Isotop fisil kedua yang paling banyak digunakan, plutonium-239, juga dapat membelah atau tidak membelah pada penyerapan neutron termal. Produk plutonium-240 membentuk sebagian besar plutonium jenis reaktor (plutonium yang didaur ulang dari bahan bakar bekas yang awalnya dibuat dengan uranium alam yang diperkaya dan kemudian digunakan sekali dalam LWR). 240Pu meluruh dengan waktu paruh 6561 tahun menjadi 236U. Dalam siklus bahan bakar nuklir tertutup, sebagian besar 240Pu akan terbelah (mungkin setelah lebih dari satu penangkapan neutron) sebelum meluruh, tetapi 240Pu yang dibuang sebagai limbah nuklir akan meluruh selama ribuan tahun. Karena 240Pu memiliki waktu paruh yang lebih pendek daripada 239Pu, kadar sampel plutonium yang sebagian besar terdiri dari dua isotop tersebut akan perlahan meningkat sementara jumlah total plutonium dalam sampel akan perlahan menurun selama berabad-abad dan ribuan tahun. Peluruhan alfa240Pu akan menghasilkan uranium-236 sedangkan 239Pu meluruh menjadi uranium-235.
þ,racun neutron (penangkap neutron termal yang lebih besar dari 3k barn)
Ketika bagian terbesar dari uranium-236 telah diproduksi oleh penangkapan neutron di reaktor tenaga nuklir, sebagian besar disimpan di reaktor nuklir dan tempat penyimpanan limbah. Kontribusi paling signifikan terhadap kelimpahan uranium-236 di lingkungan adalah reaksi 238U(n,3n)236U oleh neutron cepat dalam senjata termonuklir. Pengujian bom atom tahun 1940-an, 1950-an, dan 1960-an telah meningkatkan tingkat kelimpahan lingkungan secara signifikan di atas tingkat alami yang diperkirakan.[6]
Kehancuran dan peluruhan
236U, pada penyerapan neutron termal, tidak mengalami fisi, tetapi meluruh menjadi 237U, yang dengan cepat meluruh melalui peluruhan beta menjadi 237Np. Namun, penampangtangkapan neutron236U rendah, dan proses ini tidak terjadi dengan cepat dalam reaktor termal. Bahan bakar nuklir bekas biasanya mengandung sekitar 0,4% 236U. Dengan penampang yang jauh lebih besar, 237Np akhirnya dapat menyerap neutron lain dan menjadi 238Np, yang dengan cepat meluruh melalui peluruhan beta menjadi plutonium-238 (isotop non-fisil lainnya).
236U dan sebagian besar aktinida lainnya dapat dipecah oleh neutron cepat dalam bom nuklir atau reaktor neutron cepat. Sejumlah kecil reaktor cepat telah digunakan dalam penelitian selama beberapa dekade, tetapi penggunaan luas untuk produksi listrik masih di masa depan.
Tidak seperti plutonium, aktinida minor, produk fisi, atau produk aktivasi, proses kimia tidak dapat memisahkan 236U dari 238U, 235U, 232U atau isotop uranium lainnya. Bahkan sulit untuk dihilangkan dengan pemisahan isotop, karena pengayaan rendah akan mengkonsentrasikan tidak hanya 235U dan 233U yang diinginkan tetapi juga 236U, 234U dan 232U yang tidak diinginkan. Di sisi lain, 236U di lingkungan tidak dapat dipisahkan dari 238U dan terkonsentrasi secara terpisah, yang membatasi bahaya radiasi di satu tempat.
Kontribusi terhadap radioaktivitas uranium yang diproses ulang
Waktu paruh 238U sekitar 190 kali lebih lama daripada 236U; oleh karena itu, 236U seharusnya memiliki aktivitas spesifik sekitar 190 kali lebih banyak. Artinya, dalam uranium yang diproses ulang dengan 0,5% 236U, 236U dan 238U akan menghasilkan tingkat radioaktivitas yang hampir sama. (235U berkontribusi hanya beberapa persen.)
Rasionya kurang dari 190 ketika produk peluruhan masing-masing disertakan. Rantai peluruhan uranium-238 menjadi uranium-234 dan akhirnya timbal-206 melibatkan emisi delapan partikel alfa dalam waktu (ratusan ribu tahun) yang lebih pendek dibandingkan dengan waktu paruh 238U, sehingga sampel 238U dalam kesetimbangan dengan produk peluruhannya (seperti dalam bijih uranium alam) akan memiliki delapan kali aktivitas alfa dari 238U saja. Bahkan uranium alam murni di mana produk peluruhan pasca-uranium telah dihilangkan akan mengandung kuantitas keseimbangan 234U sekitar dua kali aktivitas alfa 238U murni. Pengayaan untuk meningkatkan kandungan 235U akan meningkatkan 234U ke tingkat yang lebih besar lagi, dan kira-kira setengah dari 234U ini akan bertahan dalam bahan bakar bekas. Di sisi lain, 236U meluruh menjadi torium-232 yang memiliki waktu paruh 14 miliar tahun, setara dengan 31,4% dari laju peluruhan 238U.
↑Ditambah radium (unsur 88). Meskipun sebenarnya radium adalah sub-aktinida, ia segera mendahului aktinium (89) dan mengikuti celah ketidakstabilan tiga unsur setelah polonium (84) di mana tidak ada nuklida yang memiliki waktu paruh setidaknya empat tahun (nuklida yang berumur paling panjang di celah tersebut adalah radon-222 dengan waktu paruh kurang dari empat hari). Isotop radium yang paling lama hidup memiliki waktu paruh 1.600 tahun, sehingga layak untuk dimasukkan ke dalam unsur di sini.
↑Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4. "Analisis isotop mengungkapkan spesies bermassa 248 dalam kelimpahan konstan dalam tiga sampel yang dianalisis selama periode sekitar 10 bulan. Ini dianggap berasal dari isomer 248Bk dengan waktu paruh lebih besar dari 9 [tahun]. Tidak ada pertumbuhan 248Cf yang terdeteksi, dan batas bawah untuk waktu paruh β− dapat ditetapkan sekitar 104 [tahun]. Tidak ada aktivitas alfa yang disebabkan oleh isomer baru yang terdeteksi; waktu paruh alfa mungkin lebih besar dari 300 [tahun]."
↑Ini adalah nuklida terberat dengan waktu paruh setidaknya empat tahun sebelum "lautan ketidakstabilan".
↑Tidak termasuk nuklida yang "stabil secara klasik" dengan waktu paruh secara signifikan melebihi 232Th; misalnya, 113mCd memiliki waktu paruh hanya empat belas tahun, 113Cd hampir delapan kuadriliun tahun.
