15 juli 2024

Waar komt het kosmische plutonium vandaan?

e botsing tussen twee neutronensterren is een zeer zeldzaam proces, waarbij zeer veel zware elementen geproduceerd worden (zoals goud en plutonium). CREDIT: ROBIN DIENEL/CARNEGIE INSTITUTION FOR SCIENCE

Het radioactieve element plutonium wordt op aarde kunstmatig geproduceerd door kernreactors, maar uit onderzoek blijkt ook een natuurlijke bron van dit levensgevaarlijke goedje te bestaan.

De meest stabiele (en langst levende) isotoop van plutonium, plutonium-244, heeft een halfwaardetijd van zo’n 120 miljoen jaar. De detectie van Pu-244 in de natuur zou beteken dat het element geproduceerd is door een astrofysische gebeurtenis die niet zo lang geleden heeft plaatsgevonden (althans op galactische tijdschaal). In dat geval kan de bron zich nooit ver van ons vandaan bevinden.

Enkele jaren geleden is ontdekt dat het vroege zonnestelsel een significante hoeveelheid Pu-244 gehad moet hebben. Natuurlijk is dit plutonium al lang verdwenen, maar door de dochterelementen (radioactieve elementen en isotopen vervallen altijd in andere, lichtere, elementen) te detecteren, kan een schatting gemaakt worden van de hoeveelheid plutonium die 4 miljard jaar geleden in het zonnestelsel aanwezig moet zijn geweest. Dat blijkt nu heel wat te zijn!

Nu hebben wetenschappers metingen verricht van de depletie van plutonium, ondermeer vanuit marine sedimenten die deeltjes ruimtestof bevatten. Hieruit is gebleken dat in de laatste 100 miljoen jaar bijna geen plutonium op aarde terecht is gekomen. Met andere woorden: het aanleveren van natuurlijke plutonium is een zeldzaam proces. Hoe kan het dan dat vier miljard jaar geleden ons zonnestelsel relatief overspoeld werd door dit spul?

Wetenschappers kennen slechts één manier waarop in korte tijd heel veel plutonium geproduceerd kan worden: het samensmelten van twee neutronensterren (de dichte restanten van massieve sterren). Dit is een heel zeldzaam proces, maar schijnbaar heeft er vier miljard jaar geleden toevallig eentje plaatsgehad in de directe omgeving van de zon.

Bron: Hebrew University of Jerusalem.

Share

Comments

  1. Wybren de Jong zegt

    Kernbommen kunnen in het verleden ook Pu-244 geproduceerd hebben op aarde.
    Dat plutonium kan vervolgens vermengd zijn met marine sedimenten, tenminste dicht bij de bodem.
    Hebben de wetenschappers daar rekening mee gehouden in hun berekeningen?

    • Olaf van Kooten zegt

      Geen idee 😛

      • Giga Gerard zegt

        Nature artikel in kwestie spreekt van: “accumulation of 244Pu in a deep-sea crust sample”
        http://arxiv.org/pdf/1510.00711v1.pdf
        (voor de gratis versie Google ik altijd naar de arxiv)

        De monsters zijn genomen op plekken waar je geen vervuiling met producten van kernbommen hebt. Maar ik herinner me dat er nogal wat tonnen met radioactief afval naar de Atlantische oceaanbodem werden afgezonken zo’n veertig jaar geleden.

  2. Paul Bakker zegt

Speak Your Mind

*