原子プルトニウム数武器プルトニウム：アプリケーション、生産、廃棄。生産原子炉の建設的特徴

プルトニウムはカリフォルニア大学で1940年末にオープンしました。それはMac - Mill、KennedyおよびValによって合成され、重水素核のサイクロトロン（重水素）において衝撃を強く促進させる（U 3 O 8）。この核反応により、非供給238の短寿命の同位体が最初に得られ、それはすでに約50年の半減期と共にプルトニウム-238であることが確立された。 1年後、ケネディ、SIFORG、SEGRE、およびVALは、サイクロトロン中性子中で大量に促進されたウランの照射によって、より重要な同位体239を合成した。プルトニウム-239は、ネプチューン-239の崩壊中に形成される。彼はアルファ光線を排出し、24,000年の半減期を持っています。プルトニウムは最初に1942年のRで得られた。それからウラン鉱石、特に鉱石、コンゴのラウンジで発見された天然プルトニウムがあることが知られました。

1948年には元素の名前が提案されています.Mac-Milllanは、Planet Neptuneがウランの最初のものです。類似性により、惑星冥王星はウランの第二になるので、要素94はプルトニウムを呼ぶことを決定した。 1930年にオープンしたPlutoは、ギリシャ神話の中で地下王国の統治を主にして彼の名前を受け取りました。 XIX世紀の初めに。 Clarkは忠房の神に代わって直接この名前を生産し、彼の提案は受け入れられなかった。

プルトニウム（ラテンプルトニウムはPUシンボルで表される） - 原子番号94と原子量244.064を有する放射性化学元素。プルトニウムはDmitry Ivanovich Mendeleevの周期系のIII群の元素であり、アクチニドファミリーを指す。プルトニウム - 重い（通常条件下での密度19.84g / cm）脆弱な放射性金属銀 - 白色。

プルトニウムは安定な同位体を持たない。 25はプルトニウムの百の可能性同位体から合成されます。それらのうちの15倍は核特性を研究した（質量番号232-246）。 4つの実用的なアプリケーションが見つかりました。最も長い住まいの同位体は244pu（半減期8.26.107歳）、242pu（半減期3.76 105歳）、239pu（半減期2.41 104歳）、238pu（半減期87.74歳） - αエミッタおよび241pU（半減期14年） - βエミッタ。自然の中で、プルトニウムはウラン鉱石（239pu）のわずかな量で起こる。それは中性子の作用の下でウランから形成され、その源はα粒子と光要素（OREの一部）との相互作用、ウラン核および宇宙線の自発的分裂において反応である。

1940年のアメリカの科学者たちのグループによって、1940年のアメリカの科学者（ケネディ）、エドウィン・マカリン（エドウィン・マクミラン）、アーサー・ワウル（カリフォルニア大学）がオキシスのターゲットの衝撃（U3O8） 6チチエハインシクロトロンからの高迅速重水素（重水素）核（重陽子）。 1940年5月、プルトニウム特性はLouis Turnerによって予測されました。

1940年12月、PU-238プリトニウム同位体が開かれ、1年には約90年の半減期が~24000年の半減期のより重要なPU-239。

1948年のEdwin MacMillalanは、新惑星冥王星のオープニングで、そして海王星の開幕後に命名されたネプチューンとの類推によって、プルトニウムの化学的要素を呼びかけています。

金属プルトニウム（同位体239PU）は核兵器に使用されており、熱的に、特に高速の中性子上で動作するエネルギー原子炉の核燃料として機能します。金属の形態の239puの臨界質量は5.6kgです。とりわけ、ヒホープ239puは原子炉内のトランスプロット素子を得るための出発物質である。 238PU同位体は、人間の心臓活動刺激灯と同様に、宇宙研究に使用される小型原子力源で使用されています。

プルトニウム-242は、原子炉内のより高いトランスラン元素の比較的急速な蓄積のための「原料」として重要である。 Δ安定化プルトニウム合金は、燃料電池の製造に使用され、それらは純粋なプルトニウムと比較して最良の冶金特性を有し、それが加熱下で相間転移を受ける。酸化プルトニウムは宇宙技術のためのエネルギー源として使用され、そして燃料群で使用されている。

全てのプルトニウム化合物は有毒であり、これはα線の結果である。アルファ粒子は、それらの源が感染した体にある場合、それらは体の周囲の要素を損傷すると深刻な危険を表します。ガンマ線プルトニウムは体にとって危険ではありません。プルトニウムの異なる同位体が異なる毒性、例えば純粋な239puよりも毒性のある反応器プルトニウムが異なることを考えると、それは240puの核種によって支配されています。これは、アルファ放射の強力な源です。 Plutoniusすべてのアクチノイドからの最も無線毒性の要素は、最も危険な要素から遠く離れているので、有毒プルトニウム同位体 - 239PUよりもほぼ千倍危険です。

生物特性

プルトニウムは海洋生物によって濃縮されています。筋肉、骨、肝臓および胃の魚のための最大380、それぞれ5,570,200および1060。陸上植物は主に根系を通してプルトニウムを吸収し、その質量の0.01％まで蓄積します。人体には、90番目の要素は、主にスケルトンと肝臓に遅れており、そこから排泄されない場所から（特に骨から）。

