Плутоний - свойства на химичните елементи

Плутоний (лат плутоний.), Pu, изкуствено радиоактивен химичен елемент с атомен номер 94; Тя се отнася до актинидите. Той е открит през 1940-41 от американските учени G. Seaborg, Е. McMillan, J. Kennedy и A. Wahl, които са получили изотоп 238 Pu резултат от облъчване на уранови ядра на тежката водород -. Dayton. Кръстен на планетата Плутон, както и прекурсори на плутоний в периодичната таблица - Уран и Нептун, чиито имена също са произлезли от планетите Уран и Нептун. Известни плутоний изотопи с масови номера от 232 до 246. Следи изотоп 247 Pu и 255 Pu открива в прах събира след сливане взривявания. Плутоний-дългият живот изотоп е радиоактивен α-Pu-244 (полуживот T½ на около 7,5 х 10 7 години). T½ стойности на всички изотопи на плутоний е много по-ниска от възрастта на Земята, и следователно всички първични плутоний (която е съществувала на нашата планета по време на неговото образуване) се разтвори напълно. Въпреки това, следи от 239 Pu непрекъснато образувани чрез β-затихване на 239 Np, което, от своя страна, възниква в ядрената реакция на уран с неутрони (например, неутрони, космическата радиация). Ето защо, следи от плутоний, намерени в уранови руди.

Плутоний - лъскав бял метал, при температури вариращи от стайна температура до 640 ° С (точка на топене) съществува в шест алотропна модификации. Алотропна трансформация плутоний резки промени са съпроводени с плътност. Уникална черта на плутоний метал е, че при нагряване 310-480 ° С не се разширява като другите метали, и сгъстен. Конфигурацията на трите външни електронни черупки атоми Pu 5s 5р 2 6 10 5d 5f 6 6s 2 6p 2 7s 2. химичните свойства на плутония в много отношения, подобни на свойствата на неговите предшественици в периодичната система - уран и нептуний. Плутоний образува съединения с окисление от 2 до 7. Известни оксиди предложи тестване, Ru2 O3. PuO2 и фаза на променлив състав Ru2 О3 - Pu4 О7. В съединения с халогени плутоний обикновено има окислено състояние +3, известен като халогениди, но PuF4. PuF6 и RuSl4. В разтвори на плутоний съществува във формите на Pu 3+. Пу 4+. PuO2 (plutonoil йон), предложи тестване 2+ (плутоний - йон) и Puos 3-. съответства на степента на окисляване на 3-7. Тези йони (с изключение предложи тестване 3- 5) могат едновременно да бъдат в разтвор в равновесие. Йоните на плутоний окисление са склонни към хидролиза и комплексообразуване.

От всички изотопи на плутоний е най-важно α-радиоактивен 239 Pu (T½ = 2,4 · 10 4 г.). Ядра 239 Pu може в верижна реакция на делене от неутрони, така Pu 239 могат да се използват като източник на ядрената енергия (енергия освободен чрез разцепване 1 грам Pu 239, еквивалентен на топлината, отделена при изгарянето на въглища 4000 кг). В СССР, първите опити за производство на Pu-239 бяха започнати през 1943-44 под ръководството на И. В. Kurchatova и В. Г. Hlopina. Плутоний е на първо място в Съветския съюз, се изолира от облъчените уран с неутрони през 1945. В един изключително кратък период от време ние проведохме задълбочени изследвания на свойствата на плутоний, а през 1949 г. Съветският съюз започва да работи първият завод за сепариране радиоактивната плутоний.

Промишленото производство на Pu-239 се основава на взаимодействието на ядрата на 238 U с неутроните в ядрен реактор. След разделяне на Pu от U, Np и продукти на делене силно радиоактивни от радиохимично методи извършва (ко-утаяване, екстракция, йонен обмен, и други). метал плутоний обикновено се получава чрез намаляване PuF3. PuF4 PuSO2 или пари на барий, калций, или литий. Тъй като ядрен материал, Pu 238 използва в ядрените реактори и в ядрените бомби и синтез. Изотоп 238 Пу се използва за производството на ядрени батерии, за които периодът на служба до 5 години или повече. Тези батерии могат да бъдат използвани, например, в настоящите генератори, които стимулират сърцето.

Плутоний в организма. Плутоний концентрира морски организми: му съотношение концентрация (т.е. съотношението на концентрацията в организма и в околната среда) е 1000-9000 водорасли, планктон (смесена) - 2300, за миди - до 380, за звезда - около 1000 до мускули, кости, черен дроб и стомаха на риба - 5, 570, 200 и 1060, съответно. Сухоземни растения асимилират плутоний главно чрез кореновата система и се натрупват до 0.01% от теглото му. При хората плутоний запазва главно в черния дроб и скелета, където почти няма изход (особено кост). Най-токсични от 239 Pu е хематопоетични нарушения, остеосаркома, рак на белия дроб. С 70-те години на 20-ти век делът на плутоний в радиоактивно замърсяване на увеличението на биосферните (така излъчване морски безгръбначни поради плутоний става по-голям, отколкото за сметка на 90 Sr и 137 Cs).