Broj atomskog plutonija. Oružje plutonium: primjena, proizvodnja, odlaganje. Konstruktivne značajke proizvodnih reaktora

Plutonij je otvoren krajem 1940. na Sveučilištu u Kaliforniji. Sintetizirao je Mac-Mill, Kennedy i Val, bombardiranje urana oksida (U3 o 8) jako ubrzano u ciklotronu deuterij jezgrama (deuterona). Kasnije je utvrđeno da se s tom nuklearnom reakcijom najčešće živjela izotopa ne-opskrbe 238, a već je to plutonium-238 s pola života od oko 50 godina. Godinu dana kasnije, Kennedy, SiForg, Segre i Val sintetizirani su važniji izotopni - 239 ozračivanjem urana jako ubrzanog u ciklotronom neutronom. Pluton-239 se formira tijekom raspada neptuna-239; Emitira Alfa-zrake i ima poluživot od 24.000 godina. Plutonij je prvi put dobiven u 1942 r. Tada je postalo poznato da postoji prirodni plutonij otkriven u rudima urana, posebno u rudima, salonima u Kongu.

Naziv elementa predloženo je 1948. godine: Mac-Milllan je nazvao prvi transuranonski element Neptuna zbog činjenice da je planet Neptun prvi za uranij. Po analogiji, element 94 je odlučio nazvati plutonij, jer je Planet Pluton drugi za uranij. Pluton je otvoren 1930. godine, primio je svoje ime u ime Boga Pluto - vladavina podzemnog kraljevstva u grčkoj mitologiji. Na početku XIX stoljeća. Clark je ponudio da imenuje element baray, koji izravno proizvodi to ime izravno u ime Boga Plutona, ali njegov prijedlog nije bio prihvaćen.

Plutonij (latinski plutonij označen je simbolom PU) - radioaktivni kemijski element s atomskim brojem 94 i atomskom težinom 244.064. Plutonij je element III grupe periodičnog sustava Dmitry Ivanovicha MendeleEEV, odnosi se na obitelj Actinide. Plutonij - teška (gustoća u normalnim uvjetima 19,84 g / cm³) krhka radioaktivna metalna srebrno-bijela boja.

Plutonij nema stabilne izotope. Dvadeset i pet se sintetizira od sto mogućih izotopa plutonija. Petnaest njih proučavali su nuklearna svojstva (masovni brojevi 232-246). Četiri pronađena praktična primjena. Najviše živi izotopi su 244PU (poluživot od 8,26.107 godina), 242PU (poluživot od 3,76 105 godina), 239pu (poluživot od 2,41 104 godine), 238pu (poluživot od 87,74 godina) - α-emiteri i 241pu (poluživot od 14 godina) - β-emiter. U prirodi se plutonij pojavljuje u beznačajnim količinama u rudima urana (239pu); Ona se formira iz urana pod djelovanjem neutrona, čiji su izvori reakcije koje se pojavljuju u interakciji α-čestica sa svjetlosnim elementima (dio ruda), spontano podjele jezgre urana i kozmičko zračenje.

Devedeset četvrti element otvoren je skupinom američkih znanstvenika - Glen Siborg (Kennedy), Edwin Macmillan (Edwin McMillan) i Arthur Wahl 1940. godine u Berkeleyu (na Sveučilištu u Kaliforniji) u bombardiranju mete urana Oscice (U3O8 ) visoko ubrzani deuterij (deuteron) jezgre (deuteroni) iz šezdesetihane ciklotrona. U svibnju 1940. godine Plutonium je predviđena od strane Louis Turner.

U prosincu 1940. otvoren je PU-238 plutonij izotop, s poluživotom od 90 godina, u godinu dana - važnije PU-239 s poluživotom od 24.000 godina.

Edwin Macmillalan 1948. godine predložio je pozivanje kemijskog elementa plutonija u čast otvaranja novog planeta Plutona i analogno s Neptunom, koji je dobio ime po otvaranju Neptuna.

Metalni plutonij (izotop 239pu) se koristi u nuklearnom oružju i služi kao nuklearno gorivo energetskih reaktora koji rade na toplinskoj i osobito na brzom neutronima. Kritična masa za 239pu u obliku metala je 5,6 kg. Između ostalog, heotop 239pu je polaznica za dobivanje elemenata transhonija u nuklearnim reaktorima. Izotop 238pu koristi se u malim nuklearnim izvorima električne struje koja se koristi u svemirskim studijama, kao iu stimulansima ljudske aktivnosti.

Pluton-242 je važan kao "sirovine" za relativno brzu akumulaciju viših transouranskih elemenata u nuklearnim reaktorima. Δ-stabilizirane plutonijeve legure koriste se u proizvodnji gorivih ćelija, jer imaju najbolje metalurške nekretnine u usporedbi s čistim plutonijom, koji se pod grijanjem prolazi kroz fazne prijelaze. Plutonij oksidi se koriste kao izvor energije za svemirsku tehnologiju i koriste se u gorivu.

Svi plutonijevi spojevi su otrovni, što je posljedica α-zračenja. Alfa čestice predstavljaju ozbiljnu opasnost ako je njihov izvor u zaraženom tijelu, oni oštećuju tijelo okolnog elementa. Gamma zračenje plutonij nije opasan za tijelo. Važno je razmotriti da različiti izotopi plutonija imaju različitu toksičnost, na primjer, tipični reaktor plutonij 8-10 puta toksični od čistog 239PU, jer dominiraju 240ppu nuklida, što je snažan izvor alfa zračenja. Plutonius Najviše radiotoksični element iz svih aktinoida, međutim, smatra se daleko od najopasnijih elemenata, pa radiju je gotovo tisuću puta opasniji od otrovnog plutonijevog izotopa - 239pu.

Biološka svojstva

Plutonij je koncentriran morskim organizmima: koeficijent akumulacije ovog radioaktivnog metala (omjer koncentracija u tijelu iu vanjskom okruženju) za alge je 1000-9000, za plankton - približno 2300, za zvjezdice - oko 1000, za mekuš - Do 380, za mišiće, kosti, ribu jetre i želuca - 5, 570, 200 i 1060, respektivno. Zemljište apsorbiraju plutonij uglavnom kroz korijenski sustav i akumuliraju ga do 0,01% njegove mase. U ljudskom tijelu, devedeset četvrti element se odgađa uglavnom u kosturu i jetri, odakle se gotovo ne izlučuje (posebno iz kostiju).

Plutonium je vrlo toksičan, a njegova kemijska opasnost (kao i bilo koji drugi teški metal) je izražen znatno manje (s kemijske točke gledišta, također je otrovan kao olovo.) U usporedbi s radioaktivnom toksičnosti, što je posljedica alfa zračenja. Štoviše, α čestice imaju relativno malu prodornu sposobnost: za 239pu, kilometraža α-čestica u zraku je 3,7 cm, i 43 mk u mekom biološkom tkivu. Stoga su α čestice ozbiljne opasnosti ako je njihov izvor u zaraženom tijelu. U isto vrijeme, oni oštećuju organizam koji okružuje element.

U isto vrijeme, γ-zrake i neutroni koji plutonij također emitiraju i koji su sposobni prodrijeti u tijelo vani, nisu vrlo opasni, jer je njihova razina premala da bi naškodila zdravlje. Plutonij se odnosi na skupinu elemenata s posebno visokom radiotoksičom. Istodobno, različiti izotopi plutonija imaju različitu toksičnost, na primjer, tipični reaktor plutonij je 8-10 puta otrovan od čiste 239pu, jer dominiraju 240ppu nuklida, što je snažan izvor alfa zračenja.

Kada je element primljen zajedno s vodom i hranom plutonium manje otrovnim od tvari kao što su kofein, neki vitamini, pseudoefedrin i mnoge biljke i gljive. To se objašnjava činjenicom da je taj element loše apsorbira gastrointestinalnom traktom, čak i ako je to topljiva sol primljena, ova sol je povezana s sadržajem želuca i crijeva. Međutim, apsorpcija od 0,5 grama plutonija u malom ili otopljenom stanju može dovesti do smrti od akutnog ozračivanja probavnog sustava u nekoliko dana ili tjedana (za cijanid, ova vrijednost je 0,1 grama).

Sa stajališta udisanja, plutonij je običan toksin (približno odgovara parovima žive). Kada inhalacija, plutonij ima karcinogenu svojstva i može uzrokovati rak pluća. Dakle, kada se udisanje od stotinu miligrama plutonija u obliku čestica optimalnih za zadržavanje u veličini svjetlosti (1-3 mikrona) dovodi do smrti od edema pluća tijekom 1-10 dana. Doza od dvadeset miligrama dovodi do smrti od fibroze oko mjesec dana. Manje doze vode do kroničnog karcinogenog trovanja. Rizik od inhalacijskog prodiranja plutonija u tijelo povećava zbog činjenice da je plutonij sklon formiranju aerosola.

Unatoč činjenici da je to metal, to je vrlo leteće. Dugotrajno pronalaženje metala u zatvorenom prostoru značajno povećava koncentraciju u zraku. Lung plutonij djelomično se smiruje na površini pluća, djelomično se pretvara u krv, a zatim u limfe i tvar koštane srži. Većina (oko 60%) ulazi u koštano tkivo, 30% u jetri, a samo 10% je izvedeno iz prirodnog. Količina plutonija koji je pao u tijelo ovisi o vrijednosti aerosolnih čestica i topljivosti u krvi.

Oni ili na drugi način pad u ljudskom tijelu plutonija je slično svojstvima s trivalentnim željezom, dakle, prodirući u cirkulacijski sustav, plutonij se počinje koncentrirati u tkiva koje sadrže željezo: koštanu srž, jetru, slezenu. Tijelo percipira plutonij kao željezo, stoga, protein transferina uzima plutonij umjesto željeza, kao posljedica toga što je zaustavljen prijenos kisika u tijelu. Mikrofaci uzimaju plutonij na limfne čvorove. Plutonium je pao u tijelo je izvedeno iz njega jako dugo - 50 godina od tijela, prikazat će se samo 80%. Poluživot jetre je star 40 godina. Za koštano tkivo, poluživot plutonija je star 80-100 godina, u stvari, koncentracija devedeset četvrtog elementa u kostima je konstantna.

Tijekom svog Drugog svjetskog rata, nakon završetka, znanstvenici koji su radili u Manhattan projektu, kao i znanstvenici trećeg Reicha i drugih istraživačkih organizacija, proveli su eksperimente koji koriste plutonij na životinjama i ljudima. Rezultati studija na životinjama pokazali su da je nekoliko miligrama plutonija po kilogramu tkiva fatalna doza. Upotreba plutonija kod ljudi bilo je da su kronički pacijenti intramuskularno primijenjeni 5 ug plutonija. Kao rezultat toga, utvrđeno je da je fatalna doza za pacijenta jednaka jednom plutonijevom mikrogramu, te da je plutonij opasniji od radija i sklon se akumulirati u kostima.

Kao što znate, plutonij - element je praktički odsutan u prirodi. Međutim, oko pet tona je razdvojeno u atmosferu kao rezultat nuklearnih testova u razdoblju 1945-1963. Ukupna količina plutonija bačena u atmosferu zbog nuklearnih testova do 1980-ih procjenjuje se na 10 tona. Prema nekim procjenama, tlo u Sjedinjenim Američkim Državama sadrži prosječno 2 milijuna (28 mg) plutonija po km2 od pada radioaktivnih oborina, a nalaz plutonija u Pacifiku je povećan u odnosu na ukupnu raspodjelu nuklearni materijali na zemlji.

Posljednji fenomen povezan je s Sjedinjenim Američkim Državama nuklearno testiranje na području Marshall otoka u pacifičkom poligonu sredinom 1950-ih. Vrijeme pronalaženja plutonija u površinskim vodama oceana je od 6 do 21 godina, međutim, čak i nakon tog razdoblja plutonium pada na dno zajedno s biogenim česticama, od kojih se obnovljeno u topljive oblike kao rezultat mikrobne razgradnje ,

Svjeto zagađenje devedeset četvrtog elementa povezano je ne samo s nuklearnim testovima, već i s nesrećama u proizvodnji i tehnici u interakciji s ovim elementom. Dakle, u siječnju 1968., zrakoplovstvo američke zračne snage B-52, koji je nosio četiri nuklearne troškove na brodu, srušila se na području Grenlanda. Kao rezultat eksplozije, došlo je do uništavanja optužbi i propuštanja plutonija u ocean.

