Плутоний

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Плутоний, 94Pu
Plutonium3.jpg
сребристобял до сив
Общи данни
НептунийПлутонийАмериций
Sm

Pu

-
Водород
Хелий
Литий
Берилий
Бор
Въглерод
Азот
Кислород
Флуор
Неон
Натрий
Магнезий
Алуминий
Силиций
Фосфор
Сяра
Хлор
Аргон
Калий
Калций
Скандий
Титан
Ванадий
Хром
Манган
Желязо
Кобалт
Никел
Мед
Цинк
Галий
Германий
Арсен
Селен
Бром
Криптон
Рубидий
Стронций
Итрий
Цирконий
Ниобий
Молибден
Технеций
Рутений
Родий
Паладий
Сребро
Кадмий
Индий
Калай
Антимон
Телур
Йод
Ксенон
Цезий
Барий
Лантан
Церий
Празеодим
Неодим
Прометий
Самарий
Европий
Гадолиний
Тербий
Диспросий
Холмий
Ербий
Тулий
Итербий
Лутеций
Хафний
Тантал
Волфрам
Рений
Осмий
Иридий
Платина
Злато
Живак
Талий
Олово
Бисмут
Полоний
Астат
Радон
Франций
Радий
Актиний
Торий
Протактиний
Уран
Нептуний
Плутоний
Америций
Кюрий
Берклий
Калифорний
Айнщайний
Фермий
Менделевий
Нобелий
Лоуренсий
Ръдърфордий
Дубний
Сиборгий
Борий
Хасий
Майтнерий
Дармщатий
Рьонтгений
Коперниций
Нихоний
Флеровий
Московий
Ливерморий
Тенесин
Оганесон
Име, символ, № Плутоний, Pu, 94
Група, период, блок -, 7, f
Химическа серия Актинид
Електронна конфигурация [Rn] 5f6 7s2
e- на енергийно ниво 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Electron shell 094 Plutonium - no label.svg
Свойства на атома
Атомна маса 244,0642 u
Атомен радиус 162 pm
Радиус на ван дер Ваалс 200 pm
Степен на окисление 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1
Оксид амфотерен
Електроотрицателност 1,28 (скала на Полинг)
Йонизационен потенциал I: 584,7 kJ/mol
Plutonium spectrum visible.png
Физични свойства
Агрегатно състояние Твърдо вещество
Кристална структура моноклинична
Плътност 19 840 kg/
Температура на топене 912,5 K
(639,4 °C)
Температура на кипене 3505 K
(3228 °C)
Специф. топлина на топене 2,82 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение 333,5 kJ/mol
Скорост на звука 2260 m/s
Специф. топлинен капацитет 35,5 J/(kg·K)
Топлопроводимост 6,74 W/(m·K)
Пръстен от 99,96% плутоний. Има диаметър от 11 cm и тежи 5,3 kg. Достатъчен за направата на ядрено оръжие.

Плутоний (Pu) е наименованието на химичния елемент с номер 94 в периодичната таблица.

Плутоният е радиоактивен трансуранов елемент с метален характер и принадлежи на групата на актинидите. При стайна температура е сивкав метал с висока плътност и характерен блясък, който бързо губи при контакт с атмосферата поради оксиление. Плътността му е 19,8 g/cm³, има температура на топене от 640°С и кипи при 3228°С. В природата се среща в минимални количества като продукт на естествени ядрени реакции, протичащи в урановите руди. Съществуващите естествени количества са от порядъка на няколко атома на няколко тона уранова руда. Почти всички съвременни ядрени оръжия го използват като основен работен материал.

Открит е през 1940 година от американския учен Глен Сийборг чрез облъчване на уран с деутерони. Практически най-значимият му изотоп е Pu-239, с период на полуразпад от 24 360 години. Pu-239 се получава в ядрените реактори от U-238 при захват на неутрон и се разпада чрез излъчване на алфа-частица или чрез спонтанно делене.

Друг изотоп е Pu-244, който има ограничено практическо приложение поради краткия си живот.

