Pluton (pierwiastek)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy pierwiastka chemicznego. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.
Pluton
neptun ← pluton → ameryk
Wygląd
srebrzystobiały
Pluton
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[1]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Wikisłownik 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 5800 dolarów. Czysty pluton potrafi osiągnąć cenę dwukrotnie wyższą[2].

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[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

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[edytuj | edytuj kod]

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[3].

Syntetyczny pluton w środowisku[edytuj | edytuj kod]

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.

Przypisy