Drugi slučaj radioaktivnog onečišćenja okoliša kao rezultat nesreće dogodio se s sovjetskim letjelicama "Cosmos-954" 24. siječnja 1978. godine. Kao rezultat nekontroliranog okupljanja iz orbite, satelit s nuklearnim izvorom energije pao je na područje Kanade. Kao rezultat nesreće u okolišu, više kilograma plutonij-238, šireći oko 124.000 m² na području od oko 124.000 m².

Najstrašniji primjer propuštanja hitnog parenja radioaktivnih tvari u okoliš - nesreća na Černobil NPP, koja se dogodila 26. travnja 1986. godine. Kao rezultat uništavanja četvrte elektrane na okoliš, izbačeno je 190 tona radioaktivnih tvari (uključujući plutonijev izotopi) na površini od oko 2.200 km².

Plutonij ulazak u okoliš je povezano ne samo s umjetnim incidentima. Postoje slučajevi propuštanja plutonija, kako iz laboratorijskih i tvorničkih uvjeta. Poznato je dvadeset hitnih slučajeva propuštanja od 235u i 239pu laboratorija. Tijekom 1953-1978. Hitni slučajevi doveli su do gubitka od 0,81 (Mayak, 15. ožujka 1953.) na 10,1 kg (Tomsk, 13. prosinca 1978.) 239PU. Incidenti u industrijskim poduzećima sažele su do smrti dvije osobe u gradu Los Alamosu (21. kolovoza 1945. i 21. svibnja 1946.) zbog dva slučaja nesreća i gubitaka od 6,2 kg plutonija. U gradu Sarov 1953. i 1963. godine. Otprilike 8 i 17,35 kg pao je izvan nuklearnog reaktora. Jedan od njih doveo je do uništenja nuklearnog reaktora 1953. godine.

Tijekom podjele nukleus 238pu neutrona, energija se oslobađa u količini od 200 MEV, što je 50 milijuna puta veće nego kada teče najpoznatija egzotermna reakcija: C + O2 → CO2. "Prizor" u nuklearnom reaktoru jedan gram plutonija daje 2 107 kcal - to je energija zaključena u 4 tone ugljena. Poticanje istog plutonijskog goriva u energetskom ekvivalentu može biti jednak četrdeset vagona dobrog ogrjevnog drva!

Vjeruje se da je "prirodni izotop" plutonij (244PU) najduži izotop iz svih transouranskih elemenata. Njegov poluživot je 8,26 godina. 107 godina. Znanstvenici su dugo pokušali dobiti izotop transportnog elementa, koji bi postojao duže od 244pu - visoke nade u tom pogledu dodijeljena je 247cm. Međutim, nakon njegove sinteze pokazalo se da je razdoblje poluživota ovog elementa samo 14 milijuna godina.

Povijest

Godine 1934., skupina znanstvenika koje je navela Enrico Fermi izjavio je da je tijekom znanstvenih radova na Sveučilištu u Rimu pronašao kemijski element s nizom broja 94. Element na inzistiranju Fermija nazvan je po hesperijumu, znanstvenik je bio Uvjeren da je otvorio novi element koji se sada zove plutonij, tako, nakon što je napravio pretpostavku postojanja transuranonskih elemenata i postao njihov teorijski otkrivač. Ova hipoteza o Fermi branila je u svom Nobelovom predavanju 1938. godine. Tek nakon otvaranja osnovne podjele njemačkih znanstvenika Otto Frisse i Fritza Strasnsmana, Fermi je bio prisiljen napraviti bilješku u tiskanoj verziji, objavljen u Stockholmu 1939. godine, što ukazuje na potrebu revizije "cijeli problem transuranonskih elemenata". Činjenica je da je rad Frisch i Strasnsman pokazao da je aktivnost koju je Fermi pronašao u svojim eksperimentima zbog podjele, a ne otvaranje transuranonskih elemenata, kao što je ranije vjerovao.

Novi - devedeset četvrti element otvoren je krajem 1940. godine. To se dogodilo u Berkeleyu na Sveučilištu u Kaliforniji. Pod bombardiranjem urana oksida (U3O8) s teškim vodikovim jezgrama (deuteronima), skupinom američkih radiochemijemikalija, na čelu s Glenn T. Siborg, otkrio je nepoznati emiter alfa čestica s poluživotom od 90 godina. Ovaj emiter bio je izotop Element br. 94 s masovnim brojem 238. Tako je 14. prosinca 1940. prvi mikrogram količina plutonija dobiveno uz dodatak drugih elemenata i njihovih spojeva.

Tijekom eksperimenta provedenog 1940. godine, utvrđeno je da se u provedenoj nuklearnoj reacituri, najčešće živi izotop Neptuna-238 (poluživot 2.117 dana), a već je plutonium-238 od njega:

23392U (D, 2N) → 23893NP → (β-) 23894pu

Dugi i dugotrajni kemijski eksperimenti na odvajanju novog elementa od nečistoća trajali su dva mjeseca. Postojanje novog kemijskog elementa potvrđeno je u noći od 23. do 24. veljače 1941. G. T. Siborg, E. M. Macmillan, J. V. Kennedy i A. K. Vallell zbog proučavanja prvih kemijskih svojstava - sposobnost posjedovanja, dva stupnja oksidacije. Malo kasnije od kraja eksperimenata je utvrđeno da je ovaj izotop vidljiv i stoga nezanimljiv za daljnje istraživanje. Uskoro (ožujak 1941.) Kennedy, Siborg, Segre i Val sintetizirali su važniji izotope - 239 ozračivanjem urana jako ubrzanog u ciklotronom neutronom. Ovaj izotop se formira tijekom raspada Neptune-239, jede alfa-zrake i ima poluživot od 24.000 godina. Prvi čisti spoj elementa dobiven je 1942. godine, a prve utege metalnog plutonija dobiveni su 1943. godine.

Naziv novog 94 elementa predložio je 1948. Macmillan, koji je nekoliko mjeseci ranije, otkriti plutonium zajedno s F. Eibelson primio prvi element, teži od urana - element br. 93, koji je dobio ime Neptune u čast planeta Neptuna - Prvi za uran. Po analogiji, Element br. 94 odlučio je nazvati plutonij, budući da je Planet Pluton drugi za uranij. S druge strane, Sitobor je predložio da zove novi element "Plotui", ali onda sam shvatio da ime ne zvuči jako u odnosu na plutoniju. Osim toga, on je napredovao druga imena za novi element: ultimium, Exterminium, zbog pogrešno vrijeme presude, da će plutonij postati posljednji kemijski element u periodnom sustavu. Kao rezultat toga, element se naziva "plutonij" u čast otvaranja posljednjeg planeta Sunčevog sustava.

Nalaz u prirodi

Poluvrijeme najdugovječnog plutonog izotopa je 75 milijuna godina. Međutim, figura je vrlo impresivna, međutim, dob galaksije mjeri milijardi godina. Iz toga slijedi da su primarni izotopi devedeset četvrti element formiran tijekom velike sinteze elemenata svemira, nije bilo šanse za život do danas. Pa ipak, to ne znači da plutonij uopće nije u tlu. Konstantno se formira u urana ruda. Snimanje neutrona kozmičkog zračenja i neutrona formiranih tijekom spontane (spontane) podjele jezgra 238u, neki - vrlo malo - atomi ovog izotopa se pretvaraju u atome 239u. Jezgre tog elementa vrlo su nestabilne, emitiraju elektrone i tako povećavaju svoj naboj, nepturalna formacija je stvaranje prvog transuranon elementa. 239NP također nestabilni, njegovi jezgri također emitiraju elektrone, pa se u samo 56 sati pola 239n pretvara u 239pu.

Poluživot ovog izotopa već je vrlo velik i iznosi 24.000 godina. U prosjeku, sadržaj 239pu je oko 400.000 puta manji od onog od radija. Stoga ne samo da se dobije - čak ni otkrivanje "zemaljskog" plutonija neobično je teško. Male količine 239pulijunskih frakcija - i propadanje proizvoda mogu se naći u urana ruda, na primjer, u prirodnom nuklearnom reaktoru u Oklu, Gabonu (zapadnoj Africi). Takozvani "prirodni nuklearni reaktor" smatra se jedinom u svijetu u kojem dođe do formiranja aktinida i njihovih proizvoda u geosferi. Prema modernim procjenama u ovoj regiji, prije nekoliko milijuna godina bilo je samoodrživo reakcija s otpuštanjem topline, što je trajalo više od pola milijuna godina.

Dakle, već znamo da je u urana Ories kao posljedica hvatanja neutrona, neptuna (239p), čiji je proizvod β-propadanje koji je prirodan plutonij-239. Zahvaljujući posebnim uređajima - maseni spektrometri pronašli su prisutnost plutonij-244 (244pu), koji ima najveći poluživot - oko 80 milijuna godina, u pretkambrskom basnezitu (u ceriumskoj rudi). U prirodi je 244PU uglavnom u obliku dioksida (PUO2), što je još manje topljivi u vodi od pijeska (kvarc). Budući da je relativno dugotrajni izotope plutonij-240 (240pu) u plutonijskom lancu plutonija-244, tada se odvija njegova raspada, ali to je vrlo rijetko (1 slučaj za 10.000). Vrlo male količine plutonij-238 (238pu) odnose se na vrlo rijetku dvostruku beta propadanje materinskog izotopa - urana-238, koji je pronađen u obrocima urana.

Tragovi od 247pu i 255pu izotopa nalaze se u prašini prikupljenom nakon eksplozija termonuklearnih bombi.

Minimalne količine plutonija hipotetički mogu biti u ljudskom tijelu, s obzirom na to da je ogromna količina nuklearnog testiranja provedena na jedan ili drugi način povezani s plutonijom. Pluton se nakuplja uglavnom u kosturu i jetri, odakle se praktički ne prikazuje. Osim toga, devedeset četvrti element akumulira morskim organizmima; Zemljište apsorbiraju plutonij uglavnom kroz korijenski sustav.

Ispada da umjetno sintetizirani plutonij i dalje postoji u prirodi, pa zašto ne rudarstvo, i dobiti umjetno? Činjenica je da je koncentracija ovog elementa premala. O drugom radioaktivnom metalu - Radia kaže: "U gramima rudarstva - u godini rada" i radij u prirodi 400.000 puta više od plutonija! Iz tog razloga, ne samo da bi se dobio - čak i za otkrivanje "zemaljskog" plutonija neuobičajeno teško. Bilo je to moguće samo nakon što su proučavana fizikalna i kemijska svojstva plutonija dobivenog u atomskim reaktorima.

Primjena

Izotop 239pu (zajedno s U) koristi se kao nuklearno gorivo energetskih reaktora koji rade na termalnim i brza neutrona (rhin), kao iu proizvodnji nuklearnog oružja.

Oko 370 GW električne energije (ili 15% ukupne proizvodnje električne energije u svijetu generira oko polu-stupova nuklearnih elektrana diljem svijeta (ili 15% ukupne proizvodnje električne energije u svijetu). Pluton-236 se koristi u proizvodnji atomskih električnih baterija čiji se radni vijek doseže pet ili više godina, koriste se u trenutnim generatorima koji stimuliraju rad srca (pejsmekera). 238PU se koristi u malim nuklearnim izvorima električne struje korištene u svemirskim studijama. Dakle, plutonium-238 je izvor energije za sonde novih horizonta, Galileo i Cassinija, marshod znatiželju i druge letjelice.

Pluton-239 se koristi u nuklearno oružje, budući da je ovaj izotop jedini prikladan nuklid za uporabu u nuklearnoj bombi. Osim toga, češće korištenje plutonij-239 u nuklearnim bombama je zbog činjenice da plutonium zauzima manji volumen u području (gdje se nalazi bombe kernel), dakle, možete pobijediti u eksplozivnoj snazi \u200b\u200bbombe zbog na ovu nekretninu.