История[редактиране | редактиране на кода]

През 1934 Енрико Ферми и екип от учени от университета в Рим съобщили, че са открили елемент 94. Ферми нарича този елемент hesperium и го споменава в своята Нобелова лекция през 1938 г. Но пробата всъщност е била смес от барий, криптон, и други елементи, но тогава това все още не е било известно . Ядрено делене е било открито в Германия през 1939 г. от Фриц Щрасман и Отто Хан . Механизмът на делене тогава теоретично е бил обяснен от Лиза Майтнер и Ото Фриш. 

Плутоний (по-специално, плутоний-238) за първи път е произведен и изолиран на 14 декември 1940 г., и химически идентифициран на 23 февруари 1941 г., от Глен Сиборг, Едвин МакМилан, Джоузеф Кенеди, и Артър Уал във радиационната лаборатория Бъркли в Университета на Калифорния, Бъркли .

Производство по времето на проекта „Манхатън[редактиране | редактиране на кода]

По време на Втората световна война правителството на САЩ, създава проекта Манхатън, който е натоварен със задачата да създаде атомна бомба. Трите основни изследователски и производствени обекти на проекта са били, съоръжение за производство на плутоний това, което сега е на обектът Ханфорд, съоръжения за обогатяване на уран в Оук Ридж, Тенеси, и лаборатория за изследване и поизводство на оръжия, сега известна като, национална лаборатория „Лос Аламос“.

Първият реактор произвел плутоний-239 е графитния реактор Х-10, който е пуснат в употреба през 1943 г., а по-късно става Национална Лаборатория Оук Ридж .

Атомните бомби „Тринити“ и „Дебелакът“[редактиране | редактиране на кода]

Първият тест на атомна бомба, със кодовото име „Тринити“ и детонирана на 16 юли 1945 г., близо до Аламогордо, Ню Мексико е използвала плутоний като ядрен материал. Теглото на атомната бомба е било 4 тона, а във ядрото си е имала 6,2 кг плутоний. Около 20% от плутония, използван в оръжието “Тринити“ претърпява разпад, в резултат на което се създава експлозия с енергия еквивалентна на приблизително 20 000 тона ТНТ . Идентичен дизайн е използван в атомна бомба „Дебелакът“ пусната над Нагасаки, Япония, на 9 август 1945 г., убивайки 35,000 – 40,000 души (повечето от които са били индустриални работници) и унищожаване на 68% -80% от военното производство в Нагасаки .

Използване по времето на студената война[редактиране | редактиране на кода]

Големи запаси оръжия използващи плутоний са произведени по времето на Студената война от СССР и САЩ . Във САЩ реакторите Ханфорд и Обект Савана Ривър са произвели 103 тона плутоний а във СССР произведенят плутоний за военни цели възлиза на 170 тона. Във днешни дни се произвеждат годишно по 20 тона плутоний иползващ се от електроцентралите. По предположения днес запасите от плутоний са 500 тона разделени между индустриалния и военния комплекс на страните по света .

Медицински експерименти[редактиране | редактиране на кода]

По време и след края на Втората световна война, учени, работещи по проекта Манхатън и други ядрени изследователски проекти са провеждали проучвания за ефектите на плутония върху лабораторни животни и хора. Проучванията при животни са установили, че няколко милиграма плутоний за килограм тъкан е смъртоносна доза. В случая на хора, са инжектиране разтвори, обикновено съдържащи 5 микрограма плутоний в терминално болни пациенти смятани за неизлечимо болни, пациенти с продължителност на живота по-малко от десет години, възрастни пациенти или пациенти в хронично болестно състояние. Дозата е била намалена до 1 микрограм през юли 1945 след като проучванията открили, че начина, по който плутония се разпространява в костите е по-опасен от радиацията. Повечето от обектите инжектирани с плутоний според Айлийн Уелсом оцелял след експеримента, казва „бяха бедни, безсилни и болни“. От 1945 до 1947 г., осемнадесет индивида са били инжектирани с плутоний без информирано съгласие. Тестовете са били използвани за създаване на диагностичен стандарт, за да се определи усвояването на плутоният в тялото и да се разработят стандарти за безопасност за работа с плутоний. Експериментът се е провеждал под надзора на Харолд Ходж. Други експерименти под назора на комисията по енергетиката на САЩ са продължили до средата на 1970 г. 

Съединения[редактиране | редактиране на кода]

Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Plutonium“ в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница. Вижте източниците на оригиналната статия, състоянието ѝ при превода, и списъка на съавторите.