Плутоний химический элемент

Плутоний — химический элемент с обозначением Pu и порядковым номером 94. он представляет собой металлический элемент серебристо-серого оттенка, который при воздействии атмосферного воздуха потускнеет, образуя оксидированное покрытие.

У плутония существует шесть различных аллотропов и четыре степени окисления, он способен взаимодействовать с углеродом, галогенами, азотом, кремнием и водородом, образуя соответствующие оксиды и гидриды при наличии влажного воздуха.

Что приводит к увеличению объема образца на 70% и образованию пирофорного порошка.

Плутоний является радиоактивным элементом, который может накапливаться в костях, делая его использование опасным.

Что такое плутоний

Это — искусственно полученный радиоактивный химический элемент 3-й группы 7-го периода Рu (Plutonium; от назв. планеты Плутон).

Атомный номер 94; атомная масса 244,0642, относится к актиноидам. Металл серебристо-белого цвета.

В соединениях проявляет степени окисления от + 3 до + 7, наиболее характерна степень окисления + 4.

Физические свойства

В интервале т-р от комнатной до т-ры плавления существует в виде полиморфных модификаций:

1. Альфа.
2. Бета.
3. Гамма.
4. Дельта.
5. Эта и эпсилон.

Из них низкотемпературная альфа-модификация с простой моноклинной решеткой устойчива ниже т-ры 122° С.

Наиболее высокотемпературная эпсилон-модификация с кубической объемноцентрированной решеткой — выше т-ры 476° С.

Плотность альфа-плутония (т-ра 20° С) 19,8 г/см3; t_пл 639,5° С; t_кип 3235° С; удельная теплоемкость 0,032  кал/г • град  (в  интервале т-р 0—100° С).

Интересный факт о Плутонии: Он может светиться и «гореть» на воздухе, но не так, как обычное пламя.

Изотопы

Плутоний в виде изотопа ²³⁸Рu впервые получили (1940) амер. ученые Г. Сиборг, Э. Макмиллан, Дж. Кеннеди и А. Валем, облучая уран ядрами тяжелого водорода — дейтронами.

Идентифицировано около 15 изотопов плутония с массовыми числами от 232 до 246. Период полураспада практически важного долгоживущего изотопа ²³⁹Pu составляет 24 360 лет.

В ничтожных количествах он обнаружен в урановых рудах.

Соединения плутония

При нагревании на воздухе плутоний быстро окисляется. В тонко-измельченном состоянии пирофорен.

Образует соединения с галогенами, кислородом, водородом, углеродом, азотом, серой, фосфором и др. неметаллами; со многими металлами — интерметаллические соединения.

Сероводородом плутония из водных растворов не осаждается. Его сульфид получают нагреванием двуокиси с газообразным сероводородом.

При прокаливании соединений плутония на воздухе образуется двуокись  PuО₂ — желто-коричневый кристаллический порошок.

Применение

В водных растворах соединения плутоний дают характерно окрашенные ионы: Рu₃⁺ — синий, Рu₄⁺ — от желтого до коричневого, PuO⁺₂ — красно-фиолетовый, PuО⁺₂² — розово-коричневый.

Более электроположительные, чем плутоний, металлы (например, барий, кальций) восстанавливают галогениды плутония до металла.

Наибольшее практическое значение имеет изотоп ²³⁹Рu.

В промышленности его получают в больших количествах в урановых ядерных реакторах.

Он имеет большое сечение деления на медленных нейтронах, поэтому его используют в качестве делящегося материала.

Плутоний очень токсичен, при попадании внутрь организма накапливается главным образом в костях.

Литература

Актиниды. Пер. с англ. Сиборг Г.

Часто задаваемые вопросы

Для чего используют плутоний?

Основное применение в ядерном оружии, ядерном горючем, источниках нейтронов.

Пороговых детекторах для определения спектра нейтронов и в производстве высших изотопов плутония и трансплутониевых элементов.

Как уран превращается в плутоний?

В ядерных реакторах в результате серии ядерных реакций, в основе которых лежит захват нейтрона и бета-распады.

Под воздействием нейтронов в ядерном реакторе, Уран-238 последовательно превращается в Уран-239, затем в Нептуний-239 и, наконец, в стабильный ²³⁹Рu.

Что произойдет, если у вас окажется Рu?

Смертельная опасность: Это крайне радиоактивный и токсичный элемент.

Не прикасайтесь, отойдите на безопасное расстояние, предупредите окружающих.

Немедленно сообщите в соответствующие органы (полиция, пожарные)