Plutonij

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Plutonij, 94Pu
Dve svetleči kroglici plutonija, približno 3 cm premera
Plutonij
IzgovarjavaIPA: [plutónij]
Alotropiglej Alotropi plutonija
Videzsrebrno bel, na zraku postane temno siv
Masno število[244]
Plutonij v periodnem sistemu
Vodik Helij
Litij Berilij Bor (element) Ogljik Dušik Kisik Fluor Neon
Natrij Magnezij Aluminij Silicij Fosfor Žveplo Klor Argon
Kalij Kalcij Skandij Titan (element) Vanadij Krom Mangan Železo Kobalt Nikelj Baker Cink Galij Germanij Arzen Selen Brom Kripton
Rubidij Stroncij Itrij Cirkonij Niobij Molibden Tehnecij Rutenij Rodij Paladij Srebro Kadmij indij Kositer Antimon Telur Jod Ksenon
Cezij Barij Lantan Cerij Prazeodim Neodim Prometij Samarij Evropij Gadolinij Terbij Disprozij Holmij Erbij Tulij Iterbij Lutecij Hafnij Tantal (element) Volfram Renij Osmij Iridij Platina Zlato Živo srebro Talij Svinec Bizmut Polonij Astat Radon
Francij Radij Aktinij Torij Protaktinij Uran (element) Neptunij Plutonij Americij Kirij Berkelij Kalifornij Ajnštajnij Fermij Mendelevij Nobelij Lavrencij Raderfordij Dubnij Siborgij Borij Hasij Majtnerij Darmštatij Rentgenij Kopernicij Nihonij Flerovij Moskovij Livermorij Tenes Oganeson
Sm

Pu

(Uqo)
neptunijplutonijamericij
Vrstno število (Z)94
Skupinan/a
Periodaperioda 7
Blok  blok f
Razporeditev elektronov[Rn] 5f6 7s2
Razporeditev elektronov po lupini2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Fizikalne lastnosti
Faza snovi pri STPtrdnina
Tališče639,4 °C
Vrelišče3228 °C
Gostota (blizu s.t.)19.85 (239Pu)[1] g/cm3
v tekočem stanju (pri TT)16,63 g/cm3
Talilna toplota2,82 kJ/mol
Izparilna toplota333,5 kJ/mol
Toplotna kapaciteta35,5 J/(mol·K)
Parni tlak
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T (°C) 1.483 1.680 1.925 2.238 2.653 3.226
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja+2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 (amfoterni oksid)
ElektronegativnostPaulingova lestvica: 1,28
Ionizacijske energije
  • 1.: 584,7 kJ/mol
Atomski polmerempirično: 159 pm
Kovalentni polmer187±1 pm
Barvne črte v spektralnem obsegu
Spektralne črte plutonija
Druge lastnosti
Pojavljanje v naraviiz razpada
Kristalna strukturamonoklinska
Monoclinic kristalna struktura za plutonij
Hitrost zvoka2260 m/s
Temperaturni raztezek46,7 µm/(m⋅K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost6,74 W/(m⋅K)
Električna upornost1,460 µΩ⋅m (pri 0 °C)
Magnetna ureditevparamagnetik
Youngov modul96 GPa
Strižni modul43 GPa
Poissonovo razmerje0,21
Številka CAS7440-07-5
Zgodovina
Poimenovanjepo pritlikavem planetu Plutonu, ki je poimenovan po bogu podzemja Plutonu
OdkritjeGlenn T. Seaborg, Arthur Wahl, Joseph W. Kennedy, Edwin McMillan (1940–1941)
Najpomembnejši izotopi plutonija
Izo­top Pogos­tost Razpolovni čas (t1/2) Razpadni način Pro­dukt
238Pu sled 87,74 y SF
α 234U
239Pu sled 2,41×104 y SF
α 235U
240Pu sled 6500 y SF
α 236U
241Pu sint. 14 y β 241Am
SF
242Pu sint. 3,73×105 y SF
α 238U
244Pu sled 8,08×107 y α 240U
SF
Kategorija 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-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.

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  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.

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]