Shema na kojoj se pojavljuje nuklearna eksplozija uz sudjelovanje plutonija je dizajn same bombe, čiji je kernel sastoji od sfere ispunjene 239pu. U vrijeme sudara s tlom, sfera se komprimira na milijun atmosfera zbog dizajna i zahvaljujući eksplozivnoj tvari koja okružuje ovu sferu. Nakon udarca, kernel se proširuje u volumen i gustoću za najkraće vrijeme - desetak mikrosekunda, sklop klizi kritično stanje na termalne neutrone i kreće se na superkritično stanje na brzom neutronima - lančana nuklearna reakcija počinje s neutronskim sudjelovanjem i elementarne jezgre , S konačnom eksplozijom nuklearne bombe, temperatura od desetaka milijuna stupnjeva se razlikuje.

Plutonijev izotopi su pronašli svoju upotrebu u sintezi transkonija (sljedeći nakon plutonijskog) elemenata. Na primjer, u Nacionalnom laboratoriju hrastova s \u200b\u200bhrastovim neutronskim izlaganjem 239PU 24496CM, 24296CM, 24997BK, 25298CF, 25399es i 257100FM. Na isti način, 1944. godine, Americium je prvi put primio i Americium 24195am. U 2010. plutonij-242 oksid bombardiran kalcijevim ionima-48 poslužio je kao izvor primitka uneunkwaddia.

Δ-stabilizirane plutonijeve legure koriste se u proizvodnji gorivaca, jer imaju značajno bolje metalurške nekretnine u usporedbi s čistim plutonom, koji pod grijanjem prolazi kroz fazne prijelaze i vrlo je krhak i nepouzdani materijal. Plutonijeve legure s drugim elementima (intermetalni spojevi) obično se dobivaju izravnom interakcijom elemenata u potrebnim omjerima, dok se taljenje luka uglavnom koristi, ponekad se nestabilne legure dobivaju taloženjem raspršivanjem ili hlađenjem talj.

Glavni industrijski legirajući elementi za plutonij su galij, aluminij i željezo, iako plutonij je sposoban formiranje legura i međuprodukata s većinom metala s rijetkim iznimkama (kalij, natrij, litij, rubidij, magnezij, kalcij, stroncij, barij, europium i ytterbium ). Katalacijski metali: molibden, niobij, krom, tantalum i volfram topljivi u tekućem plutoniju, ali gotovo netopljivi ili malo topivi u krutom plutoniju. Indij, silicij, cink i cirkonij su sposobni formirati metastabilni δ-plutonij (8 "-faza) s brzim hlađenjem. Gallij, aluminij, Americium, skandij i cerij mogu stabilizirati δ-plutonij na sobnoj temperaturi.

Velike količine golmije, hafnije i cestarine omogućuju vam da sačuvate neke δ-plutonije na sobnoj temperaturi. Neptun je jedini element koji može stabilizirati α-plutonij na visokim temperaturama. Titan, hafnium i cirkonij stabiliziraju strukturu β-plutonija na sobnoj temperaturi s oštrim hlađenjem. Korištenje takvih legura je prilično raznolika. Na primjer, plutonij-galijsku leguru se koristi za stabilizaciju Δ faze plutonija, koji izbjegava prijelaz α-8 faze. Trostruka legura plutonij-galij-kobalt (Pugaco5) - Supravodljivu leguru na 18.5 K. Postoji nekoliko legura (plutonij-cirkonij, plutonij-cerium i plutonij-cerium kobalt), koji se koriste kao nuklearno gorivo.

Proizvodnja

Industrijski plutonij se dobiva na dva načina. To je ili ozračivanje jezgre 238u sadržana u nuklearnim reaktorima ili odvajanje radiokemijskim metodama (ko-ekscitacija, ekstrakcija, ionska izmjena itd.) Plutonij iz urana, transuranonske elemente i goriva proizvoda sadržani u otpadnom gorivu.

U prvom slučaju, najznačajniji izotop u praksi 239pu (u smjesi s malom smjesom 240PU) dobiva se u nuklearnim reaktorima uz sudjelovanje urana i neutronskih jezgra korištenjem β - raspadanja i uz sudjelovanje izotopa ne-dostave kao Proizvod srednjeg dijela:

23892u + 21d → 23893NP + 210N;

23893NP → 23894pu

β - propadanje

U tom procesu, Deutels pada u URANUS-238, kao rezultat kojih se formiraju neptun-238 i dva neutrona. Zatim je Neptun-238 spontano podijeljen, zračeći beta-minus čestice, koje tvore plutonij-238.

Obično je sadržaj 239pu u smjesi je 90-95%, 240pu-1-7%, sadržaj drugih izotopa ne prelazi desetine postotka. Izotopi s velikim razdobljima polu-života - 242PU i 244PU se dobivaju uz kontinuirano zračenje s 239pu neutrona. Štoviše, izlaz 242PU je nekoliko desetaka postotaka, a 244PU je interesi postotka sadržaja 242PU. Male količine izotopa-čisti plutonij-238 se formiraju tijekom neutronskog zračenja neutronskog 237. Light izotopi plutonija s masovnim brojevima 232-237 se obično dobivaju na ciklotronu kada je ozračivanje urana izotopi a-čestice.

U drugoj metodi industrijske proizvodnje, 239PU koristite proces PEWORC-a koji se temelji na ekstrakciji tributil fosfata u laganom razrjeđivaču. U prvom ciklusu provodi se zajedničko čišćenje PU i u proizvodima od fisija, a zatim separacija. U drugom i trećem ciklusu plutonija podvrgavaju daljnjem pročišćavanju i koncentraciji. Shema takvog procesa temelji se na razlici u svojstvima četiri i heksavalentnih spojeva zajedničkih elemenata.

U početku proveli Tweelees rastavljeni su i ljuska koja sadrži potrošeni plutonij i uran se uklanjaju fizikalnim i kemijskim metodama. Dalje, ekstrahirano nuklearno gorivo se otopi u dušičnoj kiselini. Uostalom, to je snažno oksidirajuće sredstvo kada se otopi i uranij i plutonij i nečistoće su oksidirane. Plutonij atomi s nultom valencijom pretvaraju se u PU + 6, otopljeni, i plutonij i uran. Od takvog rješenja, devedeset četvrti element se reducira na trovalentno stanje sa sumpornim plinom, a zatim je istaložio lantan fluorid (laf3).

Međutim, precipitat uz plutonij sadrži neptune i rijetke elemente Zemlje, ali glavna masa (urana) ostaje u otopini. Dalje, plutonij se ponovno oksidira u PU + 6 i ponovno se doda lanchhanum fluorid. Sada su izloženi elementi rijetkih zemalja, a plutonij ostaje u otopini. Zatim se oksidira na četverorećeno stanje s kalijevim bromat, budući da ovaj reagens ne djeluje na plutonij, a zatim s sekundarnim taloženjem s istim landhanne fluoridom, talože se trovalentni plutonij, a neptun ostaje u otopini. Konačni proizvodi takvih operacija su spojevi koji sadrže plutonij - PUO2 ili fluorid dioksid (PUF3 ili PUF4), od kojih (obnavljanjem barije, kalcija ili litij parova) se dobije metalni plutonij.

Priprava čišćeg plutonija može se postići elektrolitičkim rafiniranjem pirookemijski proizvedenog metala, koji se proizvodi u stanicama za elektrolizu na temperaturi od 700 ° C s elektrolitom od kalija, natrija i plutonij klorida koristeći volfralu ili tantalum katodu. Plutonium na taj način ima čistoću od 99,99%.

Da bi se dobile velike količine plutonija, reaktori - multiplikatori, tzv. "Povjerljivi" (iz engleskog glagola za razmnožavanje - za umnožavanje). Reaktori podataka dobili su svoje ime zbog mogućnosti dobivanja dijeljenja materijala u iznosu koji prelazi troškove ovog materijala za primanje. Razlika između reaktora ovog tipa od ostalih leži u činjenici da neutroni ne usporavaju u njima (ne postoji moderator, na primjer, grafit) kako bi im što je više moguće reagirati s 238u.

Nakon reakcije formiraju se 239-atomi, koji u budućnosti i formiraju 239pu. Jezgra takvog reaktora koja sadrži PEO2 u uraniju iscrpljenu dioksid (UO2) je okružena ljuskom još više iscrpljenog urana-238 dioksida (238U2), u kojoj se formira 239pu. Dijeljenje 238u i 235U omogućuje "Bridders" da proizvede iz prirodne uranske energije 50-60 puta više od drugih reaktora. Međutim, ovi reaktori imaju veliki nedostatak - linije za gorivo se moraju ohladiti medij osim vode, što smanjuje njihovu energiju. Stoga je odlučeno da koristi tekući natrija kao hladnjak.

Konstrukcija takvih reaktora u Sjedinjenim Američkim Državama započela je nakon završetka Drugog svjetskog rata, SSSR i Ujedinjeno Kraljevstvo započeli su njihovo stvaranje tek 1950-ih.

Fizička svojstva

Plutonij je vrlo težak (gustoća s n. 19,84 g / cm³) srebrni metal, u pročišćenom stanju vrlo sličnom nikalu, ali plutonij se brzo oksidira u zraku, učvršćuje, formirajući dugani film, prvo žute, a zatim se okreće u Tamno ljubičasta. Uz snažnu oksidaciju na površini metala, pojavljuje se maslinik zeleni oksidni prah (PUO2).

Plutonij je vrlo elektronegativan i kemijski aktivan metal, mnogo puta više, čak i od urana. Ima sedam alotropnih modifikacija (a, β, γ, δ, δ ", ε i ζ), koji se mijenjaju u određenom segmentu temperature i na određenom rasponu tlaka. Na sobnoj temperaturi, plutonij je u α-obliku - to je najčešće za plutonijev alotropni modifikacija. U alfa fazi čisti plutonies krhke i vrlo krute - ova struktura je o istom tvrdom kao sivo lijevano željezo, ako nije dopirano s drugim metalima, što će dati legure plastičnosti i mekoća. Osim toga , u ovom maksimalnom gustom obliku plutonija - šestog elementa gustoće (to je teže od svog jedinog osmija, iridija, platina, renij i neptunium). Daljnje alotropne transformacije plutonija prate se promjenama gustoće nalik na skok. Dakle, za Primjer, ne širi se od 310 do 480 ° C, kao i druge metale i komprimiranje (delta faze "i" delta cca "). Kada rastaljenje (prijelaz iz epsilonske faze u tekućoj fazi), plutonij je također komprimiran, dopuštajući nesigurnom plutoniju da se pojavi.

Plutonij ima veliki broj neobičnih svojstava: ima najnižu toplinsku vodljivost svih metala - na 300 K je 6,7W / (M K); Plutonij ima najnižu električnu vodljivost; U svojoj tekućoj fazi - plutonij je najprobrisniji metal. Specifični otpor devedeset četvrtog elementa na sobnoj temperaturi je vrlo velik za metal, a ova značajka će se poboljšati smanjenjem temperature, što nije osobito metalima. Takva "anomalija" je pratiti na temperaturu od 100 k - ispod ovog pečata, električni otpor će se smanjiti. Međutim, od razine od 20 do otpora ponovno se povećava zbog aktivnosti zračenja metala.

Plutonij ima najveći električni otpor među svim proučavanim aktinoidima (u ovom trenutku), koji je 150 um cm (na 22 ° C). Ovaj metal ima nisku točku taljenja (640 ° C) i neuobičajeno visoku točku vrenja (3,227 ° C). Bliže točki taljenja, tekući plutonij ima vrlo visok indikator viskoznosti i površinske napetosti u usporedbi s drugim metalima.

Zahvaljujući svojoj radioaktivnosti, plutonij toplo na dodir. Veliki komad plutonija u termalnoj pumpi je zagrijavan na temperaturu veću od točku vrenja vode! Osim toga, zbog svoje radioaktivnosti, plutonij tijekom vremena prolazi kroz promjene u kristalnoj rešetki - postoji neka vrsta žarenja zbog samopropulzije zbog povećanja temperature iznad 100 K.

