Plutonij

Plutonij, ₉₄Pu
Plutonij
Izgovarjava	IPA: [plutónij]
Alotropi	glej Alotropi plutonija
Videz	srebrno bel, na zraku postane temno siv
Masno število	[244]
Plutonij v periodnem sistemu
	neptunij ← plutonij → americij
Vrstno število (Z)	94
Skupina	n/a
Perioda	perioda 7
Blok	blok f
Razporeditev elektronov	[Rn] 5f6 7s2
Razporeditev elektronov po lupini	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STP	trdnina
Tališče	639,4 °C
Vrelišče	3228 °C
Gostota (blizu s.t.)	19.85 (239Pu) g/cm3
v tekočem stanju (pri TT)	16,63 g/cm3
Talilna toplota	2,82 kJ/mol
Izparilna toplota	333,5 kJ/mol
Toplotna kapaciteta	35,5 J/(mol·K)
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja	+2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 (amfoterni oksid)
Elektronegativnost	Paulingova lestvica: 1,28
Ionizacijske energije	1.: 584,7 kJ/mol ; ;
Atomski polmer	empirično: 159 pm
Kovalentni polmer	187±1 pm
	Spektralne črte plutonija
Druge lastnosti
Pojavljanje v naravi	iz razpada
Kristalna struktura	monoklinska
Hitrost zvoka	2260 m/s
Temperaturni raztezek	46,7 µm/(m⋅K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost	6,74 W/(m⋅K)
Električna upornost	1,460 µΩ⋅m (pri 0 °C)
Magnetna ureditev	paramagnetik
Youngov modul	96 GPa
Strižni modul	43 GPa
Poissonovo razmerje	0,21
Številka CAS	7440-07-5
Zgodovina
Poimenovanje	po pritlikavem planetu Plutonu, ki je poimenovan po bogu podzemja Plutonu
Odkritje	Glenn T. Seaborg, Arthur Wahl, Joseph W. Kennedy, Edwin McMillan (1940–1941)
Najpomembnejši izotopi plutonija
α	234U
α	235U
α	236U
SF	–
α	238U
SF	–
	Kategorija: Plutonij; prikaži · pogovor · uredi · zgodovina \| reference

Plutónij je radioaktiven kovinski kemični element, ki ima v periodnem sistemu simbol Pu in atomsko število 94. Njegova atomska teža je 244,06, gostota je 19.800 kg/m³. Uporablja se v večini sodobnih jedrskih orožij. Najpomembnejši izotop plutonija je ²³⁹Pu z razpolovno dobo 24.200 let. Plutonij pridobivamo v jedrskih reaktorjih, kjer jedro urana (²³⁸U) zajame nevtron in nastane nestabilni uranov izotop, ki po hitrem beta razpadu (β⁻-razpad) predide v razmeroma stabilni plutonij 239. Z zaporednim zajetjem nadaljnjih nevtronov nastanejo drugi transuranski elementi, vključno z izotopi plutonija z višjo atomsko maso.

Za izdelavo atomskih bomb je zelo primeren plutonij ²³⁹Pu, ki je ceplijiv in ga je razmeroma lahko pridobivati v ustreznih produkcijskih ali dvonamenskih jedrskih reaktorjih. Za izdelavo plutonijske atomske bombe zadostuje že manj kot 10 kg kovine, minimalno celo le 4,4 kg, kar gre v kroglo s premerom manj kot 10 cm; nekaj več prostora pa zavzame celotni mehanizem atomske bombe.

²³⁸Pu ima razpolovni čas 88 let in se uporablja na vesoljskih sondah kot gorivo za RTG - Termoelektrični generator.

Pridobivanje plutonija

Plutonij nastane ob izpostavitvi uranovega izotopa ²³⁸U nevtronskemu sevanju. Uranovo jedro absorbira nevtron in nastane jedro ²³⁹Pu. Ob nadaljnji izpostavljenosti nevtronom iz ²³⁹Pu nastanejo še plutonijevi izotopi ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Pu in ²⁴²Pu. Plutonij nastaja tudi v jedrskih reaktorjih za proizvodnjo električne energije. Z cepitvijo enega kilograma ²³⁵U nastane približno 30% plutonija, ki se potem cepi in prispeva približno tretjino skupne moči reaktorja in tako zmanjša potrebe po novem gorivu. Pri hitrih oplodnih reaktorjih pa se generira več plutonija, za kilogram porabljenega jedrskega goriva se generira 1-1,3 kg plutonija. Pri tej reakciji dobimo več fisilnega materiala kot ga porabimo - zato oznaka oplodni reaktorji. Ko bo začelo primanjkovati ²³⁵U, bo ta nova tehnologija omogočila izkoriščanje ²³⁸U - osiromašenega urana, ki ga je več kot stokrat več kot ²³⁵U.

Če se plutonij namerava uporabiti za izdelavo jedrskega orožja (najbolj pogosta uporaba), mora vsebovati vsaj 93 % ²³⁹Pu. Prisotnost izotopa ²⁴⁰Pu mora biti za uporabo v jedrskem orožju čim manjša, saj je slednji močan vir nevtronov, ki otežijo pravilno delovanje jedrskega orožja. Da bi se izognili večji prisotnosti ²⁴⁰Pu, in s tem dragi in zapleteni separaciji izotopov, je uranove palice potrebno pogosto menjati.

Glej tudi

plutonijeve anorganske spojine

Sklici

↑ Calculated from the atomic weight and the atomic volume. The unit cell, containing 16 atoms, has a volume of 319.96 cubic Å, according to Siegfried S. Hecker (2000). »Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure« (PDF). Los Alamos Science. 26: 331.. This gives a density for ²³⁹Pu of (1,66053906660×10⁻²⁴g/dalton×239,0521634 daltons/atom×16 atoms/unit cell)/(319,96 Å³/unit cell × 10⁻²⁴cc/Å³) ali 19,85 g/cc.

Zunanje povezave

Poglejte si besedo plutonij ali Plutonij v Wikislovarju, prostem slovarju.

Wikimedijina zbirka ponuja več predstavnostnega gradiva o temi: Plutonij

Ta članek o kemičnem elementu je škrbina. Pomagajte Wikipediji in ga razširite.

[1] Calculated from the atomic weight and the atomic volume. The unit cell, containing 16 atoms, has a volume of 319.96 cubic Å, according to Siegfried S. Hecker (2000). »Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure« (PDF). Los Alamos Science. 26: 331.. This gives a density for ²³⁹Pu of (1,66053906660×10⁻²⁴g/dalton×239,0521634 daltons/atom×16 atoms/unit cell)/(319,96 Å³/unit cell × 10⁻²⁴cc/Å³) ali 19,85 g/cc.

[1]