Pluton (pierwiastek)

Pluton
neptun ← pluton → ameryk
Sm ↑ Pu ↓ Uqq 94 Pu
Wygląd
srebrzystobiały
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	244,06 u
Stan skupienia	stały
Gęstość	19816 kg/m³
Temperatura topnienia	639 °C
Temperatura wrzenia	3230 °C
Numer CAS	7440-07-5
PubChem	23940
Właściwości atomowe Promień • atomowy • walencyjny 175 pm 187 ±1 pm Konfiguracja elektronowa [Rn]5f67s2 Zapełnienie powłok 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2 (wizualizacja powłok) Elektroujemność • w skali Paulinga • w skali Allreda 1,28 1,22 Potencjały jonizacyjne I 584,7 kJ/mol
Właściwości fizyczne Ciepło parowania 344 kJ/mol Ciepło topnienia 2,84 kJ/mol Konduktywność 0,666×106 S/m Przewodność cieplna 6,74 W/(m·K) Układ krystalograficzny jednoskośny Prędkość dźwięku 2260 m/s (293,15 K) Objętość molowa 12,29×10−6 m³/mol
Najbardziej stabilne izotopy izotop wyst. o.p.r. s.r. e.r. MeV p.r. 238Pu {syn.} 88 lat α 5,5 234U 239Pu ślady 2,41×104 lat α 5,245 235U 240Pu {syn.} 6537 lat α 5,256 236U 241Pu {syn.} 14 lat β− 0,02078 241Am 242Pu {syn.} 3,73×105 lat α 4,984 238U 244Pu ślady 8,08×107 lat α 4,666 240U
Niebezpieczeństwa Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów Wiarygodne źródła klasyfikacji tej substancji według kryteriów systemu GHS są niedostępne. Europejska klasyfikacja substancji Wiarygodne źródła klasyfikacji tej substancji według europejskich kryteriów są niedostępne.
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons
Hasło pluton w Wikisłowniku

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 około 4000 dolarów. Czysty pluton potrafi osiągnąć cenę kilkunastokrotnie wyższą.

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 atomowej. 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

Znanych jest 15 izotopów plutonu o masach atomowych od 232 do 246. Ze względu na silną radioaktywność jest on 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 mieć mniejsze rozmiary. Kilogram plutonu-239 może wyzwolić taką energię jak wybuch 20 000 ton trotylu. Ogrzewany w temperaturze 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.

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^{[potrzebne źródło]}. 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 w porównaniu z opadem globalnym ilości plutonu 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.