Prisutnost velike količine svih altropnih modifikacija u plutoniju otežava u obradi i valjanju zbog faznih prijelaza. Već znamo da je u alfa-obliku devedeset četvrti element sličan svojstvima s lijevanim željezom, međutim, ima imovinu za promjenu i pretvaranje u plastični materijal, te formirati kovanje β-obrazac na višim temperaturnim rasponima. Plutonij u δ-formi je obično stabilan na temperaturama od 310 ° C do 452 ° C, ali može postojati na sobnoj temperaturi, ako je dopirano s niskim grubim aluminijskim, cerij ili sadržajem galija. Dok je u leguri s tim metalima, plutonij se može koristiti tijekom zavarivanja. Općenito, Delta obrazac ima izraženije metalne karakteristike - za snagu i sposobnost za kovanje u blizini aluminij.

Kemijska svojstva

Kemijska svojstva devedeset četvrtog elementa u velikoj je mjeri slična svojstvima svojih prethodnika u periodnom sustavu - uran i neptalni. Plutonij je prilično aktivan metal, tvori spojeve s oksidacijskim stupnjem od +2 do +7. U vodenim otopinama, element očituje slijedeće oksidacijske stupnjeve: PU (iii), kao što PU3 + (postoji u kiselim vodenim otopinama, ima svijetlo ljubičastu boju); PU (iv), kao PU4 + (čokoladna nijansa); PU (v), kao PUO2 + (lagano rješenje); PU (vi), kao PUO22 + (lagana narančasta otopina) i PU (vii), kao PUO53- (zelena otopina).

Štoviše, ovi ioni (osim PUO53-) mogu biti u otopini istovremeno u ravnoteži, što se objašnjava prisutnošću 5F elektrona, koji se nalaze na lokaliziranoj i dezokaliziranoj elektronskoj orbitalnoj zoni. Na pH 5-8, PU (iv) dominira, koja je najstabilnija među ostalim valencijama (oksidacijski stupnjevi). Plutonij ioni svih stupnjeva oksidacije skloni su hidrolizu i kompleksiranju. Sposobnost formiranja takvih spojeva povećava se u PU5 +

Kompaktni plutonij polako oksidira u zraku, prekriven oksidom irisom. Sljedeći plutonij oksidi su poznati: PUO, PU2O3, PUO2 i PU2O3 - PU4O7 (Bertollides) faze. U prisutnosti manje količine vlage, brzina oksidacije i potkrovljenih povećava značajno. Ako je metal izložen malim količinama mokrog zraka dovoljno, tada se plutonij dioksid formira na njegovoj površini (PEO2). Uz nedostatak kisika, njegov dihidrid može formirati (PUH2). Iznenađujuće, plutonij je prekriven hrđem u atmosferi inertnog plina (na primjer, argon) s vodenom parom, mnogo brže od suhog zraka ili u čistom kisiku. U stvari, ta je činjenica lako objasniti - izravan učinak kisika tvori sloj oksida na površini plutonija, koji sprječava daljnje oksidacije, prisutnost vlage proizvodi labavu smjesu oksida i hidrida. Usput, zahvaljujući upravo takvom prevlaku, metal postaje piroforičan, to jest, sposoban je samo-gorući, iz tog razloga metalni plutonij se obično obrađuje u inertnom argonu ili atmosferi dušika. U isto vrijeme, kisik je zaštitna tvar i sprječava utjecaj vlage na metal.

Devedeset četvrti element reagira s kiselinama, kisikom i njihovim parovima, ali ne s alkalijom. Plutonij je dobro topljiv samo u vrlo kiselim medijima (na primjer, klorovodična kiselina HCl), kao i otopljena u kloridu, klorid, bromomomor, 72% klorovodična kiselina, 85% ortofosforna kiselina 85% H3P04, koncentrirana CCl3COOH, sulfaminska kiselina i vrenje koncentrirana dušična kiselina. U otopinama, alkalis plutonija nije značajno otopljen.

Kada je izložen alkaliju na otopinama koje sadrže četiri valentne plutonije, PU (OH) 4 XH2O hidroksid je istaložen s glavnim svojstvima. Kada je izložen alkaliju na soli koje sadrže PUO2 + otopine, PUO2OH amfoter hidroksid pada. Odgovoreno je soli - plutoniti, na primjer, Na2PU2O6.

Plutonijeve soli se lako hidroliziraju dodirom s neutralnim ili alkalnim otopinama, stvarajući netopljivi plutoonij hidroksid. Koncentrirane plutonijeve otopine su nestabilne zbog radiološkog razgradnje koje dovodi do posljedice sedimenta.

Radionuklidi koji formiraju dozu. 5. dio.
Datum: 03/08/2011
Predmet: Zdravlje

Daje se glavne karakteristike radionuklida koji formiraju doze. Glavni naglasak je na predstavljanju potencijalne opasnosti radionuklida. U svrhu sigurnosnih svrha, razmatraju se radiotoksični i radiobiološki učinci učinaka radioizotopa na tijelo i okoliš. Gore navedeno omogućuje svjesno se odnosi na opasnost od zračenja od radionuklida koji formira doze.

11. Ceziy-137

Cezij (lat. cezij. - CS, kemijski element I grupa periodičnog MendeleEV sustava, atomski broj 55, atomska težina 132,9054. Nazvan od latinskog caesius. - plavo (otvoreno u svijetlo plavim spektralnim linijama). Srebro-bijeli metal iz alkalne skupine; gubitak, mekani, poput voska; Gustoća od 1,904 g / cm3 i ima UD. Težina 1.88 (na 15 ° C), t pl - 28,4ºs. U zrak zapaljivom, s vodom reagira s eksplozijom. Glavni mineral - Pollocit.

34 cezij izotopi s masovnim brojevima 114-148 su poznati, na samo jednom (133 cs) stabilan, ostatak su radioaktivni. Izotopna prevalencija Cesium-133 u prirodi je približno 100%. 133 CS se odnosi na raspršene elemente. U manjim količinama nalazi se u gotovo svim objektima vanjskog okruženja. Clark (prosječni) sadržaj nuklida u Zemljinoj kori - 3,7 ∙ 10 -4%, u tlu - 5 ∙ 10 -5%. Cezij je stalni mikroelement biljnih i životinjskih organizama: u živom fitomasu sadržan je u količini od 6% 10 -6%, u ljudskom tijelu - oko 4 g. S jedinstvenom raspodjelom cezija-137 u tijelu a Osoba s određenom aktivnošću 1 BC / kg snage nevjerojatne doze, prema različitim autorima, varira od 2,14 do 3,16 μg / godišnje.

U prirodi se ovaj srebro-bijeli alkalni metal nalazi u obliku stabilnog CS-133 izotopa. Riječ je o rijetkim elementom s prosječnim sadržajem u Zemljinoj kore od 3,7% 10 -4%. Normalni, prirodni cezij i njegove veze nemojte radioaktivni, Radioaktivni samo umjetno dobiveni izotop 137 cs. Dugotrajni radioaktivni cezij Izotope 137 CS se formira pri dijeljenju jezgre 235 U i 239 PU s prinosom od oko 7%. S radioaktivnim propadanjem, 137 cs emitira elektrone s maksimalnom energijom od 1173 Kev i pretvara se u kratkotrajne γ-emitirajućeg nuklida 137m BA (Tablica 18). Ima najviše među alkalnim metalima s kemijskom aktivnošću, moguće je pohraniti samo u zatvorenim usisanim ampulama.

Tablica 18.
Glavne karakteristike CESIA-137

Izotop	Glavni pogled radijacija	Poluvrijeme, t 1/2	Vrijednost UV voda , Bk / dm 3	Prirodne varijacije OA u vodama (MIN-MAX), BK / DM 3
137 cs. (+ 137m BA)	β (e β max \u003d 1173 kev); y (e γ \u003d 661 KEV)		11.0 (NRB-99) 8.0 (Sanpine 2.3.2.560-96)	n ∙ 10 -3 - n ∙ 10 -2

Metalni ceziji se koriste u fotocelijama i fotomultipliers u proizvodnji fotokatoda i kao getter u luminescentnim cijevima. Cise parove - radni fluid u generatorima MHD-a, plinski laseri. Cizij spojevi se koriste u optici i uređajima za noćni vid.

U proizvodima reakcije nuklearne fisije postoje značajne količine razgrađenih cezijevih radionuklida, među kojima je 137 CS najopasnije. Izvor onečišćenja može biti radiokemijska postrojenja. Emisije CESIUM-137 u okolišu javljaju uglavnom kao rezultat nuklearnih testova i nesreća na nuklearnim poduzećima. Do početka 1981. godine ukupna aktivnost 137 CS omogućena u okolišu dosegla je 960 pbc. Gustoća onečišćenja u sjevernim i južnim hemisferama i u prosjeku na svijetu bila je 3,42; 0,86 i 3,14 kBK / m2, a na području bivšeg SSSR u prosjeku - 3,4 kBK / m2.

Kada su slučajne nesreće u južnom uralu 1957. godine, došlo je do toplinske eksplozije repozitorija radioaktivnog otpada, a radionuklidi su primljeni u atmosferu s ukupnom aktivnošću od 74 pbc, uključujući 0,2 PBC 137 Cs. U požaru na RHH u Wyndaykayleu u Velikoj Britaniji 1957. godine održan je 12 PBC radionuklida, od kojih je 46 TBK 137 Cs. Tehnološko ispuštanje radioaktivnog otpada u Mayak Enterprise u južnom uralu u Republici. Turch 1950. bio je 102 PBC, uključujući 137 CS 12,4 PBC. Uklanjanje vjetra radionuklida iz poplavnog područja. Karachay u južnom uralu 1967. godine iznosio je 30 tbk. 137 CS je činilo 0,4 TBK.

Prava katastrofa bila je 1986. godine nesreća na nuklearnoj elektrani u Černobilu (Černobil): 1850 pbc radionuklida izbačen iz uništenog reaktora, a 270 pbcs je činilo udio radioaktivnog cezija. Širenje radionuklida je uzeo planetarnu skalu. U Ukrajini, u Bjelorusiji i središnjoj četvrti Ruske Federacije, više od polovice ukupnog broja radionuklida, koji su naselili u CIS-u. Postoje slučajevi onečišćenja vanjskog okruženja kao rezultat nemarnog skladištenja radioaktivnih cezijavih izvora za medicinske i tehnološke svrhe.

CESIUM-137 se koristi u gama flawectoskopiju, mjernoj opremi za surilizaciju zračenja hrane, medicinskih pripravaka i lijekova, u radioterapiji za liječenje malignih tumora. CESIUM-137 se također koristi u proizvodnji radioizotopnih struje, gdje se koristi u obliku cezijevog klorida (gustoća od 3,9 g / cm 3 , Otpuštanje energije oko 1,27 w / cm 3 ).

CESIUM-137 se koristi u senzorima ograničavajućih razina rasutih tvari u neprozirnim bunkerima. Cesium-137 ima određene prednosti u odnosu na radioaktivni kobalt-60: duži poluživot i manje kruto gama zračenja. U tom smislu, uređaji na temelju 137 CS su više izdržljiviji, a zaštita od zračenja je manje glomazna. Međutim, ove prednosti postaju stvarni samo u odsutnosti nečistoće 137 CS s kraćim poluživotom i strogim gama zračenjem.

Široka raspodjela primljena kao izvor γ-zračenja. U medicini, cezij izvori, zajedno s radij, koriste se u terapijskim uređajima i uređajima za intramansku i traku gama terapiju. Od 1967. godine, fenomen tranzicije između dvije ultra tanke razine glavnog stanja CESIUM-137 atoma koristi se za određivanje jedne od glavnih mjernih jedinica - sekundi.

Radizeška 137 CS Iznimno tehnogenski radionuklid, njegova prisutnost u mediju u studiju povezana je s ispitivanjima nuklearnog oružja ili korištenjem nuklearnih tehnologija. 137 CS - γ-γ-emitiranje cezij radioizotop, jedan od glavnih komponenti tehnologenog radioaktivnog onečišćenja biosfere. Formira se kao posljedica reakcija nuklearnih fisija. Sadržane u radioaktivnim posljedicama, ispuštanju, radiokemijskom biljnom otpadu. OA 137 CS u pitkoj vodi ograničeno je na razine 11bq / dm 3 ili 8 bk / dm 3.

