
|-
| rowspan=3|<sup>236</sup>Pu
| rowspan=3 style="text-align:right" | 94
| rowspan=3 style="text-align:right" | 142
| rowspan=3|236.0460580(24)
| rowspan=3|2.858(8)&nbsp;y
| α
| <sup>232</sup>U
| rowspan=3|0+
| rowspan=3|
|-
| [[Spontaneous fission|SF]] (1.37×10<sup>−7</sup>%)
| (various)
|-
| [[Cluster decay|CD]] (2×10<sup>−12</sup>%)
| '''<sup>208</sup>Pb'''<br/><sup>28</sup>Mg
|-
| rowspan=2|<sup>237</sup>Pu
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 143
| rowspan=2|237.0484097(24)
| rowspan=2|45.2(1)&nbsp;d
| EC
| <sup>237</sup>Np
| rowspan=2|7/2−
| rowspan=2|
|-
| α (.0042%)
| <sup>233</sup>U
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>237m1</sup>Pu
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 145.544(10)2&nbsp;keV
| 180(20)&nbsp;ms
| [[Isomeric transition|IT]]
| <sup>237</sup>Pu
| 1/2+
|
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>237m2</sup>Pu
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 2900(250)&nbsp;keV
| 1.1(1)&nbsp;μs
|
|
|
|
|-
| rowspan=4|[[Plutonium-238|<sup>238</sup>Pu]]
| rowspan=4 style="text-align:right" | 94
| rowspan=4 style="text-align:right" | 144
| rowspan=4|238.0495599(20)
| rowspan=4|87.7(1)&nbsp;y
| α
| <sup>234</sup>U
| rowspan=4|0+
| rowspan=4|Trace<ref group=n>[[Double beta decay]] product of [[uranium-238|<sup>238</sup>U]]</ref>
|-
| SF (1.9×10<sup>−7</sup>%)
| (various)
|-
| CD (1.4×10<sup>−14</sup>%)
| <sup>206</sup>Hg<br><sup>32</sup>Si
|-
| CD (6×10<sup>−15</sup>%)
| <sup>180</sup>Yb<br><sup>30</sup>Mg<br><sup>28</sup>Mg
|-
| rowspan=2|[[Plutonium-239|<sup>239</sup>Pu]]<ref group="n" name="f">fissile nuclide</ref><ref group="n">Most useful isotope for nuclear weapons</ref>
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 145
| rowspan=2|239.0521634(20)
| rowspan=2|2.411(3)×10<sup>4</sup>&nbsp;y
| α
| '''''<sup>235</sup>U'''''
| rowspan=2|1/2+
| rowspan=2|Trace<ref group=n>[[Neutron capture]] product of [[uranium-238|<sup>238</sup>U]]</ref>
|-
| SF (3.1×10<sup>−10</sup>%)
| (various)
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>239m1</sup>Pu
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 391.584(3)&nbsp;keV
| 193(4)&nbsp;ns
|
|
| 7/2−
|
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>239m2</sup>Pu
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 3100(200)&nbsp;keV
| 7.5(10)&nbsp;μs
|
|
| (5/2+)
|
|-
| rowspan=3|[[plutonium-240|<sup>240</sup>Pu]]
| rowspan=3 style="text-align:right" | 94
| rowspan=3 style="text-align:right" | 146
| rowspan=3|240.0538135(20)
| rowspan=3|6.561(7)×10<sup>3</sup> y
| α
| <sup>236</sup>U
| rowspan=3|0+
