powered by CADENAS

Social Share

Pluton (pierwiastek) (12832 views - Material Database)

Pluton (Pu, łac. plutonium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od planety karłowatej Pluton. Pluton to transuranowiec, radioaktywny metal, po raz pierwszy wytworzony i zbadany przez zespół kierowany przez amerykańskiego chemika Glenna T. Seaborga w 1941 roku. Uczeni wykorzystali uran, który bombardowali jądrami deuteru (izotop wodoru). Ze względu na tajność Projektu Manhattan, pracę na temat pierwiastka opublikowano dopiero w 1946 roku. Najważniejszym jego izotopem jest 239Pu, stosowany do produkcji broni i w energetyce jądrowej. Orientacyjna cena 1 grama dwutlenku plutonu wynosi 5800 dolarów. Czysty pluton potrafi osiągnąć cenę dwukrotnie wyższą.
Go to Article

Pluton (pierwiastek)

Pluton (pierwiastek)

Pluton (pierwiastek)
Zobacz też: inne znaczenia słowa pluton.
Pluton
neptun ← pluton → ameryk
Wygląd
srebrzystobiały

Widmo emisyjne plutonu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a. pluton, Pu, 94
(łac. plutonium)
Grupa, okres, blok –, 7, f
Stopień utlenienia VI, V, IV, III
Właściwości metaliczne aktynowiec
Właściwości tlenków amfoteryczne
Masa atomowa 244,0642 u[1]
Stan skupienia stały
Gęstość 19816 kg/m³
Temperatura topnienia 639 °C
Temperatura wrzenia 3230 °C
Numer CAS 7440-07-5
PubChem 23940[2]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Pluton (Pu, łac. plutonium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od planety karłowatej Pluton.

Pluton to transuranowiec, radioaktywny metal, po raz pierwszy wytworzony i zbadany przez zespół kierowany przez amerykańskiego chemika Glenna T. Seaborga w 1941 roku. Uczeni wykorzystali uran, który bombardowali jądrami deuteru (izotop wodoru). Ze względu na tajność Projektu Manhattan, pracę na temat pierwiastka opublikowano dopiero w 1946 roku. Najważniejszym jego izotopem jest 239Pu, stosowany do produkcji broni i w energetyce jądrowej. Orientacyjna cena 1 grama dwutlenku plutonu wynosi 5800 dolarów. Czysty pluton potrafi osiągnąć cenę dwukrotnie wyższą[3].

Dwutlenek plutonu 238 rozgrzany do czerwoności pod wpływem własnego promieniowania
Pierścień z plutonu o czystości 99,96%. Waży około 5,3 kg, ma średnicę 11 cm i wystarczy do skonstruowania jednej bomby jądrowej. Taki kształt został wybrany ze względów bezpieczeństwa (mniejsza koncentracja materiału).
Roztwory związków plutonu, w których pluton występuje w różnych stopniach utlenienia

Właściwości chemiczne

Pluton jest stosunkowo reaktywny chemicznie. Wystawiony na działanie powietrza pokrywa się powoli warstwą żółtych tlenków. Występuje w sześciu odmianach krystalicznych i tworzy związki, w których występuje na czterech stopniach utlenienia. Jest bardzo radioaktywny – na tyle że proces rozpadu promieniotwórczego z emisją cząstek alfa powoduje wydzielenie dużych ilości ciepła (0,567 W/g w przypadku 238Pu). Izotop ten jest często wykorzystywany w radioizotopowych generatorach termoelektrycznych do zasilania energią elektryczną urządzeń kosmicznych.

Właściwości fizyczne

Ze względu na silną radioaktywność pluton jest zabójczy dla człowieka nawet w minimalnych ilościach (kumuluje się w tkance kostnej). Ze względu na mniejszą masę krytyczną niż w przypadku uranu bomby plutonowe mogą być mniejsze. Kilogram 239Pu może wyzwolić taką energię jak wybuch 20 000 ton trotylu. Ogrzewany do temperatury 320–480 °C zmniejsza swoją objętość, wykazując anomalną rozszerzalność cieplną.

