Plutonij

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
neptunijplutonijamericij
Sm

Pu
  
 
 

Periodni sistem
Splošno
Ime, znak, število plutonij, Pu, 94
Kemijska vrsta aktionidi
perioda, blok 7 , f
Gostota, trdota 19816 kg/m3, ni podatka
Videz srebrnkasto bela kovina

Orokavičeni roki držita »gumb« prečiščenega plutonija

Lastnosti atoma
Atomska teža 244,06 a. e. m.
Polmer atoma (izračunan) 175 (ni podatka) pm
Kovalentni polmer ni podatka
van der Waalsov polmer ni podatka
Elektronska konfiguracija [Rn]5f67s2
e na energijski nivo 2,8,18,32,24,8,2
Oksidacijska stanja (oksid) 6,5,4,3 (amfoterično)
Zgradba mreže monoklinska
Fizikalne lastnosti
Agregatno stanje trdno (__)
Tališče 912,5 K (1182,9 °F)
Vrelišče 3503 K (5846 °F)
Molarna prostornina 12,29 ×10−6 m³/mol
Izparilna toplota 344 kJ/mol
Talilna toplota 2,84 kJ/mol
Parni tlak ND Pa pri 298 K
Hitrost zvoka 2260 m/s pri 293,15 K
Razne lastnosti
Elektronegativnost 1,28 (Paulingova lestvica)
Specifična toplota ND J/(kg · K)
Električna prevodnost 0,666 106/m ohm
Toplotna prevodnost 6,74 W/(m·K)
1. ionizacijski potencial 584,7 kJ/mol
Najstabilnejši izotopi
izo NA t1/2 DM DE MeV DP
239Pu {sint.} 24,1 E3 let SF
α
 
5,245
235U
242Pu {sint.} 373 E3 let SF
α
 
4,984
238U
244Pu {sint.} 80,8 E6 let α
SF
4,666
 
240U
Če ni označeno drugače, so
uporabljene enote SI in standardni pogoji.

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-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[uredi | uredi kodo]

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.

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]