| rowspan=3|Trace<ref group=n>Intermediate decay product of [[plutonium-244|<sup>244</sup>Pu]]</ref>
|-
| SF (5.7×10<sup>−6</sup>%)
| (various)
|-
| CD (1.3×10<sup>−13</sup>%)
| <sup>206</sup>Hg<br><sup>34</sup>Si
|-
| rowspan=3|[[plutonium-241|<sup>241</sup>Pu]]<ref group="n" name="f" />
| rowspan=3 style="text-align:right" | 94
| rowspan=3 style="text-align:right" | 147
| rowspan=3|241.0568515(20)
| rowspan=3|14.290(6)&nbsp;y
| β<sup>−</sup> (99.99%)
| <sup>241</sup>Am
| rowspan=3|5/2+
| rowspan=3|
|-
| α (.00245%)
| <sup>237</sup>U
|-
| SF (2.4×10<sup>−14</sup>%)
| (various)
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>241m1</sup>Pu
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 161.6(1)&nbsp;keV
| 0.88(5)&nbsp;μs
|
|
| 1/2+
|
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>241m2</sup>Pu
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 2200(200)&nbsp;keV
| 21(3)&nbsp;μs
|
|
|
|
|-
| rowspan=2|[[plutonium-242|<sup>242</sup>Pu]]
| rowspan=2 style="text-align:right" | 94
| rowspan=2 style="text-align:right" | 148
| rowspan=2|242.0587426(20)
| rowspan=2|3.75(2)×10<sup>5</sup>&nbsp;y
| α
| '''''<sup>238</sup>U'''''
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
|-
| SF (5.5×10<sup>−4</sup>%)
| (various)
|-
| <sup>243</sup>Pu<ref group="n" name="f" />
| style="text-align:right" | 94
| style="text-align:right" | 149
| 243.062003(3)
| 4.956(3)&nbsp;h
| β<sup>−</sup>
| <sup>243</sup>Am
| 7/2+
|
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>243m</sup>Pu
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 383.6(4)&nbsp;keV
| 330(30)&nbsp;ns
|
|
| (1/2+)
|
|-
| rowspan=3|[[plutonium-244|<sup>244</sup>Pu]]
| rowspan=3 style="text-align:right" | 94
| rowspan=3 style="text-align:right" | 150
| rowspan=3|244.064204(5)
| rowspan=3|8.00(9)×10<sup>7</sup>&nbsp;y
| α (99.88%)
| <sup>240</sup>U
| rowspan=3|0+
| rowspan=3|Trace<ref group=n>Interstellar, some may also be [[primordial nuclide|primordial]] but such claims are disputed</ref>
|-
| SF (.123%)
| (various)
|-
| β<sup>−</sup>β<sup>−</sup> (7.3×10<sup>−9</sup>%)
| <sup>244</sup>Cm
|-
| <sup>245</sup>Pu
| style="text-align:right" | 94
| style="text-align:right" | 151
| 245.067747(15)
| 10.5(1)&nbsp;h
| β<sup>−</sup>
| <sup>245</sup>Am
| (9/2−)
|
|-
| <sup>246</sup>Pu
| style="text-align:right" | 94
| style="text-align:right" | 152
| 246.070205(16)
| 10.84(2)&nbsp;d
| β<sup>−</sup>
| <sup>246m</sup>Am
| 0+
|
|-
| <sup>247</sup>Pu
| style="text-align:right" | 94
| style="text-align:right" | 153
| 247.07407(32)#
| 2.27(23)&nbsp;d
| β<sup>−</sup>
| <sup>247</sup>Am
| 1/2+#
|
{{Isotopes table/footer}}