Występowanie

Otrzymywany jest sztucznie, aczkolwiek stwierdzono występowanie jego śladowych ilości w rudach uranu. Występuje tam w postaci izotopu 239Pu, powstającego jako produkt naturalnych reakcji jądrowych, oraz cięższego 244Pu. Ten izotop ma okres połowicznego rozpadu ponad 80 milionów lat i jest najcięższym z pierwotnych nuklidów występujących na Ziemi[4].

Izotopy i otrzymywanie

Opisano własności 20 izotopów plutonu o liczbie masowej od 228 do 247[5]. Wszystkie izotopy są nietrwałe, najdłużej żyjącym izotopem jest 244Pu z czasem połowicznego rozpadu 80,8 miliona lat. Kolejnymi są: 242Pu – 373,3 tysięcy lat, 239Pu – 24,11 tysięcy lat. Pozostałe mają czas połowicznego rozpadu mniejszy niż 7000 lat, a 16 z nich ma czas połowicznego rozpadu większy od 20 minut. Izotopy plutonu mają osiem izomerów jądrowych, wszystkie mają czas połowicznego zaniku mniejszy niż jedną sekundę[6].

Zastosowanie komercyjne mają dwa izotopy plutonu 238Pu i 239Pu[7].

Izotop 238 przy czasie rozpadu około 88 lat i cieple rozpadu 260 W/kg jest dobrym źródłem energii dla radioizotopowych generatorach termoelektrycznych, które mają działać przez kilkadziesiąt lat. Izotop ten uzyskuje się głównie przez bombardowanie uranu 238 jądrami deuteru:

239Pu ulega rozszczepieniu neutronami termicznymi i jest używany w reaktorach jądrowych oraz w bombach jądrowych (np. w bombie Fat Man zrzuconej na Nagasaki). Izotop ten powstaje przez bombardowanie neutronami izotopu 238U. Reakcja ta zachodzi w reaktorach jądrowych – powstały w ten sposób pluton ulega w nich rozszczepieniu, odgrywając ważną rolę w funkcjonowaniu reaktora:

W reaktorach komercyjnych ilość energii powstającej z wytworzonego w reaktorze plutonu jest większa niż wytworzona z rozpadu paliwa pierwotnego 235U. Konstruuje się też reaktory powielające, w których w wypalonym paliwie jest więcej plutonu niż plutonu i uranu 235 w paliwie przed załadunkiem.

Syntetyczny pluton w środowisku

W wyniku atmosferycznych i podwodnych prób jądrowych, prowadzonych intensywnie w latach 60. XX wieku, a mniej intensywnie do lat 80., do środowiska zostały wprowadzone znaczne ilości plutonu, o aktywności rzędu 1016 Bq[potrzebny przypis]. Wprowadzone do stratosfery drobne cząstki zawierające pluton opadały systematycznie na powierzchnię Ziemi tworząc tzw. globalny opad promieniotwórczy. W chwili obecnej cały rozproszony w atmosferze pluton znajduje się na powierzchni Ziemi, w powierzchniowej warstwie gleby (co jest wynikiem silnego wiązania przez substancje organiczne), gdzie podlega procesom migracji i resuspensji (unoszeniu do przypowierzchniowej warstwy atmosfery). Niewielkie ilości plutonu (w porównaniu z opadem globalnym) wprowadziła do środowiska katastrofa w Czarnobylu. W odróżnieniu od opadu globalnego, opad czarnobylski miał charakter bardzo niejednorodny, tzn. na pewnych obszarach (np. Polska północno-wschodnia) występowały niewielkie powierzchniowo tereny o szczególnie dużej zawartości plutonu. Było to związane z opadaniem cząstek zawierających pluton w wyniku wystąpienia np. miejscowych opadów atmosferycznych.