Geokemijska značajka od 137 CS je njegova sposobnost da vrlo čvrsto odgađa prirodne sorbente. Kao rezultat toga, prilikom ulaska u OPS-a, njegova se aktivnost ubrzano smanjuje uklanjanjem iz izvora onečišćenja. Prirodne vode su relativno brzo samočišćenja zbog apsorpcije 137 CS s Weigonom i dnu sedimentima.

Cezij se može akumulirati u poljoprivrednim biljkama, a posebno u sjemenkama. Najintenzivnije dolazi iz vodenog medija i velike brzine kreće na biljku. Izrada u tlu potaške gnojiva i loving značajno smanjuje apsorpciju cezija po biljkama, a jači je veći udio kalija.

Koeficijent akumulacije posebno je visok u slatkovodnim algama i arktičkim kopnenim biljkama (osobito, lišaje), od životinje svijeta - u sobovima preko Yagela, koji se hrane. Unutar živih organizama CESIUM-137 uglavnom prodire kroz respiratorne i probavne organe. Ovaj nuklid dolazi uglavnom s hranom u količini od 10 μg / dan. Izlučuje se iz tijela uglavnom s urinom (prosječno 9 μg / dan). Cezij je trajna kemijska mikrokomponenta tijela biljaka i životinja. Glavni cezijski pogon u organizmu sisavaca - mišića, srca, jetre. Oko 80% cezije pala je u tijelo akumulira u mišićima, 8% u kosturu, preostalih 12% se ravnomjerno raspoređuje na druga tkiva.

Cesium-137 se izlučuje uglavnom kroz bubrege i crijeva. Biološko razdoblje polu-istraživanja akumuliranog cezija-137 za osobu smatra se jednako 70 dana (prema Međunarodnoj komisiji za radiološku zaštitu). U procesu derivacije, značajne količine cezija se ponovno apsorbiraju u krv u nižim crijevnim odjelima. Učinkovita sredstva za smanjenje apsorpcije cezija u crijevu je sorbent ferocianida, koji veže nuklid u nepotreban oblik. Osim toga, ubrzati uklanjanje nuklida stimulirati prirodne izlučeve procese, koriste se različiti kompleksi.

Razvoj lezija zračenja kod ljudi može se očekivati \u200b\u200bkada se doza apsorbira za oko 2 g ili više. Doze u 148, 170 i 740 MBK odgovaraju svjetlu, srednjem i teškom stupnju lezije, ali je reakcija zračenja već zabilježena pod jedinicama MBC.

137 CS pripada skupini radioaktivnih tvari koje su ravnomjerno raspoređene organima i tkivima, iz tog razloga se odnosi na srednje-zujanje na radio toksičnosti nulilida. Ima dobru sposobnost prodrijeti u tijelo zajedno s kalijevim lancima hrane.

Glavni izvor unosa cezija u ljudskom tijelu - kontaminiran nuklejem hranom životinjskog podrijetla. Sadržaj radioaktivnog cezija u litri kravljeg mlijeka doseže 0,8-1,1% dnevnog dolaska nuklida, koze i ovaca - 10-20%. Međutim, to se uglavnom nakuplja u mišićnom tkivu na životinjama: u 1 kg krava, ovaca, ovca, svinja i pilića sadrže 4,8, 20 i 26% (respektivno) iz dnevnog unosa cezija. U proteinu pilećih jaja, manje je 1,8-2,1%. Čak iu velikim količinama, Cezium se nakuplja u mišićnim tkivima hidrobionta: Djelatnost od 1 kg slatkovodne ribe može premašiti aktivnost od 1 L vode za više od 1000 puta (od marine - dolje).

Glavni izvor cezija za stanovništvo Rusije - mliječnih i žitarica (nakon nesreće na černobilum - mliječnoj i meso), u zemljama Europe i SAD-a, Cesium dolazi uglavnom s mliječnim i mesnim proizvodima, a manje s žitama i povrće. Konstantno unutarnje zračenje stvorene na ovaj način uzrokuje značajno više štete od vanjske izloženosti ovom izotopu.

Objavljene tehnike za mjerenje aktivnosti 137 CS prema svom β-zračenju sugeriraju radiokemijsku pripremu uzorka i oslobađanje cezija s visokim stupnjem čistoće kako bi se uklonilo ometajući učinak drugih β-emitera. Moderne metode za određivanje 137 CS temelje se, u pravilu, na registraciji gama zračenja s energijom od 661,6 kev. Oni su podijeljeni na instrumentalnu, donju granicu određivanja (nevladine nevladine nevladine nevladine organizacije) od kojih je 1-10 Bq / kg (ili BC / DM3), a postupci s preliminarnim kemijskim obogaćivanjem (NPS do 10 -2 BC / kg). Za koncentriranje 137 CS od razrijeđenih otopina, najčešće se koristi od strane njegovog nikla, bakra, cinka, željeza, kobalta, kalcija, kalcija, magnezija ili sorbent-kolektora na temelju njih.

12. plutonij

Plutonijum (plutonij.) PU - umjetni radio kemijski element III periodičnog sustava periodnog sustava mendeleev elemenata, atomski broj 94, transuranon element pripada aktinoidima. Prvi Nuglid 238 PU otvoren je 1940. godine. T.SIBorg (g.th.seaborg), na E.M. Mak Millan (EM McMillan), J.E. Bankanet (Jekennedy) i A.Sh.valom (a.whl). U proljeće 1941. pronađeni su Siforg sa zaposlenicima i najprije dodijelili četvrtinu mikrogram 239 PU nakon propadanja od 239 NP, formirana tijekom zračenja 238 u teških vodikovih jezgra (dijeta). Nakon urana i neptalnog, novi element je primio ime u čast Plutonih planeta otvorenih 1930. godine. Od 24. kolovoza 2006. godine, odlukom Međunarodne astronomske unije, PLUTO više nije planet Sunčevog sustava. U grčkoj mitologiji, Pluton (on je pomoć) - Bog kraljevstva mrtvih.

Plutonium je najopasniji teški metal. Ima 15 radioaktivnih izotopa s masovnim brojevima od 232 do 246, uglavnom α-emitera. Na Zemlji postoje samo tragovi tog elementa i samo u rudima urana. Vrijednosti T½ svih plutonijskih izotopa su mnogo manje od starosti zemlje, te je stoga cijeli primarni plutonij (postojao na našem planetu tijekom njegovog stvaranja) u potpunosti srušio. Međutim, neznatne količine 239 PU se stalno formiraju na β-propadanju od 239 NP, koji se zauzvrat događa s nuklearnom reakcijom urana s neutronima (na primjer, kozmičkim neutronima zračenja).

Stoga se plutonij tragovi nalaze u obrocima urana u takvim mikroskopskim količinama (0,4-15 dijelova PU za 10 12 dijelova u), koji ne mogu biti govore o njegovoj varijaciji iz urana ruda. Oko 5000 kg oslobodila je u atmosferu kao rezultat nuklearnih testova. Prema nekim procjenama, tlo u Sjedinjenim Državama sadrži prosječno 2 milijardia (28 mg) plutonij na km 2 od pada radioaktivnih oborina. Ovo je tipičan proizvod stvaranja ljudskih ruku; Dobiva se u nuklearnim reaktorima iz urana-238, koji se dosljedno pretvara u URANUS-239, Neptun-239 i plutonij-239.

Pluton-238, -240, -242 izotopi nisu podijeljeni materijalima, već se mogu podijeliti pod djelovanjem visokoenergetskih neutrona (su djeljiv). Oni ne mogu održavati lančanu reakciju (s izuzetkom plutonija-240). Dobivene su 32 PU - 246 PU izotopi; Tu su i 247 PU i 255 gnoja među eksplozivnim proizvodima fuzijskih eksplozija termonuklearnih bombi. Najčvršći se povećava 244 PU (a-propadanje i spontana podjela, T 1/2\u003d 8,2 · 10 7 godina, atomska težina 244.0642). U slobodnom obliku krhke srebro-bijelog metala. Tragovi izotopa 247 PU i 255 gnoj nalaze se u prašini prikupljenom nakon eksplozija termonuklearnih bombi.

Za nuklearna istraživanja i stvaranje nuklearne industrije u Sjedinjenim Državama, kao i kasnije i u SSSR-u, bačena su velike sile i sredstva. Ukratko, proučavana su nuklearna i fizikalno-kemijska svojstva plutonija (Tablica 19). Plutonijevi prvi nuklearni naboj bio je raznesen 16. srpnja 1945. u Poligonu Alamogordo (Suby naslov). U SSSR-u, prvi eksperimenti za dobivanje 239 PU započeli su 1943.-1944. pod vodstvom akademika i.v. Kurchatova i V.g. Chlopin. Po prvi put, plutonije u SSSR-u izolirani su iz uranijevog ozračenog neutrona. Godine 1945. i 1949. godine, prva radiokemijska raspodjela postrojenja počela je raditi u SSSR-u.

Tablica 19.
Nuklearna svojstva najvažnijih izotopa plutonij

Nuklearna nekretnina	Plutonium-238.	Plutonium-239.	Plutonij-240.	Plutonij-241.	Plutonij-242.
Poluživot, godine
Aktivnost, ki / g
Vrsta radioaktivnog raspada	alfa propadanje	alfa propadanje	alfa propadanje	beta propadanje	alfa propadanje
Energija radioaktivnog raspadanja, Mev

Bilješka. Svi plutonij izotopi su slabi gama emiteri. Plutonij-241 se pretvara u Americi-241 (snažan gama emitera)

Samo dva plutonijevog izotopa imaju praktičnu uporabu u industrijskim i vojnim namjenama. Pluton-238, dobiven u nuklearnim reaktorima iz Neptune-237, koristi se za proizvodnju kompaktnih termoelektraka. Tijekom propadanja jedne atomske jezgre Plutonium-238 ima šest milijuna elektronizacija. U kemijskoj reakciji, ista energija se razlikuje tijekom oksidacije od nekoliko milijuna atoma. U izvoru električne energije koji sadrži jedan kilogram plutonija-238, razvija se toplinska snaga od 560 MW. Maksimalna snaga iste težine kemijskog struje izvora je 5 W.

Postoji dosta emitera sa sličnim energetskim karakteristikama, ali jedna posebnost plutonija-238 čini ovaj izotop neophodnim. Obično je alfa propadanje popraćeno snažnim gama zračenjem prodiranjem najveću debljinu tvari. 238 pu - iznimka. Energija gama Quanta, prateći propadanje njezinih jezgri, je mala, kako bi se zaštitili od njega je jednostavno: zračenje se apsorbira tankoslojni spremnik. Mala i vjerojatnost spontane podjele jezgri ovog izotopa. Stoga se smatra da se primjenjuje ne samo u trenutnim izvorima, već iu medicini. Plutonim-238 baterije služe kao izvor energije u posebnim srčanim stimulansima, koji doseže 5 godina i više.
Plutonija-beerlium legure radi kao laboratorijski izvor neutrona. PU-238 Izotop se nalazi u nizu atomskih termoelektraka generatora na brodu prostor za istraživanje prostora. Zbog dugog života i visoke toplinske snage, ovaj izotop se koristi gotovo isključivo na kozmički ritam, na primjer, na svim uređajima koji lete na orbitima Marsa.

Od svih izotopa, PU-239 je najzanimljiviji, njegov poluživot je 24110 godina. Kao fisilni materijal, 239 PU se naširoko koristi kao nuklearno gorivo u atomskim reaktorima (energija koja se oslobađa tijekom cijepanja 1 g. 239 PU, ekvivalentna toplini koja se oslobađa tijekom izgaranja od 4000 kg ugljena), u proizvodnji nuklearnog oružja (tzv. "Oružje plutonium") iu atomskim i termonuklearnim bombama, kao i za nuklearne reaktore na brzu neutrone i atomske reaktore civilnih i istraživačkih odredišta. Kao izvor α-zračenja plutonija, zajedno s 210 PO, posebno se koristi u industriji, posebno, u eliminacijskim uređajima elektrostatskih naknada. Ovaj izotop se koristi i kao dio instrumentacije.