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[[Category:Isotope template trackings|D]]
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== एक्टिनाइड्स बनाम विखंडन उत्पाद ==
{{Actinidesvsfissionproducts}}
{{Clear}}

== उल्लेखनीय समस्थानिक ==
*[[प्लूटोनियम -238]] की अर्द्ध-आयु 87.74 वर्ष होती है<ref>{{cite magazine|last1=Makhijani|first1=Arjun|last2=Seth|first2=Anita|date=July 1997|title=रिएक्टर ईंधन के रूप में हथियार प्लूटोनियम का उपयोग|url=http://ieer.org/wp/wp-content/uploads/1997/07/no-3.pdf|magazine=Energy and Security|location=Takoma Park, MD|publisher=Institute for Energy and Environmental Research|access-date=4 July 2016}}</ref> और यह [[अल्फा कण|अल्फा कणों]] का उत्सर्जन करता है। [[रेडियोआइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर|रेडियोसमस्‍थानिक थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर]] के लिए शुद्ध <sup>238</sup>Pu, जो कुछ [[अंतरिक्ष यान]] को नेप्टुनियम-237 पर न्यूट्रॉन ग्रहण द्वारा निर्मित किया जाता है, लेकिन खर्च किए गए परमाणु ईंधन से प्लूटोनियम में कुछ प्रतिशत <sup>238</sup>Pu, <sup>237</sup>Np से उत्पन्न, <sup>242</sup>Cm, का [[अल्फा क्षय]], या (एन,2एन) प्रतिक्रियाएँ हो सकती हैं।
*प्लूटोनियम -239 वर्षों 24,100 के अर्ध-आयु के साथ प्लूटोनियम{{Citation needed|date=July 2015}} का सबसे महत्वपूर्ण समस्थानिक है। <sup>239</sup>Pu और <sup>241</sup>Pu विखंडनीय हैं, जिसका अर्थ है कि उनके परमाणुओं के नाभिक धीमी गति से चलने वाले [[न्यूट्रॉन तापमान]] द्वारा बमबारी करके, ऊर्जा जारी करने, [[गामा विकिरण]] और अधिक [[न्यूट्रॉन विकिरण]]  करके  [[परमाणु विखंडन]] कर सकते हैं। इसलिए यह परमाणु शृंखला प्रतिक्रिया को बनाए रख सकता है, जिससे [[परमाणु हथियार|परमाणु हथियारो]] और परमाणु रिएक्टरों में अनुप्रयोग हो सकते हैं। <sup>239</sup>Pu को परमाणु रिएक्टर में न्यूट्रॉन के साथ [[यूरेनियम-238]] को विकिरणित करके संश्लेषित किया जाता है, फिर ईंधन के [[परमाणु पुनर्संसाधन]] के माध्यम से पुनर्प्राप्त किया जाता है। इसके अतिरिक्त न्यूट्रॉन ग्रहण क्रमिक रूप से भारी समस्थानिक उत्पन करता है।
*[[प्लूटोनियम -240]] में सहज विखंडन की उच्च दर होती है, जो प्लूटोनियम युक्त पृष्ठभूमि न्यूट्रॉन विकिरण को बढ़ाता है। प्लूटोनियम को <sup>240</sup>Pu: [[हथियार ग्रेड]] (<7%), [[ईंधन ग्रेड]] (7-19%) और [[रिएक्टर ग्रेड]] (> 19%) के अनुपात में वर्गीकृत किया गया है। निचले ग्रेड परमाणु हथियारों और [[थर्मल रिएक्टर|तापीय रिएक्टरों]] के लिए कम अनुकूल हैं, लेकिन तेजी से रिएक्टरों को ईंधन दे सकते हैं।
*[[प्लूटोनियम 241]]- विखंडनीय है, लेकिन बीटा 14 साल के आधे जीवन के साथ अमेरिकियम -241 में भी क्षय हो जाता है।
*प्लूटोनियम -242 विखंडनीय नहीं है, बहुत प्रचुर नहीं है (फटकर टुकड़े टुकड़े हो हो जाने योग्य बनने के लिए 3 और न्यूट्रॉन ग्रहण की आवश्यकता होती है), इसमें कम न्यूट्रॉन ग्रहण [[न्यूट्रॉन क्रॉस-सेक्शन]] होता है, और किसी भी हल्के समस्थानिक की तुलना में लंबा अर्ध-आयु होता है।
*प्लूटोनियम -244 प्लूटोनियम का सबसे स्थिर समस्थानिक है, जिसकी अर्ध-आयु प्राय 80 मिलियन वर्ष है। यह परमाणु रिएक्टरों में महत्वपूर्ण रूप से उत्पादित नहीं होता है क्योंकि <sup>243</sup>Pu का अर्ध-आयु छोटा होता है, लेकिन कुछ परमाणु विस्फोटों में उत्पन्न होता है। प्लूटोनियम-244 इंटरस्टेलर स्पेस में पाया गया है<ref name="WallnerFaestermann2015">{{cite journal|last1=Wallner|first1=A.|last2=Faestermann|first2=T.|last3=Feige|first3=J.|last4=Feldstein|first4=C.|last5=Knie|first5=K.|last6=Korschinek|first6=G.|last7=Kutschera|first7=W.|last8=Ofan|first8=A.|last9=Paul|first9=M.|last10=Quinto|first10=F.|last11=Rugel|first11=G.|last12=Steier|first12=P.|title=Abundance of live 244Pu in deep-sea reservoirs on Earth points to rarity of actinide nucleosynthesis|journal=Nature Communications|volume=6|year=2015|pages=5956|issn=2041-1723|doi=10.1038/ncomms6956|pmid=25601158|pmc=4309418|arxiv=1509.08054|bibcode=2015NatCo...6.5956W}}</ref> और किसी भी गैर मौलिक विकिरण समस्थानिक का दूसरा सबसे लंबा अर्ध-आयु है।