  1. Masa najstabilniejszego izotopu. Za: Standard atomic weights (2005), [w:] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 1-7–1-8, ISBN 9780849304880.
  2. Pluton (pierwiastek) (CID: 23940) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  3. U.S. Department of Energy Plutonium Certified Reference Materials Price List. . 
  4. D.C. Hoffman, F.O. Lawrence, J.L. Mewherter, F.M. Rourke. Detection of Plutonium-244 in Nature. „Nature”. 234, s. 132–134, 1971. DOI: 10.1038/234132a0. 
  5. Plutonium. [dostęp 2014-06-28].
  6. Periodic Table of Elements, Pu - Plutonium (ang.). [dostęp 2014-06-28].
  7. David L. Heiserman: Exploring Chemical Elements and Their Compounds. McGraw-Hill, 1991. ISBN 9780830630158.

GlinArsenical copperBeryl (pierwiastek)BizmutChromKobaltMiedźGalSzkłoZłotoIndŻelazoOłówMagnezMercuryNikielTworzywa sztucznePlexiglasStal nierdzewnaStalStal konstrukcyjnaRod (pierwiastek)SrebroSamarCynaUran (pierwiastek)CynkCyrkon (pierwiastek)Aluminium-lithium alloyAlnicoBirmabrightDuraluminiumHiduminiumHydronaliumItalmaMagnalStopy aluminiumY alloyStop WoodaStop RosegoChromium hydrideChromonikielinaMegalliumStellitVitalliumBrązy#Brąz berylowyBilon (stop)MosiądzCalamine brassChinese silverDutch metalGilding metalMuntz metalPinchbeck (alloy)TombakBrązyBrązalArsenical bronzeBell metalFlorentine bronzeGlucydurGuanín (bronze)SpiżFosfobrązOrmoluSpeculum metalKonstantanCopper hydrideCopper–tungstenBrąz korynckiCuniferMiedzionikielCymbal alloysStop DevardyElektrumHepatizonManganinMelchior (stop metali)Nowe srebroMolybdochalkosNordic goldShakudōTumbagaAlGaGalfenolGalinstanNiebieskie złotoRhoditeCrown goldElinwarField's metalFernicoŻelazostopyKamień do zapalniczkiFerrochromeFerromanganeseFerromolybdenumŻelazokrzemFerrotitaniumFerrouraniumInwarŻeliwoIron–hydrogen alloySurówka hutniczaKantalKovarStaballoyBułat (stal)Crucible steel41xx steelStal damasceńskaStal HadfieldaStal szybkotnącaMushet steelStal maragingStal konstrukcyjna niskostopowaReynolds 531Blacha elektrotechnicznaStal sprężynowaAL-6XNCelestriumAlloy 20Marine grade stainlessMartensitic stainless steelSanicro 28Stal chirurgicznaZeron 100Silver steelStal narzędziowaStal o podwyższonej odporności na warunki atmosferyczneWootz steelLut (technologia)TerneStop drukarskiElektron (stop magnezu)AmalgamatMagnoxAlumelBrightrayChromelHaynes InternationalInconelMonelNicrosilNisilNitinolMumetalPermalojSupermalojNickel hydridePlutonium–gallium alloySodium-potassium alloyMiszmetalLitTerfenol-DPseudo palladiumScandium hydrideSamarium–cobalt magnetArgentium sterling silverBritannia silverDoré bullionGoloidPlatinum sterlingShibuichiSterling silverTibetan silverTitanium Beta CTitanium alloyTitanium hydrideGum metalTitanium goldTitanium nitrideBabbit (stop)Britannia (stop)PewterQueen's metalWhite metalWodorek uranuZnalZirconium hydrideWodórHel (pierwiastek)BorAzotTlenFluorMetanMezzanino (architektura)AtomNuclear explosionGrzyb atomowyPromieniowanie jonizująceRentgen (jednostka)Elektroskop Lauritsena

This article uses material from the Wikipedia article "Pluton (pierwiastek)", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Material Database

database,rohs,reach,compliancy,directory,listing,information,substance,material,restrictions,data sheet,specification