Plutonij ima mnoga specifična svojstva. Ima najnižu toplinsku vodljivost svih metala, najnižu električnu vodljivost, s izuzetkom mangana. U svojoj tekućoj fazi to je najprobrisniji metal. Talište -641 ° C; Točka vrenja -3232 ° C; Gustoća - 19.84 (u alfa fazi). Ovo je izuzetno elektronski, kemijski aktivni element, mnogo više od urana. Brzo je prljav, formirajući duginski film (kao kišni film), prvo svjetlo žute, s vremenom prolaze u tamno ljubičastu. Ako je oksidacija prilično velika, na njegovoj površini pojavljuje se maslinoži zeleni oksidni prah (PUO 2). Pluton je željno oksidiran i brzo nagrizao čak iu prisutnosti manje vlažnosti.

Kada se mijenja temperatura plutonija podvrgava najjačim i neprirodnim promjenama gustoće. Plutonium ima šest različitih faza (kristalne strukture) u krutom obliku, više od bilo kojeg drugog elementa.

Plutonijevi spojevi s kisikom, ugljikom i fluorom koriste se u nuklearnoj industriji (izravno ili kao srednji materijali). Metalni plutonij se ne otopi u dušičnoj kiselini, ali plutonij dioksid se otapa u vrućoj koncentrirane dušične kiseline. Međutim, u krutoj smjesi s uranij dioksidom (na primjer, u ispušnom gorivu nuklearnih reaktora), topljivost plutonijevog dioksida u dušičnoj kiselini se povećava, budući da se uranij dioksid otapa u njemu. Ova se značajka koristi u obradi nuklearnog goriva (tablica 20).

Tablica 20.
Plutonijevi spojevi i njihova uporaba

Spojevi plutonij	Primjena
PUO 2 plutonij dioksid	U smjesi s uranij dioksidom (UO 2) koji se koristi kao gorivo za nuklearne reaktore
Plutonij karbid (PUC) Dikarbidni plutonij (gnoj 2) Trucarbid plutonij (PUC 3)	Potencijalno se može koristiti kao gorivo za brodski reaktori (multiplikatori)
Plutonij trifluorid (PUF 3) Tetrafluorid plutonij (PUF 4)	Su međuprodukti u proizvodnji metalnog plutonija
Plutonij nitrati - PU (br. 3) 4 i PU (br. 3) 3	Ne koristi se. Su proizvodi za recikliranje proizvoda (pri uklanjanju plutonija iz istrošenog nuklearnog goriva)

Glavni plutonijevi spojevi: PUF 6 (tekućina s niskim vrelištem; toplinski značajno manje stabilna od UF 6), kruti PUO 2 oksid, PUC karbid i dosjesti nitrida, koji se u smjesama s odgovarajućim urana spojevi mogu se koristiti kao nuklearni gorivo.

Radioizotop uređaji kao što su ionizacijski alarmi ili radioizotop dim pokazatelji dobiveni su najveći razmnožavanje. Uz mehaničku obradu, plutonij jednostavno oblikuje aerosole.

U prirodi se formira na β-propadanju NP-239, koji se zauzvrat događa na nuklearnoj reakciji urana-238 s neutronima (na primjer, neutronom kozmičkog zračenja). Industrijska proizvodnja PU-239 također se temelji na ovoj reakciji i javlja se u atomskim reaktorima. Pluton-239 je prvi koji se formira u nuklearnom reaktoru pod zračenjem urana-238 nego što je duži taj proces, javljaju se više teže plutonij izotopi. Pluton-239 treba biti kemijski odvojen od fisijskih proizvoda i preostalog urana. Taj se proces naziva prerada. Budući da svi izotopi imaju isti broj protoča i različitih - neutrona, njihova kemijska svojstva (kemijska svojstva ovise o broju protona u jezgri) su identični, stoga je vrlo teško podijeliti izotope uz pomoć kemijskih metoda.

Naknadno odvajanje PU-239 iz urana, neptuna i visokotlačnih fisijskih proizvoda provodi se na radiokemijskim tvornicama s radiokemijskim metodama (ko-ekstrakcija, ekstrakcija, ionska razmjena drugih) metalni plutonij obično se dobiva vraćanjem PUF3, PUF 4 ili PUO 2 pari barijevog, kalcija ili litija.

Tada se koristi sposobnost da se podijeli pod djelovanjem neutrona u atomskim reaktorima, a sposobnost samoodvjetne lančane reakcije podjele u prisutnosti kritične mase (7 kg) - u atomskim i termonuklearnim bombama, gdje je glavnu komponentu. Kritična masa njegove α-modifikacije je 5,6 kg (kugla s promjerom od 4,1 cm). 238 PU se koristi u atomskim električnim baterijama s dugom servisnim vijekom. Plutonijevi izotopi služe kao sirovina za sintezu transponija elemenata (am, itd.).

Lociranje PU-239 Neutrona, smjesa izotopa može se dobiti iz kojih je PU-241 izotop, kao i PU-239, podijeljen je i može se koristiti za dobivanje energije. Međutim, njegov poluživot od 14,4 godine, koji ne dopušta da nastavi nastaviti, osim, propadaju, ona tvori ne-mali AM-241 (α-, γ-radioaktivni) s poluživotom od 432,8 godina. Ispada da oko 14 godina količina AM-241 u okruženju udvostručuje. Otkrivanje je, kao i drugi transouranski elementi, konvencionalna γ-spektrometrijska oprema je složena i vrlo specifična i skupa metode detekcije su potrebne. PU-242 Izotop na nuklearnim svojstvima je najviše kao urana-238, AM-241, dobivena propalom PU-241 izotopa, korištena je u detektorima dima.

Amerika-241, kao i drugi transouranski elementi (Neptun, Kalifornija i drugi), je ekološki opasan radionuklid, koji je pretežno α-emitirajući element, koji uzrokuje unutarnje zračenje tijela.

Plutonij akumuliran na Zemlji je više nego dovoljno. Njegova proizvodnja apsolutno nije potrebna za obranu i energiju. Ipak, od 13 reaktora koji su postojali u SSSR proizvodnom oružju plutonium i dalje rade 3: dva od njih u Severku. Posljednji takav reaktor u Sjedinjenim Državama zaustavljen je 1988. godine.

Kvaliteta plutonija određena je postotkom izotopa u njoj (osim plutonija-239) (tablica 21).

Za rujan 1998. godine, plutonijeve cijene koje je utvrdila Isotopic Odjel za nacionalni laboratorij OK Ridgea bile su kako slijedi: 8,25 USD / mg po plutonija-238 (97% čistoće); 4,65 USD / mg po plutoniju-239 (\u003e 99,99%); 5,45 USD / mg po plutoniju-240 (\u003e 95%); $ 14.70 / mg po plutoniju-241 (\u003e 93%) i 19,75 dolara / mg po plutoniju-242.

Tablica 21.
Kvaliteta plutonija

Ova klasifikacija plutonija u kvaliteti koju je razvio američki Odjel za energiju je vrlo proizvoljan. Na primjer, od goriva i reaktora plutonij, manje pogodan za vojne svrhe nego oružje, također može biti nuklearna bomba. Plutonij svake kvalitete može se primijeniti za stvaranje radiološkog oružja (kada se radioaktivne tvari raspršuju bez implementacije nuklearne eksplozije).

Prije samo 60 godina, zelene biljke i životinje nisu sadržavali plutonij u njihovom sastavu, sada je do 10 tona u atmosferi. Oko 650 tona atomske energije i više od 300 tona vojne proizvodnje. Značajan dio cijele proizvodnje plutonija nalazi se u Rusiji.

Pronalaženje biosfere, plutonij migrira na Zemljinu površinu, uključujući biokemijske cikluse. Plutonij je koncentriran morskim organizmima: njegov akumulacija koeficijent (tj. Omjer koncentracija u tijelu iu vanjskom okruženju) za alge je 1000-9000, za plankton (mješoviti) - oko 2300, za mellus - do 380, za Starfish - oko 1000, za mišiće, kosti, ribu jetre i želuca - 5,570, 200 i 1060, respektivno. Zemljište apsorbiraju plutonij uglavnom kroz korijenski sustav i akumuliraju ga na 0,01% njihove mase. Od 70-ih. 20. stoljeće, udio plutonija u radioaktivnom kontaminaciji biosfere povećava se (ozračivanje morskih beskralježnjaka zbog plutonija postaje veća nego zbog 90 SR i 137 CS). MPC za 239 gnoja u otvorenim spremnicima i prostorijama u zraku je 81,4 i 3,3 ּ 10 -5 bq / l.

Ponašanje plutonija u zraku definira uvjete za sigurno skladištenje i rukovanje u procesu proizvodnje (tablica 22). Plutonijev oksidacija stvara rizik za zdravlje ljudi, budući da plutonij dioksid, biti stalni spoj, lako ulazi u pluća pri disanju. Njegova specifična aktivnost je 200 tisuća puta veća od onog urana, osim toga, oslobođenje tijela iz plutonija koji se praktički ne pojavljuje u cijelom ljudskom životu.

Razdoblje biološke polu-godišnjice plutonija je stara 80-100 godina kada je u koštanom tkivu, njegova koncentracija je gotovo konstantna tamo. Poluživot jetre je star 40 godina. Krelirani aditivi mogu ubrzati uklanjanje plutonija.

Tablica 22. \\ t
Mijenjanje svojstava plutonija u zraku

Obrazac i uvjeti okoline	Plutonijalna reakcija
Metalne šipke na sobnoj temperaturi	Relativno inertni sporo oksidira
Metalni prah na sobnoj temperaturi	Brzo reagira s obrazovanjem plutonij dioksid (PUO 2)
Mali prah za brušenje: s D. čestice<1 мм и d>1 mm sS čestice d\u003e 1 mm	Proizvoljno fokusiran: na temperaturi od 150 ° C i 500 ° C, respektivno
Na povišenoj temperaturi i vlazi	Reagira s obrazovanjem plutonij dioksid (PUO 2)

Plutonium se zove "nuklearni otrov", njegov dopušteni sadržaj u ljudskom tijelu procjenjuje se nanogramima. Međunarodna komisija za radiološku zaštitu (MCRZ) uspostavila je godišnju apsorpcijsku stopu na 280 nanograma. To znači da za profesionalno zračenje, koncentracija plutonija u zraku ne smije prelaziti 7 pikokurija / m3. Maksimalna dopuštena koncentracija PU-239 (za profesionalno osoblje) 40 nanokurija (0,56 mikrograma) i 16 nanokurija (0.23 mikrograma) za lagano tkivo.

Apsorpcija 500 mg plutonija kao malog ili otopljenog materijala može dovesti do smrti od akutnog ozračivanja probavnog sustava za nekoliko dana ili tjedana. Udisanje od 100 mg plutonija u obliku čestica optimalnog za držanje u veličini svjetlosti od 1-3 mikrona dovodi do smrti od Emight Osmo u 1-10 dana. Udisanje doze od 20 mg dovodi do smrti od fibroze oko mjesec dana. Za doze, kronični karcinogeni učinak se manifestira mnoge manje vrijednosti.
Tijekom života, rizik od razvoja raka pluća za odraslu osobu ovisi o broju plutonija u tijelu. Recepcija u 1 mikrogramu plutonija predstavlja rizik od 1% razvoja raka (normalna vjerojatnost raka od 20%). Prema tome, 10 mikrograma povećavaju rizik od raka od 20% do 30%. Ulazak 100 mikrograma ili više jamči razvoj raka pluća (obično nakon nekoliko desetljeća), iako se mogu pojaviti dokazi o oštećenju pluća u roku od nekoliko mjeseci. Ako prodire u cirkulacijskog sustava, vjerojatno će se koncentrirati u tkivima koja sadrži željezo: koštana srž, jetra, slezena. Ako će 1,4 mikrograma dogovoriti u kostima odrasle osobe, kao rezultat toga, imunitet će se pogoršati i nekoliko godina može razviti rak.

Činjenica je da je PU-239 je α-emiter, a svaka od α-čestica u biološkom tkivu formira 150 tisuća parova iona uz kratke vožnje, oštećujući stanice, stvarajući različite kemijske transformacije. 239 PU pripada tvari s smiješnom vrstom distribucije, jer se akumulira ne samo u koštanom kosturu, već iu jetri. Vrlo dobro čuva se u kostima i praktički se ne uklanja iz tijela zbog usporenih procesa razmjene u koštanom tkivu. Iz tog razloga, ovaj nuklid pripada kategoriji najtoksičnijih.

Biti u tijelu, plutonij postaje stalni izvor α-zračenja za osobu, uzrokujući koštane tumore, rak jetre i leukemije, poremećaji krvarenja, osteosarkoma, rak pluća, tako jedan od najopasnijih karcinogenih (Tablica 23).

Bibliografija

1. Tikhonov M.N., Muratov o.e., Petrov e.l. Izotopi i tehnologije zračenja: shvaćaju stvarnost i pogledajte u budućnost // stručnost u okolišu. Obz.inf., 2006, №6, str. 38--99. - M., Viniti rane.
Tikhonov M.N., Muratov o.e., Petrov e.l. Izotopi i tehnologije zračenja: shvaćaju stvarnost i pogledajte u budućnost // stručnost u okolišu. Obz.inf., 2006, №6, str. 38--99. - M., Viniti Ras.2. Bazhenov V.a., Buldakov L.A., Vasilenko i.ya. i drugi. Štetne kemikalije. Radioaktivne tvari: Referentno izdanje // Ed. Vlan Filova i drugo: Kemija, 1990. - 464 str.
3. Kemijska enciklopedija: na 5 tona // ch. ed. Zephyrov n.s. - m.: Velika ruska enciklopedija, 1995. - T. 4, str. 153-154 (radij), str. 282 (rubidium), str. 283 (rutenija), str. 300 (olovo), str. 560 (Tehnium), str. 613 (torij); 1999. - T. 5, str. 41 (Uranium), str. 384 (cirkonij).
4. Kemijska enciklopedija: na 5 tona. // ch. ed. Knunyantz i.l. - m.: Sovjetska enciklopedija, 1990.- T.1, str. 78 (Actinis), str. 125 (emerizacije), str. 241 (barij); T. 2, str. 284 (kalij), str. 286 (California), str. 414 (kobalt), str. 577 (lantant); 1992. T. 3, str. 580 (plutonij).
5. NESMEYANOV A.N. radiohemije. - m.: Chemistry, 1978. - 560 str.
6. Shirokov yu.m., Yudin n.p. Nuklearna fizika. - M., Znanost, 1980.
7. Kozlov V.F. Sigurnost radijacije. - 5. ed., Pererab. i dodajte. - M: Energoatomizdat, 1999. - 520 str.
8. Moiseev a.a., Ivanov V.i. Referenca za dozimetriju i higijenu zračenja. - m.: Energoatomizdat, 1992. - 252 str.
9. Kirillov V.F., Knitnikov V.a., Korenkov i.p. Higijena zračenja // ed. LA. Ilina. - m.: Medicina 1988. - 336 str.
10. Ryzhanov L.P. Opći i regionalni problemi radioekologije. - Tomsk: TPU, 1997. - 384 str.
11. Bannal K. Kemija rijetkih radioaktivnih elemenata. Poloniy - Actinia: po. s engleskog // ed. Yu.v. Gagarinsky. - m.: Izdavačka kuća vlakana. Lit-Ry. - 256 str.
12. Gusev n.g., Rubtov P.M., Kolelenko V.V., Kolobashkin V.V. Karakteristike zračenja FISSA proizvoda: direktorij. - m.: Atomizdat, 1974. - 224 str.
13. Elementi transaura u okolišu // Ed. NAS. Hanson: po. s engleskog - m.: Mir, 1985. - 344 str.
14. znači a.a. Uranij i torij u Zemljinoj kori. - l.: Nedra, 1974. - 232 str.
15. Ionizirajuće zračenje: izvori i biološki učinci. Odbor za znanost UN-a o djelovanju atomskog zračenja (NCDAR). Izvješće za 1982. u Glavnoj skupštini. T1. - New York, UN, 1982. - 882 str.
16. Izvori, učinci i opasnost od ionizirajućeg zračenja // Izvješće Znanstvenog odbora UN-a o djelovanju atomskog zračenja od strane Glavne skupštine za 1988. godine. - m.: Mir, 1992. - 1232 str.
17. Vasilenko I.Y. Toksikologija proizvoda nuklearnih fisija. - m.: Medicina, 1999. - 200 str.
18. Izrael Yu.a., Stukin E.D. Gama - zračenje radioaktivnih naslaga. - m.: Atomizdat, 1967. - 224 str.
19. Alesakhin R.M., Arkhiphin N.P., Vasilenko i.ya. Teški prirodni radionuklidi u biosferi. - m.: Znanost, 1990. - 368 str.
20. Kimilutsky d.a. i drugi. Učinak ionizirajućeg zračenja na biogeokenozu. - m.: Hydrometeoisdat, 1977. - 320 str.
21. Buldakov L.A. Radioaktivne tvari i čovjek. - M: Energoatomizdat, 1990 - 160 s.
22. Rasener L.S. Radioaktivni aerosoli // ed. A.N. Martynyuk. - m.: Energoatomizdat, 2001. - 230 str.
23. Zhuravlev V.F. Toksikologija radioaktivnih tvari. - m.: Energoatomizdat, 1990. - 336 str.
24. Moiseev a.a. Cesium-137. Okruženje - čovjek. - m.: Energoatomizdat, 1985. - 121 str.
25. Tikhonov M.N., Muratov O.e. Alternativni ciklus nuklearnog goriva: Potreba i relevantnost // Ekologija industrijske proizvodnje, 2009, Vol. 4, str. 40-48.
26. Alesakhin R.M., Vasilyev A.V., DiCarev V.G. i drugi. poljoprivredna radioekologija. - M., Ekologija, 1991.
27. Chalov p.i. Izotopne frakcioniranje prirodnog urana. - Frunze: Ilim, 1975.
28. Pilipenko a.t. Natrij i kalij // Priručnik osnovne kemije. - 2. ed. - Kijev: Naukova Dumka, 1978, str. 316-319.
29. Tikhonov M.N. Radon opasnost: Izvori, doze i neriješena pitanja // Eksplozija okoliša. Obz.inf., 2009, ne 5, str. 2-108. - M., Viniti rane.
30. Gudseenko V.V., Dubinchuk v.t. Radij i radonski izotopi u prirodnim vodama. - m.: Znanost, 1987. - 157 str.
31. Martynyuk Yu.n. Na kvaliteti pitke vode na znak zračenja // Henri, 1996, №1, str. 64-66.
32. Borisov N.B., Ilyin L.A., Margulis U.Y. i druga sigurnost zračenja pri radu s polonij-210 // ed. I.v. Petryanova i L.A. Ilina. - m.: Atomizdat, 1980. - 264 str.
33. Metode za obavljanje mjerenja volumetrijske aktivnosti polionij-210 i olovo-210 u prirodnim vodama alfa-beta radiometrijskog postupka s radiokemijskom pripravkom. - M., 2001.
34. Gusev n.g., Belyaev V.A. Radioaktivne emisije u biosferi: Priručnik. - m.: Energoatomizdat, 1991. - 255 str.
35. Bolsunovsky a.ya. Proizvodnja nuklearnih materijala u Rusiji i onečišćenju okoliša. - U knjizi: atom bez grind "tajna": gledišta. - Moskva-Berlin, 1992, str. 9-29.
36. Fedorova e.a., Ponomareva R.P., Milakina L.A. Uzorci ponašanja 14 ° C u atmosferi sustava pod uvjetima ne-postotka CO 2 u zraku // ekologiju, 1985, br. 5, str. 24-29.
37. PoonomAreva R.P. Milakina L.A., Savina V.i. Uzorci ponašanja ugljika-14 u prehrambenim lancima osobe u uvjetima lokalnog izvora emisije // nuklearne industrije: okoliš i javno zdravstvo / ed. LA. Buldakova, S.N. Demin. - M., 1988, str. 240-249.
38. Rubllevsky v.p., Goleztsky s.p., Kildin G.S. Radioaktivni ugljik u biosferi. - m.: Atomizdat, 1979. - 150 s.
39. Artemova N.E., Bondarev a.a., Karpov V.i., Kurdyumov B.S. i sur. dopuštene emisije radioaktivnih i štetnih kemikalija u površinskom sloju atmosfere. - m.: Atomizdat, 1980. - 235 str.
40. Demin S.N. Problem ugljika-14 u području "Mayak" / / pitanja zračenja, 2000, №1, str. 61-66.
41. Sahars a.d. Nuklearne eksplozije radioaktivnih ugljika i ne-pregovarački biološki učinci // atomska energija, 1958, T. 4, №6, str. 576-580.
42. Sakharov. Nuklearne eksplozije radioaktivnih ugljika i ne-grubi biološki učinci // Znanost i opća sigurnost, 1991, T. 1, №4, str. 3-8.
43. Hermansky. Atmosferski radiokarbon i smrtnost u Danskoj. Internet Magazine "Komercijalna biotehnologija", 2005.
44. Evans E. tritij i njegovi spojevi. - M., Atomizdat, 1970.
45. LENSKY L.A. Fizika i kemija tricija. - M., Atomizdat, 1981.
46. \u200b\u200bBelonedsky L.F., Gaeva V.K., Grishmanasky V.i. Trotij. - M., Atomizdat, 1985.
47. Andreev B.M., Zelvensky Y.D., Katalnikov s.g. Teški vodikov izotopi u nuklearnoj tehnologiji. - M., Atomizdat, 1987.
48. Leensonov i.a. 100 pitanja i odgovori u kemiji. - M., AST-Astril, 2002.
49. Dubasov Yu.v., Okunev N.S., Pakhomov s.a. Praćenje radionuklida Xenon i Krypton-85 u sjeverozapadnoj regiji Rusije u razdoblju od 2007. do 2008. godine. // sb. Iii interddes Nuklearni forum 22-26 sveca. 2008 - Spb: Nou DPO "AtomProf", 2008, str. 57-62.
50. Ksenzenko V.i., Stasinovich D.S. Kemija i tehnologija broma, joda i njihovih spojeva. 2. ed. - m.: In.lit., 1995. - 562 str.
51. Reznal K. Kemija Selena, Telllur i Polonija. - M., 1971.
52. Metodičke upute Mu 2.6.1.082-96. Evaluacija doze unutarnje izloženosti štitne žlijezde jod-131 prema rezultatima definicije sadržaja joda-129 u objektima okoliša (odobreni. Zamjenik. Glavni državni sanitarni liječnik Ruske Federacije na svibnju 24, 1996).
53. Gavrilin Yu.i., Volkov V.Ya., Makarenkova i.i. Retrospektivna obnova joda-131 integralne posljedice na naseljima Bryansk regije Rusije na temelju rezultata definicije u 2008. godini, sadržaj joda-129 u tlu // zračenjem higijeni, 2009, Vol. 2, br. 3 , str. 38-44.
54. Vasilenko I.Y., Vasilenko Oi. Stroncij radioaktivni // energija: ekonomija, tehnika, ekologija, 2002, №4, str. 26-32.
55. Vasilenko i.ya. Radioaktivni Cesium-137 // Priroda, 1999, №3, str. 70-76.
56. Plutonium ekonomija: izlaz ili zastoj. Plutonij u okruženju // sost. Mironova n.i. - Chelyabinsk, 1998. - 74 str.
57. Blumetal U.B. Kemija cirkonij. - M., 1963.
58. Pertsov L.A. Ionizirajuće zračenje biosfere. - m.: Atomizdat, 1973. - 288 str.
59. Popularna biblioteka kemijskih elemenata. Kn.2. Silver-Nielsborii i dalje. - 3. ed. - m.: Znanost, 1983. - 573 str.
60. Odorodnikov B.I. Toron i njezine podružnice u problemu inhalacije ozračivanje // atomske tehnike u inozemstvu, 2006, №6, str. 10-15.
61. Yarmonenko s.p. Radiobiologija čovjeka i životinje. - M.: Viša škola, 1988.-424 str.
62. Babaev N.S., Demin V.F., Ilyin L.A. i sur. Nuklearna energija, čovjek i okoliš / ed. Acad. A.P. Alexandrova. - m.: Energoatomizdat, 1984. - 312 str.
63. Abramov yu.v. i sur. Određivanje doza vanjskog zračenja organa i tkiva u skladu sa zahtjevima NRB-99 u uvjetima proizvodnje // Medicinu ekstremnih situacija, 2000, br. 3 (6), S.55-60.
64. ALEKSAKHIN R.M., Buldakov L.A., Gubanov V.A. i druge. Velike nesreće zračenja: posljedice i zaštitne mjere / u skladu. ed. L.a.ilina i v.a. Gubanova. - m.: Publis, 2001. -752 str.
65. Mashkovich V.P. KudryAvtseva A.V. Zaštita od ionizirajućeg zračenja: direktorij, 4. ed. - M: Energoatomizdat, 1995.
66. Zračka medicina. T.2. Zračenje lezija čovjeka / u izradi. ed. Acad. Ramne l.a.ilina. -M.: Dodaci, 2001. -432 str.