== उत्पादन और उपयोग ==
[[File:Plutonium pellet.jpg|right|thumb|250px|प्लूटोनियम -238 की एक गोली, अपनी ही गर्मी से चमकती है, जिसका उपयोग रेडियोसमस्‍थानिक थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर के लिए किया जाता है।]]
[[File:Sasahara.svg|thumb|375px|के बीच परमाणु संचारण प्रवाह <sup>238</sup>Pu और <sup>244</sup>Cm जल रिएक्टर में सेमी.<ref>{{cite journal|title=Neutron and Gamma Ray Source Evaluation of LWR High Burn-up UO2 and MOX Spent Fuels |journal=Journal of Nuclear Science and Technology |volume=41 |issue=4 |pages=448–456 |date=April 2004 |doi=10.3327/jnst.41.448 |last1=Sasahara |first1=Akihiro |last2=Matsumura |first2=Tetsuo |last3=Nicolaou |first3=Giorgos |last4=Papaioannou |first4=Dimitri |doi-access=free }}</ref><br/>संक्रमण की गति दिखाई नहीं देती है और न्यूक्लाइड द्वारा बहुत भिन्न होती है।<br/><sup>245</sup>Cm–<sup>248</sup>Cm नगण्य क्षय के साथ दीर्घजीवी होते हैं।]]
<sup>239</sup>Pu, एक विखंडनीय समस्‍थानिक है जो [[यूरेनियम-235]]  के पश्चात परमाणु रिएक्टरों में दूसरा सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला [[परमाणु ईंधन]] है, और परमाणु हथियारों के परमाणु विखंडन वाले भाग में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला ईंधन है, यूरेनियम -238 से न्यूट्रॉन ग्रहण द्वारा दो बीटा क्षय के पश्चात उत्पन्न होता है। 

<sup>240</sup>Pu, <sup>241</sup>Pu, और <sup>242</sup>Pu आगे न्यूट्रॉन ग्रहण द्वारा निर्मित होते हैं। विषम-द्रव्यमान समस्थानिक <sup>239</sup>Pu और <sup>241</sup>Pu में [तापीय [[न्यूट्रॉन]]] को पकड़ने पर विखंडन होने की लगभग 3/4 संभावना होती है और न्यूट्रॉन को बनाए रखने और अगला भारी समस्थानिक बनने की लगभग 1/4 संभावना होती है। सम-द्रव्यमान समस्थानिक [[उपजाऊ सामग्री|उर्वर सामग्री]] हैं, लेकिन विखंडनीय नहीं हैं और न्यूट्रॉन ग्रहण की कम समग्र संभावना (न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन की अवधारणा) भी है; इसलिए, वे तापीय रिएक्टर में उपयोग किए जाने वाले परमाणु ईंधन में जमा होते हैं, जो आज प्राय सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का डिज़ाइन है। एमओएक्स ईंधन में तापीय रिएक्टरों में दूसरी बार उपयोग किए गए प्लूटोनियम में, <sup>240</sup>Pu सबसे सामान्य समस्थानिक भी हो सकता है। सभी प्लूटोनियम समस्थानिक और अन्य [[एक्टिनाइड|एक्टिनाइड्स]], चूंकि, [[तेज न्यूट्रॉन]] के साथ [[विखंडनीय]] हैं। <sup>240</sup>Pu में एक मध्यम तापीय न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन होता है, जिससे कि तापीय रिएक्टर में <sup>241</sup>Pu उत्पादन <sup>239</sup>Pu उत्पादन जितना बड़ा हो जाता है।

