Virtual Laboratory Wiki
Advertisement
Плутоний (Pu)
Атомный номер 94
Внешний вид простого вещества 150px
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
244,0642 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома 151 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
491,9(5,10) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация [Rn] 5f6 7s2
Химические свойства
Ковалентный радиус n/a пм
Радиус иона (+4e) 93 (+3e) 108 пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,28
Электродный потенциал Pu←Pu4+ -1,25В
Pu←Pu3+ -2,0В
Pu←Pu2+ -1,2В
Степени окисления 6, 5, 4, 3
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность 19,84 г/см³
Удельная теплоёмкость n/a Дж/(K·моль)
Теплопроводность (6,7) Вт/(м·K)
Температура плавления 914 K
Теплота плавления 2,8 кДж/моль
Температура кипения 3505 K
Теплота испарения 343,5 кДж/моль
Молярный объём n/a см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки моноклинная
Период решётки n/a Å
Отношение c/a n/a
Температура Дебая n/a K

Плуто́ний — радиоактивный химический элемент группы актиноидов, широко использовавшийся в производстве ядерного оружия (т. н. «оружейный плутоний»), а также (экспериментально) в качестве ядерного топлива для атомных реакторов гражданского и исследовательского назначения. Первый искусственный элемент, полученный в доступных для взвешивания количествах (1942 г.).

В таблице справа приведены основные свойства α-Pu — основной аллотропной модификации плутония при комнатной температуре и нормальном давлении.

История

Изотоп плутония 238Pu впервые искусственно получен 23.02.1941 года группой американских ученых во главе с Г. Сиборгом путем облучения ядер урана дейтронами. Примечательно, что только после искусственного получения плутоний был обнаружен в природе: в ничтожно малых количествах 239Pu обычно содержится в урановых рудах как продукт радиоактивного превращения урана.

Нахождение в природе

В урановых рудах в результате захвата нейтронов (например, нейтронов из космического излучения) ядрами урана образуется нептуний (239Np), продуктом β-распада которого и является природный плутоний-239. Однако плутоний образуется в таких микроскопических количествах (0,4—15 частей Pu на 1012 частей U), что о его добыче из урановых руд не может быть и речи.

Происхождение названия

В 1930 году астрономический мир был взбудоражен замечательной новостью: открыта новая планета, о существовании которой давно говорил Персиваль Ловелл, астроном, математик и автор фантастических очерков о жизни на Марсе. На основе многолетних наблюдений за движениями Урана и Нептуна Ловелл пришел к заключению, что за Нептуном в солнечной системе должна быть еще одна, девятая планета, отстоящая от Солнца в сорок раз дальше, чем Земля. Эта планета, элементы орбиты которой Ловелл рассчитал еще в 1915 году, и была обнаружена на фотографических снимках, полученных 21, 23 и 29 января 1930 г. астрономом К. Томбо в обсерватории Флагстафф (США). Планету назвали Плутоном[1]. По имени этой планеты, расположенной в солнечной системе за Нептуном, был назван плутонием 94-й элемент, искусственно полученный в конце 1940 г. из ядер атомов урана группой американских ученых во главе с Г. Сиборгом.


Физические свойства

Существует 15 изотопов плутония - Самые подходящие для проектирования ядерного оружия: Pu238 -> (период полураспада 86 лет, альфа-распад) -> U234, Pu239 -> (период полураспада 24 360 лет, альфа-распад) -> U235, Pu240 -> (период полураспада 6580 лет, альфа-распад) -> U236, Pu241 -> (период полураспада 14.0 лет, бета-распад) -> Am241, Pu242 -> (период полураспада 370 000 лет, альфа-распад) -> U238 [1]

Применение

  • Первый ядерный заряд на основе плутония был взорван 16 июля 1945 года на полигоне Аламогордо (испытание под кодовым названием "Тринити").


Биологическая роль

Плутоний высокотоксичен; ПДК для 239Pu в открытых водоемах и воздухе рабочих помещений составляет соответственно 81,4 и 3,3*10−5 Бк/л. Большинство изотопов плутония обладают высокой величиной плотности ионизации и малой длиной пробега частиц, поэтому его токсичность обусловлена не столько его химическими свойствами (вероятно, в этом отношении плутоний токсичен не более, чем другие тяжелые металлы), сколько ионизирующим действием на окружающие ткани организма. Плутоний относится к группе элементов с особо высокой радиотоксичностью. В организме плутоний производит большие необратимые изменения в скелете, печени, селезенке, почках, вызывает рак легких. Максимально допустимое содержание плутония в организме не должно превышать десятых долей микрограмма.

Примечания

  1. С 24 августа 2006 года по решению Международного астрономического союза Плутон более не является планетой Солнечной системы.

Плутоний в художественных произведениях

  • Плутоний использовался для машины De Lorean DMC-12 в фильме Назад в будущее как заряд для переправки в будущее или в прошлое.
  • Из плутония состоял заряд атомной бомбы, взорванной террористами в Денвере, США, в произведении Тома Клэнси "Все страхи мира"
  • Кэндзабуро Оэ "Записки пинчранера"

См. также

Ссылки





Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Плутоний. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement