プルトニウム241

プルトニウム241（²⁴¹
プ
またはPu-241）は、プルトニウム 240 が中性子を捕獲して形成されるプルトニウムの同位体です。他のプルトニウム同位体（特に²³⁹ Pu）と同様に、²⁴¹ Pu は核分裂性であり、中性子吸収断面積は²³⁹ Puの約 3 分の 1 大きく、中性子吸収により核分裂する確率も 73% 程度です。核分裂しない場合は、中性子捕獲によりプルトニウム 242 が生成します。一般に、中性子の数が奇数の同位体は、中性子の数が偶数の同位体よりも、中性子を吸収する可能性と中性子吸収により核分裂する可能性の両方が高くなっています。

プルトニウム241はベータ線を放出する核種で、半減期は14.3年で、 1年間でプルトニウム²⁴¹の約5%が崩壊する。この崩壊のQ値は20.78 ± 0.17 keVで平均5.227 ± 0.043 keVであり、ガンマ線を放出しない。^[1]使用済み核燃料を再処理するまでの時間が長くなればなるほど、²⁴¹ Pu がアメリシウム 241に崩壊する量が増える。アメリシウム 241 は非核分裂性（高速中性子によって核分裂する）で、半減期が432 年のアルファ線放出元素である。241 Am^は、数百年から数千年のスケールで核廃棄物の放射能の主要な原因である。 ^{[要出典]完全にイオン化された状態では、 241} Puのベータ崩壊半減期は 4.2 日に減少するが、結合状態のベータ崩壊のみ可能である。^[2]

プルトニウム241は、ウラン237への稀なアルファ崩壊分岐も持ち、崩壊の約0.002％で発生する。Q値は5.055 ± 0.005 MeVでは、ベータ崩壊過程とは異なり、オージェ電子とそれに伴うX線を放出することができる。 ^[1]

アメリシウムはプルトニウム、ネプツニウム、ウランよりも原子価と電気陰性度が低いため、ほとんどの核再処理では、他のアクチニドではなく、アルカリ核分裂生成物（ランタノイド、ストロンチウム、セシウム、バリウム、イットリウム）と一緒に分留される傾向があります。したがって、特別な努力をしない限り、 アメリシウムは核燃料としてリサイクルされません。

熱中性子炉では、^{241 Am が中性子を捕獲して}アメリシウム-242になり、ベータ崩壊によりすぐにキュリウム-242 (または、17.3% の確率で²⁴² Pu)になります。242 Cm と 242 Pu はどちらも^中性子を^吸収する可能性ははるかに低く、核分裂する可能性はさらに低いですが、²⁴² Cm は寿命が短く (半減期 160 日)、ほとんどの場合、別の中性子を捕獲するのではなく、アルファ崩壊して²³⁸ Puになります。つまり、²⁴¹ Am は、再び核分裂性同位体になる前に 2 つの中性子を吸収する必要があります。