<sup>241</sup>Pu की अर्ध-आयु 14 वर्ष है, और विखंडन और अवशोषण दोनों के लिए <sup>239</sup>Pu की तुलना में थोड़ा अधिक तापीय न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन है। जबकि एक रिएक्टर में परमाणु ईंधन का उपयोग किया जा रहा है, <sup>241</sup>Pu नाभिक के विखंडन या न्यूट्रॉन को क्षय करने की तुलना में अधिक होने की संभावना है। <sup>241</sup>Pu तापीय रिएक्टर ईंधन में विखंडन के एक महत्वपूर्ण अनुपात के लिए उत्तरदायी है जिसका उपयोग कुछ समय के लिए किया गया है। चूंकि, खर्च किए गए परमाणु ईंधन में जो जल्दी से परमाणु पुनर्संसाधन से नहीं गुजरता है, बल्कि इसके अतिरिक्त उपयोग के पश्चात वर्षों तक ठंडा रहता है, <sup>241</sup>Pu बीटा क्षय से अमेरिकियम-241, लघु एक्टिनाइड्स में से एक, एक मजबूत अल्फा उत्सर्जक, और तापीय रिएक्टरों में उपयोग करना दुष्कर होगा।

तापीय न्यूट्रॉन कैप्चर के लिए <sup>242</sup>Pu का क्रॉस सेक्शन विशेष रूप से कम है; और एक अन्य विखंडनीय समस्थानिक (या तो [[ अदालत |क्यूरियम]]-245 या <sup>241</sup>Pu) और विखंडन बनने के लिए तीन न्यूट्रॉन अवशोषण की आवश्यकता होती है। फिर भी, एक मौका है कि उन दो विखंडनीय समस्थानिकों में से कोई भी विखंडन करने में विफल रहेगा, बल्कि एक चौथे न्यूट्रॉन को अवशोषित करेगा, क्यूरियम -246 ([[कलिफ़ोरनियम]] जैसे भारी एक्टिनाइड्स के रास्ते पर, जो सहज विखंडन द्वारा एक न्यूट्रॉन उत्सर्जक है और संभालना कठिन है) या फिर से <sup>242</sup>Pu बनना; इसलिए विखंडन से पहले अवशोषित न्यूट्रॉनों की औसत संख्या 3 से भी अधिक है। इसलिए, <sup>242</sup>Pu एक तापीय रिएक्टर में पुनर्चक्रण के लिए विशेष रूप से अनुपयुक्त है और एक तेज रिएक्टर में इसका बेहतर उपयोग किया जाएगा जहां इसे सीधे विखंडित किया जा सकता है। चूंकि, <sup>242</sup>Pu's के कम क्रॉस सेक्शन का तात्पर्य है कि इसका अपेक्षाकृत कम भाग तापीय रिएक्टर में एक चक्र के समय रूपांतरित होगा। <sup>242</sup>Pu's की अर्ध-आयु <sup>239</sup>Pu's की अर्ध-आयु इसे प्राय 15 गुना अधिक है; इसलिए, यह रेडियोधर्मी के रूप में 1/15 है और परमाणु अपशिष्ट रेडियोधर्मिता के बड़े योगदानकर्ताओं में से एक नहीं है। <sup>242</sup>Pu's का [[गामा किरण]] उत्सर्जन भी अन्य समस्थानिकों की तुलना में कमजोर है।<ref>{{cite web|url=http://www.wmsym.org/archives/2001/21B/21B-18.pdf|title=स्नैप गामा स्पेक्ट्रोस्कोपी विश्लेषण कोड और रॉबिन स्पेक्ट्रम फिटिंग रूटीन का उपयोग करके ज्ञात नमूनों के प्लूटोनियम समस्थानिक परिणाम|access-date=2013-03-15|archive-date=2017-08-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20170813191754/http://www.wmsym.org/archives/2001/21B/21B-18.pdf|url-status=dead}}</ref>

<sup>243</sup>Pu का आधा जीवन केवल 5 घंटे का होता है, बीटा क्षय से [[अमेरिकियम-243]]। क्योंकि <sup>243</sup>Pu के पास क्षय से पहले एक अतिरिक्त न्यूट्रॉन को पकड़ने का बहुत कम अवसर है, [[परमाणु ईंधन चक्र]] लंबे समय तक चलने वाले <sup>244</sup>Pu का महत्वपूर्ण मात्रा में उत्पादन नहीं करता है।