Plutonski opis

Plutonijum (Plutonium) je teški kemijski element srebrne boje, radioaktivni metal s atomskim brojem 94, koji je u periodiku označen pomoću PU simbol.

Ovaj elektronegativni aktivni kemijski element odnosi se na skupinu aktinoida s atomskom masom 244.0642, i, poput Neptuna, koji je primio ime u čast istog imena planeta, ova kemikalija je u vlasništvu planeta Plutona, od prethodnika radioaktivnog elementa u periodnom sustavu kemijskih elemenata mendeleev je i neptun, koji su također nazvani po udaljenim svemirskim planetima naše galaksije.

Podrijetlo plutonija

Element plutonija Po prvi put, bio je otvoren 1940. godine na Sveučilištu u Kaliforniji od strane grupe znanstvenih radiologa i znanstvenih istraživača u Siboru, E. Macmillan, Kennedy, A. Walkh, s bombardiranjem mete urana od ciklotronskih deuterona - teških vodikov jezgre.

U prosincu iste godine otvoreni su znanstvenici plutonski izotop - PU-238, čiji je poluživot od 90 godina, utvrđeno je da je pod utjecajem najsloženijih nuklearnih kemijskih reakcija u početku dobiva izotop neptuna-238, nakon čega je formiranje izotopa već plutonium-238..

Početkom 1941. godine, znanstvenici su se otvorili plutonij 239. S razdobljem propadanja od 25.000 godina. Plutonium izotopi mogu imati različite neutronske sadržaje u kernelu.

Čista povezanost elementa uspjela je primiti tek na kraju 1942. Svaki put, radiolozi su otkrili novi izotop, uvijek su mjerili razdoblja poluživota izotopa.

Trenutno, plutonij izotopi, koji se ukupno 15, razlikuju u vremenu peniografirano razdoblje, S tim je elementom povezan s visokim nadama, izgledima, ali u istom trenutku, ozbiljne zabrinutosti čovječanstva.

Plutonij ima značajno veću aktivnost nego, na primjer, uran i pripada najskupljim tehnički važnim i značajnim tvarima kemijske prirode.

Na primjer, cijena plutonijevog grama je nekoliko puta više od jednog grama, ili druge ne manje vrijedne metale.

Proizvodnja, proizvodnja plutonija se smatra troškovima, a trošak jednog grama metala u naše vrijeme pouzdano drži na 4.000 američkih dolara.

Kako plutonium dobiti? Proizvodnja plutonija

Proizvodnja kemijskog elementa javlja se u atomskim reaktorima, unutar kojih je uran podijeljen pod utjecajem složenih kemijskih tehnoloških međusobno povezanih procesa.

Uranij i plutonij glavni su, glavne komponente u proizvodnji atomskog (nuklearnog) goriva.

Ako trebate dobiti veliki broj radioaktivnog elementa, koristi se metoda zračenja za tranzicijskim elementom, koja se može dobiti od provedenog atomskog goriva i zračenja urana. Protok složenih kemijskih reakcija omogućuje odvajanje metala od urana.

Kako bi se dobile izotope, naime plutonium-238 i oružarnicu plutonij-239, koji su srednji proizvodi raspadanja, koristite netuliranje-237 neutrona.

Beznačajno mali dio plutonij-244, koji je najmodernija "dugotrajna" verzija izotopa, zbog dugog razdoblja polu-života, otkrivenog tijekom studija u ceriumskoj rudi, koja se najvjerojatnije sačuva od trenutka formiranja našeg planeta Zemlje. U prirodnom obliku u prirodi, ovaj radioaktivni element se ne događa.

Glavna fizikalna svojstva i karakteristike plutonija

Plutonij je prilično teški radioaktivni kemijski element srebrne boje, koji svjetluca samo u pročišćenom obliku. Atomski metalni plutonij jednak 244 a. jesti.

Zbog svoje visoke radioaktivnosti, ovaj je element toplo na dodir, može se zagrijati na temperaturu koja premašuje indikator temperature kada voda kuha.

Plutonij, pod utjecajem atoma kisika, brzo se zatamnjuje i prekriven je tankim filmom dugine u početku svijetlo žuto, a zatim zasićen - ili smeđe nijansu.

S jakom oksidacijom temelji se na površini elementa - PUO2 praha. Ova vrsta kemijskog metala podliježe jakim oksidacijskim i korozijskim procesima čak i uz malu razinu vlage.

Da bi se spriječila korozija i oksidirajući metalnu površinu, potrebno je sušenje. Plutonia fotografija U nastavku možete vidjeti.

Plutonij se odnosi na tetravalentne kemijske metale, dobro i brzo se otapa u jodiyol-hidrauličnim tvarima, kiselinskim medijima, na primjer, u klorinu,.

Metalne soli se brzo neutraliziraju u mediju s neutralnom reakcijom, alkalnim otopinama, s formiranjem netopljivog plutonij hidroksida.

Temperatura na kojoj plutonij tališta je 641 stupnjeva Celzija, točka vrenja je 3230 stupnjeva.

Pod utjecajem visokih načina temperature, događaju se neprirodne promjene u gustoći metala. Plutonij ima različite faze, ima šest kristalnih struktura.

Kada se krećete između faza pojavljuju se značajne promjene u volumenu elementa. Najgušći oblik element dobiva u šestoj alfa fazi (posljednja faza tranzicije), dok je teži metal u ovom stanju, neptun, radij.

Kada se topi, jače se snažna kompresija elementa, tako da se metal može držati na površini vode i drugim neagresivnim tekućim medijima.

Unatoč činjenici da ovaj radioaktivni element pripada skupini kemijskih metala, element je prilično leti, a kada se u zatvorenom prostoru povećava u kratkom vremenskom razdoblju i povećava se nekoliko puta njegova koncentracija u zraku.

Glavna fizikalna svojstva metala uključuju: nizak stupanj, razina toplinske vodljivosti svih postojećih i poznatih kemijskih elemenata, niska razina električne vodljivosti, u tekućem stanju plutonija odnosi se na jedan od najvizoznih metala.

Važno je napomenuti da se svi spojevi plutonij odnose na toksične, otrovne i predstavljaju ozbiljnu opasnost za ozračivanje za ljudsko tijelo, što se događa zbog aktivnog alfa zračenja, tako da se svi radovi moraju provesti izuzetno pažljivo i samo u posebnim kostimima s kemijskom zaštitom ,

Više o svojstvima, teorije porijekla jedinstvenog metala može se naći u knjizi Obrucheva "plutonija"" Autor V.A. Obrachev poziva čitatelje da uronite u nevjerojatan i jedinstveni svijet fantastične zemlje plutonij, koji se nalazi u dubinama zemlje.

Plutonium aplikacija

Industrijski kemijski element je uobičajen klasificirati se na oružju i reaktoru ("energija") plutonij.

Dakle, za proizvodnju nuklearnog oružja iz svih postojećih izotopa, samo plutonium 239 je dopušteno, u kojem ne bi trebalo biti više od 4,5% plutonija 240, budući da je osjetljivo na spontanu podjelu, što je uvelike otežava proizvodnju borbenih školjki.

Plutonium-238. Odgovara uporabu za funkcioniranje malih radioizotopskih izvora električne energije, na primjer, kao izvor energije za svemirsku tehnologiju.

Prije nekoliko desetljeća, plutoniumi su korišteni u medicini u peteljcima (uređaji za održavanje srčanog ritma).

Prva atomska bomba stvorena u svijetu imala je punjenje plutonija. Nuklearni plutonijum (PU 239) je u potražnji kao nuklearno gorivo kako bi se osiguralo funkcioniranje energetskih reaktora. Ovaj izotop također služi kao izvor za dobivanje transkonijskih elemenata u reaktorima.

Ako imate usporedbu s nuklearni plutonij s čistim metalom, izotop ima više metalne parametre, nema prijelazne faze, tako da se široko koristi u procesu dobivanja gorivih elemenata.

Plutonium izotop oksidi 242 su također traženi kao izvor energije za kozmičke smrtonosne jedinice, tehničare, u Twuelhu.

Oružarni plutonijum - Ovo je element koji je predstavljen u obliku kompaktnog metala, koji sadrži najmanje 93% izotopa PU239.

Ova vrsta radioaktivnog metala koristi se o proizvodnji različitih vrsta nuklearnog oružja.

Oružje plutonij u specijaliziranim industrijskim atomskim reaktorima, koji funkcioniraju na prirodnom ili nisko obogaćenom uraniju, kao rezultat hvatanja neutrona.

Ovaj metal se naziva dragocjeno, ali ne i za ljepotu, ali za neophodnost. U periodičkom mendeleev sustavu, ovaj element uzima stanicu na broju 94. To je s njim koji znanstvenici povezuju svoje najveće nade, a plutonije su najopasnijeg metala za čovječanstvo.

Plutonius: opis

Izgled, ovo je srebro-bijeli metal. Radioaktivno je i može biti predstavljen u obliku 15 izotopa koji imaju različita razdoblja poluživota, na primjer:

PU-238 - oko 90 godina
PU-239 - oko 24 tisuće godina
PU-240 - 6580 godina
PU-241 - 14 godina
PU-242 - 370 tisuća godina
PU-244 - oko 80 milijuna godina

Ovaj metal ne može biti ekstrahiran iz rude, jer je proizvod radioaktivne transformacije urana.

Kako plutonium dobiti?

Proizvodnja plutonija zahtijeva cijepanje urana, koja se može provesti samo u atomskim reaktorima. Ako govorimo o prisutnosti PU elementa u Zemljinoj kori, onda samo 1 gram čistog plutonija mora biti 4 milijuna tona urana rude. I ovaj gram se formira prirodnim neutronom urana jezgra. Dakle, da se dobije ovo nuklearno gorivo (obično - izotop 239-PU) u količini od nekoliko kilograma potrebno je provesti složeni tehnološki proces u atomskom reaktoru.

Svojstva plutonija

Radioaktivni metalni plutonij ima sljedeća fizikalna svojstva:

gustoća od 19,8 g / cm 3
talište - 641 ° C
točka vrenja - 3232 ° C
toplinska vodljivost (na 300 K) - 6,74 W / (m · K)

Plutonij radioaktivan, tako toplo na dodir. U isto vrijeme, za ovaj metal, najniža toplinska vodljivost i električna vodljivost je karakteristična. Tekući plutonij je najplodniji od svih postojećih metala.

Najmanja promjena u plutonijevoj temperaturi dovodi do trenutne promjene u gustoći tvari. Općenito, masa plutonija se stalno mijenja, jer jezgre ovog metala su u stanju stalne podjele na manje zrna i neutrone. Kritična masa plutonija je tzv. Minimalna masa razmatrajuće tvari, u kojoj je i dalje moguće protok podjela (lančana nuklearna reakcija). Na primjer, kritična masa oružarnice plutonija je 11 kg (za usporedbu, kritična masa visoko obogaćenog urana je 52 kg).

Uranij i plutonij - glavno nuklearno gorivo. Da biste dobili plutonij u velikim količinama, koriste se dvije tehnologije:

zračenje urana
izloženost transuranskih elemenata izvedenih iz istrošenog goriva

Obje postupke su odvajanje plutonija i urana kao rezultat kemijske reakcije.

Da bi se dobio čisti plutonij-238, koristi se neutronsko ozračivanje uredno-237. Isti izotop je uključen u stvaranje oružja plutonium-239, posebno, to je srednji proizvod propadanja. $ 1 milijun - upravo toliko je cijena za 1 kg plutonija-238.