Plutónium - tulajdonságai kémiai elemek
Plutónium (lat Plutónium.), Pu, mesterségesen radioaktív kémiai elem atomszámú 94; Arra utal, hogy a aktinidáknak. Ez megnyitotta az 1940-1941 az amerikai tudósok G. Seaborg, E. McMillan, J. Kennedy és A. Wahl, akik az izotóp 238 Pu eredő besugárzása urán sejtmagok nehézhidrogénből -. Dayton. Nevezték a Plútó, valamint a prekurzorok plutónium a periódusos - Uránusz és a Neptunusz, akiknek a neve is leszállt a bolygó Uránusz és a Neptunusz. Ismert plutónium izotópok tömeges számok 232 és 246. nyomai izotóp 247 Pu és 255 Pu kimutatható összegyűlt por fúzió után bomba robbanások. Plutónium leghosszabb életű izotóp radioaktív α-Pu-244 (felezési t½ körülbelül 7,5 × 10 7 év). T½ értékei minden izotópok plutónium sokkal kisebb, mint a Föld korát, és ezért minden az elsődleges plutónium (ami létezett a Földön alatt kialakulása) teljesen feloldódik. Azonban, nyomnyi mennyiségű 239 Pu folyamatosan kialakított β-bomlása 239 Np, ami viszont, felmerül a nukleáris reakció uránt neutronokkal (például, neutronok, kozmikus sugárzás). Ezért nyomokban plutóniumot találtak urán ércek.
Plutónium - fényes fehér fém, terjedő hőmérséklettartományban szobahőmérséklet és 640 ° C-on (olvadáspont) léteznek hat allotropic módosításokat. Allotropic átalakulás plutónium hirtelen változások kísérik sűrűsége. Egy egyedülálló tulajdonsága plutónium fém, hogy hevítve 310-480 ° C-on nem nyúlik meg, mint a más fémek, és a tömörített. A konfiguráció a három külső elektronikus kagyló atomok Pu 5S 5p 2 6 10 5d 5f 6 6S 2 6p 2 7s 2. Kémiai tulajdonságait plutónium sok tekintetben hasonló a tulajdonságait elődei a periódusos rendszer - urán és neptunium. Plutónium képez vegyületek oxidációs állapotok 2-7. Ismert oxidok PUO, Ru 2 O3. PuO2-vé alakítják és a fázis a változtatható összetételű Ru 2 O3 - Pu4 O7. A vegyületek halogénekkel plutónium általában tartalmaz egy +3 oxidációs állapotban van, ismert, mint halogenidek, de PuF4. PuF6 és RuSl4. A megoldások plutónium léteznek a formák Pu 3+. Pu 4+. PuO2-vé alakítják (plutonoil ion), PUO 2+ (plutónium - ion) és Puos 3-. megfelel a oxidációs foka 3-7. Ezek az ionok (kivéve PUO 3- 5) lehet egyidejűleg oldatban egyensúlyban. Ionok plutónium oxidációs állapotban hajlamosak hidrolízisre, és komplexképzés.
Az összes plutónium izotópok legfontosabb α-radioaktív 239 Pu (t½ = 2,4 · 10 4 év). Cores 239 Pu lehet egy láncreakciót hasadási neutronok, így Pu 239 lehet használni, mint a forrás a nukleáris energia (felszabaduló energiát hasítással 1g Pu 239, amely egyenértékű a hő égése során felszabaduló 4000 kg szén). A Szovjetunió, az első kísérletek a termelés a Pu-239 indítottak 1943-1944 vezetése alatt I. V. Kurchatova és V. G. Hlopina. Plutónium az első a Szovjetunió izolálták besugárzott uránt neutronokkal 1945. A rendkívül rövid idő alatt mi kiterjedt vizsgálatokat végeztek a tulajdonságok plutónium és 1949-ben a Szovjetunió kezdett dolgozni az első üzem radiokémiai plutóniumszétválasztási.
Ipari előállítása Pu-239 alapul a kölcsönhatás a sejtmagok a 238 U neutronokkal egy nukleáris reaktorban. Későbbi elválasztása Pu U, Np és erősen radioaktív hasadási termékek által radiokémiai módszerekkel végzett (ko-precipitáció, extrakció, ioncsere, és mások). A plutónium fémet általában redukálásával kapjuk PuF3. PuF4 PuSO2 vagy gőzök bárium, kalcium, vagy lítium. Mivel a hasadóanyag, Pu 238 alkalmazott atomreaktorok és nukleáris bombák és a Fusion. Az izotóp 238 Pu használják atomenergia-termelés akkumulátorok, amelyek esetében a szolgálati idő legfeljebb 5 év vagy több. Az ilyen elemeket lehet használni, például a jelenlegi generátorok, amelyek serkentik a szívet.
Plutónium a szervezetben. Plutónium koncentrált tengeri élőlények: a koncentráció arány (azaz az arány a koncentráció a szervezetben, és a környezetben) van 1000-9000 algák, planktonok (vegyes) - 2300, a kagylók - akár 380, a tengeri csillag - körülbelül 1000 és izmok, a csontok, a máj és a gyomor halak - 5, 570, 200 és 1060, ill. Földi növények asszimilálni plutónium elsősorban a gyökérzet és felhalmozódnak, hogy 0,01% a tömegéből. Emberben Plutónium visszatartott főleg a májban és a csontváz, ahol szinte nincs kimenet (különösen csont-). A leginkább mérgező a 239 Pu hematopoietikus rendellenességek, oszteoszarkóma, tüdőrák. C 70-es a 20. század aránya plutónium radioaktív szennyeződését a bioszférában megnő (így besugárzott gerinctelen tengeri miatt plutónium nagyobb lesz, mint rovására 90 Sr és 137 Cs).