<sup>238</sup>Pu सामान्य रूप से परमाणु ईंधन चक्र द्वारा बड़ी मात्रा में उत्पादित नहीं होता है, लेकिन कुछ न्यूट्रॉन ग्रहण द्वारा नेप्च्यूनियम -237 से उत्पन्न होते है (इस प्रतिक्रिया का उपयोग शुद्ध नेप्च्यूनियम के साथ भी किया जा सकता है जिससे कि <sup>238</sup>Pu अपेक्षाकृत अन्य प्लूटोनियम समस्थानिकों का उत्पादन रेडियोसमस्‍थानिक थर्मोइलेक्ट्रिक में उपयोग के लिए किया जा सके।),  <sup>239</sup>Pu पर तेज न्यूट्रॉन की (n,2n) प्रतिक्रिया से, या क्यूरियम-242 के अल्फा क्षय द्वारा, जो <sup>241</sup>Am से न्यूट्रॉन ग्रहण द्वारा निर्मित होता है। इसमें विखंडन के लिए महत्वपूर्ण तापीय न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन है, लेकिन न्यूट्रॉन को ग्रहण और <sup>239</sup>Pu बनने की संभावना अधिक है।

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===प्लूटोनियम-240, -241 और -242===

<sup>239</sup>Pu के लिए विखंडन [[क्रॉस सेक्शन (भौतिकी)]] तापीय न्यूट्रॉन के लिए 747.9 बार्न (यूनिट) है, जबकि सक्रियण क्रॉस सेक्शन 270.7 बार्न है (अनुपात प्रत्येक 4 न्यूट्रॉन ग्रहण के लिए 11 विखंडन का अनुमान लगाता है)। उच्च प्लूटोनियम समस्थानिक तब बनते हैं जब यूरेनियम ईंधन का लंबे समय तक उपयोग किया जाता है। उच्च बर्नअप उपयोग किए गए ईंधन के लिए, उच्च प्लूटोनियम समस्थानिकों की सांद्रता कम जले ईंधन की तुलना में अधिक होगी जिसे हथियार ग्रेड प्लूटोनियम प्राप्त करने के लिए पुन: संसाधित किया जाता है।

{| class="wikitable"
|+ <sup>238</sup>U से <sup>240</sup>Pu, <sup>241</sup>Pu और <sup>242</sup>Pu का गठन
!rowspan="2"| समस्‍थानिक !! colspan="2" |तापीय न्यूट्रॉन
क्रॉस सेक्शन<ref>[[National Nuclear Data Center]] [http://www.nndc.bnl.gov/chart/ Interactive Chart of Nuclides] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110721051025/http://www.nndc.bnl.gov/chart/ |date=2011-07-21 }}</ref><br />(बर्न)
! rowspan="2" | क्षय
प्रकार
! rowspan="2" |अर्ध-आयु
|-
! अधिकृत करना !! विखंडन
|-
| [[uranium-238|<sup>238</sup>U]] || 2.683 || 0.000 || α || 4.468 x 10<sup>9</sup> वर्ष
|-
| [[uranium-239|<sup>239</sup>U]] || 20.57 || 14.11 || β<sup>−</sup> || 23.45 मिनट
|-
| [[neptunium-239|<sup>239</sup>Np]] || 77.03 || – || β<sup>−</sup> || 2.356 दिन
|-
| [[plutonium-239|<sup>239</sup>Pu]] || 270.7 || 747.9 || α || 24,110 वर्ष
|-
| [[plutonium-240|<sup>240</sup>Pu]] || 287.5 || 0.064 || α || 6,561 वर्ष
|-
| [[plutonium-241|<sup>241</sup>Pu]] || 363.0 || 1012 || β<sup>−</sup> || 14.325 वर्ष
|-
| [[plutonium-242|<sup>242</sup>Pu]] || 19.16 || 0.001 || α || 373,300 वर्ष
|}


===प्लूटोनियम-239===
{{Main|प्लूटोनियम -239}}
प्लूटोनियम -239 परमाणु हथियारों के उत्पादन और कुछ परमाणु रिएक्टरों में ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग की जाने वाली तीन विखंडनीय सामग्रियों में से एक है। अन्य विखंडनीय पदार्थ यूरेनियम-235 और [[यूरेनियम-233]] हैं। प्लूटोनियम-239 वास्तव में प्रकृति में उपस्थित नहीं है। इसे परमाणु रिएक्टर में यूरेनियम-238 की न्यूट्रॉन से बमबारी करके बनाया गया है। अधिकांश रिएक्टर ईंधन में यूरेनियम-238 मात्रा में उपस्थित है; इसलिए इन रिएक्टरों में प्लूटोनियम-239 लगातार बनाया जाता है। चूँकि प्लूटोनियम-239 स्वयं ऊर्जा जारी करने के लिए न्यूट्रॉन द्वारा विभाजित किया जा सकता है, प्लूटोनियम-239 परमाणु रिएक्टर में ऊर्जा उत्पादन का एक भाग प्रदान करता है।
{| class="wikitable"
|+ <sup>238</sup>U से <sup>239</sup>Pu का गठन<ref name="Miner1968p541">{{harvnb|Miner|1968|p=541}}</ref>
! तत्व !! समस्थानिक !! तापीय न्यूट्रॉन ग्रहण
क्रॉस सेक्शन (बर्न)
! तापीय न्यूट्रॉन विखंडन
क्रॉस सेक्शन (बर्न)
! क्षय मोड !! अर्ध-आयु
|-
! [[uranium|U]]
| 238 || 2.68 || 5·10<sup>−6</sup> || α || 4.47 x 10<sup>9</sup> वर्ष
|-
! [[uranium|U]]
| 239 || 22 || 15 || β<sup>−</sup> || 23 मिनट
|-
! [[neptunium|Np]]
| 239 || 30 || 1 || β<sup>−</sup> || 2.36 दिन
|-
! [[plutonium|Pu]]
| 239 || 271 || 750 || α || 24,110 वर्ष
|}


===प्लूटोनियम-238===
{{Main|प्लूटोनियम -238}}

सामान्य प्लूटोनियम उत्पादक रिएक्टरों के प्लूटोनियम में <sup>238</sup>Pu की कम मात्रा होती है। हालाँकि, समस्थानिक पृथक्करण किसी अन्य विधि की तुलना में काफी महंगा होगा:जब एक <sup>235</sup>U परमाणु एक न्यूट्रॉन को पकड़ता है, तो यह <sup>236</sup>U की उत्तेजित अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। उत्तेजित <sup>236</sup>U नाभिकों में से कुछ विखंडन से गुजरते हैं, लेकिन कुछ गामा विकिरण उत्सर्जित करके <sup>236</sup>U की मूल अवस्था में क्षय हो जाते हैं। आगे न्यूट्रॉन ग्रहण <sup>237</sup>U बनाता है, जिसकी अर्द्ध-आयु 7 दिनों की होती है और इस प्रकार जल्दी से <sup>237</sup>Np तक क्षय हो जाता है।चूंकि प्राय सभी नेप्च्यूनियम इस तरह से उत्पादित होते हैं या समस्‍थानिक होते हैं जो जल्दी से क्षय हो जाते हैं, नेप्टुनियम के रासायनिक पृथक्करण से प्राय शुद्ध <sup>237</sup>Np प्राप्त होता है। इस रासायनिक पृथक्करण के पश्चात, <sup>237</sup>Np को फिर से रिएक्टर न्यूट्रॉन द्वारा <sup>238</sup>Np में परिवर्तित करने के लिए विकिरणित किया जाता है, जो 2 दिनों के आधे जीवन के साथ <sup>238</sup>Pu में क्षय हो जाता है।

{| class="wikitable"
|+ <sup>235</sup>U से <sup>238</sup>Pu का गठन
! तत्व !! समस्थानिक !! तापीय न्यूट्रॉन 
क्रॉस सेक्शन
! क्षय मोड !! अर्ध-आयु
|-
! [[uranium|U]]
| 235 || 99 || α || 703,800,000 वर्ष
|-
! [[uranium|U]]
| 236 || 5.3 || α || 23,420,000 वर्ष
|-
! [[uranium|U]]
| 237 || — || β<sup>−</sup> || 6.75 दिन
|-
! [[neptunium|Np]]
| 237 || 165 (ग्रहण) || α || 2,144,000 वर्ष
|-
! [[neptunium|Np]]
| 238 || — || β<sup>−</sup> || 2.11 दिन
|-
! [[plutonium|Pu]]
| 238 || — || α || 87.7 वर्ष
|}


== प्लूटोनियम-240 परमाणु हथियारों के लिए एक बाधा के रूप में ==
प्लूटोनियम-240 एक छोटी लेकिन महत्वपूर्ण दर ({{val|5.8|e=-6}}%) पर द्वितीयक क्षय मोड के रूप में सहज विखंडन से गुजरता है।{{NUBASE2020|ref}} <sup>240</sup>Pu की उपस्थिति [[परमाणु बम]] में प्लूटोनियम के उपयोग को सीमित करती है, क्योंकि स्वतः सहज विखंडन से न्यूट्रॉन प्रवाह समय से पहले श्रृंखला प्रतिक्रिया प्रारंभ कर देता है,  जिससे ऊर्जा का शीघ्र विमोचन होता है जो भौतिक रूप से पूर्ण अंतःस्फोट तक पहुंचने से पहले कोर को फैला देता है। यह अधिकांश कोर को [[श्रृंखला अभिक्रिया]] में भाग लेने से रोकता है और बम की शक्ति को कम करता है।

प्राय 90% <sup>239</sup>Pu से अधिक वाले प्लूटोनियम को [[हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम]] कहा जाता है; वाणिज्यिक बिजली रिएक्टरों से खर्च किए गए परमाणु ईंधन से प्लूटोनियम में सामान्यतः कम से कम 20% <sup>240</sup>Pu होता है और इसे [[रिएक्टर-ग्रेड प्लूटोनियम]] कहा जाता है। चूंकि, आधुनिक परमाणु हथियार [[फ्यूजन बूस्टिंग]] का उपयोग करते हैं, जो प्रीटोनेशन समस्या को कम करता है; यदि पिट (परमाणु हथियार) एक [[किलोटन]] के एक अंश का भी [[परमाणु हथियार उपज|ड्यूटेरियम-ट्रिटियम संलयन]] प्रारंभ करने के लिए पर्याप्त है, तो न्यूट्रॉन के परिणामस्वरूप फटने से दसियों किलोटन की उपज सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त प्लूटोनियम का विखंडन होगा।

<sup>240</sup>Pu के कारण संदूषण के कारण प्लूटोनियम हथियारों को अंतःस्फोट विधि का उपयोग करना चाहिए। सैद्धांतिक रूप से, शुद्ध <sup>239</sup>Pu का उपयोग बंदूक की तरह के परमाणु हथियार में किया जा सकता है, लेकिन शुद्धता के इस स्तर को प्राप्त करना निषेधात्मक रूप से कठिन है। प्लूटोनियम-240 संदूषण परमाणु हथियारों के अभिकल्पना के लिए मिश्रित वरदान सिद्ध करना हुआ है। चूंकि इसने [[ मैनहट्टन परियोजना |मैनहट्टन परियोजना]] के समय विलंब और सिरदर्द उत्पन किया क्योंकि अंतःस्फोट प्रौद्योगिकी विकसित करने की आवश्यकता थी, वही कठिनाइयाँ वर्तमान में [[परमाणु प्रसार]] के लिए एक अड़चन हैं। बंदूक के प्रकार के हथियारों की तुलना में अंतःस्फोट उपकरण भी स्वाभाविक रूप से अधिक कुशल और आकस्मिक विस्फोट के लिए कम प्रवण होते हैं।

== संदर्भ ==
* समस्‍थानिक समूह से:
**{{NUBASE 2003}}
* समस्थानिक रचनाएँ और मानक परमाणु द्रव्यमान:
**{{CIAAW2003}}
**{{CIAAW 2005}}
* निम्न स्रोतों से चयनित अर्ध-जीवन, चक्रण और समावयवी डेटा।
**{{NUBASE 2003}}
**{{NNDC}}
**{{CRC85|chapter=11}}

{{Reflist}}

{{Navbox element isotopes}}
{{Isotopes of plutonium}}
{{Authority control}}
[[Category: प्लूटोनियम के समस्थानिक | प्लूटोनियम के समस्थानिक ]] [[Category: प्लूटोनियम]] [[Category: तत्व द्वारा समस्थानिकों की सूची | प्लूटोनियम]] 



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[[Category:Created On 19/05/2023]]