プルトニウムは非常に有毒であり、そしてその化学的危険性（他の重金属として）は（化学的観点から）表現されています（化学的な観点からも鉛としても毒が毒されています。）アルファ放射の結果であるその放射性毒性と比較してさらに、α粒子は比較的小さい透過性能を有する：239pUの場合、空気中のα粒子の走電磁気は3.7cm、そして軟生物学的組織において43mKである。したがって、それらの源が感染体にある場合、α粒子は重大な危険性がある。同時に、それらは生物を囲む要素を傷つけます。

同時に、プルトニウムも発するγ線および中性子はまた、体を外部に浸透することができ、それはあまり危険ではないので、健康に害を与えるためにそれらのレベルが小さすぎるからです。プルトニウムは、特に高い無線毒性を有する元素の群を指す。同時に、プルトニウムの異なる同位体は異なる毒性を有し、例えば、典型的な原子炉プルトニウムは純粋な239PUよりも8~10倍で、これは強力なアルファ放射線源である240pu核種によって支配される。

エレメントを水と食品プルトニウムと一緒に受け取ったとき、カフェイン、いくつかのビタミン、プソイドエフェドリン、多くの植物やきのこなどの物質よりも有毒性が低い。これは、この元素が胃腸管によって吸収されていないという事実によって説明されています。これは、可溶性塩が入院されていても、この塩が胃や腸の内容物と関連しています。しかしながら、少量または溶解状態の0.5グラムのプルトニウムの吸収は、数日または数週間で消化器系の急性照射から死亡する可能性がある（シアン化物の場合、この値は0.1グラム）。

吸入の観点から、プルトニウムは普通の毒素である（ほぼ水銀の対に対応する）。吸入時に、プルトニウムは発がん性を有し、肺がんを引き起こすことができます。したがって、軽量の保持のために最適な粒子の形で100ミリグラムのプルトニウムを吸入すると（1~3ミクロン）肺の浮腫から1~10日間死亡する。 20ミリグラムの線量は、線維症から約1ヶ月間死亡する。より小さい線量は慢性発がん性中毒につながる。プルトニウムの体への吸入浸透の危険性は、プルトニウムがエアロゾルの形成に傾いているという事実のために増加します。

それが金属であるという事実にもかかわらず、それは非常に飛んでいます。金属室内の長期発見は、空気中のその濃度を大幅に増加させる。部分的に肺プルトニウムの肺の表面に部分的に沈降し、部分的に血液に入れ、次いでリンパ中でそして骨髄物質中に変わります。ほとんど（約60％）は骨組織、肝臓中で30％、わずか10％が自然に由来する。体内に倒れたプルトニウムの量は、エアロゾル粒子の価値と血中の溶解度によって異なります。

プロトニーの人体の体液中のそれらまたはそうでなければ下落することは、三価鉄との特性と似ています。したがって、循環系に浸透し、プルトニウムは鉄を含む組織中に濃縮し始めます：骨髄、肝臓、脾臓。体は鉄としてプルトニウムを知覚するので、トランスフェリンタンパク質は鉄の代わりにプルトニウムを取り、体内の酸素の移動が停止される。顕微鏡はリンパ節にプルトニウムを取ります。プルトニウムは体内に落ちたことは非常に長い間由来します - 体から50年間、80％のみが表示されます。肝臓の半減期は40歳です。骨組織の場合、プルトニウムの半減期は80~100歳で、実際には、骨中の9番目の元素の濃度は一定である。

第二次世界大戦中、最後の後、マンハッタンプロジェクトで働いていた科学者たちは、3番目のリニックやその他の研究機関の科学者たちと同様に動物や人々のプルトニウムを使って実験を行った。動物研究の結果は、組織の数キログラム当たり数ミリグラムのプルトニウムが致命的な用量であることを示した。ヒトにおけるプルトニウムの使用は、慢性患者が5μgのプルトニウムを筋肉内投与したことであった。その結果、患者の致命的な用量はプルトニウムマイクログラムに等しく、プルトニウムがラジウムよりも危険であり、骨に蓄積する傾向があることがわかった。

あなたが知っているように、プルトニウム - 要素は実質的に本質的に欠けています。しかしながら、1945-1963年の核検査の結果として、約5トンのそれを大気中に分離した。 1980年代が10トンで推定されるまで核検査のために大気中に投入されたプルトニウムの総量。ある程度の推定によると、アメリカ合衆国の土壌は放射性沈殿の脱水降下から1km 2当たり平均2百万円（28 mg）のプルトニウムを含み、太平洋中のプルトニウムの発見は全体分布と比較して増加した。地球上の核材料。

最後の現象は、1950年代半ばの太平洋ポリゴンのマーシャル諸島の領土に関する米国の核テストと関連しています。海の表面水中のプルトニウムを発見する時間は6~21歳であり、この期間の後でさえ、プルトニウムは生体分解の結果として可溶性の形に戻される生体粒子と一緒に底に落ちる。。

9番目の要素の世界汚染は、核検査だけでなく、この要素と相互作用する製造および技術における事故でも関連付けられています。そのため、1968年1月、米国の空軍B-52空軍がボード上で4つの原子力費用を運んでいた空軍は、グリーンランドの領土に墜落しました。爆発の結果、充電の破壊および海洋へのプルトニウムの漏出が発生した。

事故の結果としての放射性環境汚染のもう1例1978年1月24日のソビエト宇宙船「Cosmos-954」。軌道からの制御されていない集まりの結果として、核の核の原子力源を持つ衛星はカナダの領土に基づいていました。環境における事故の結果、より多くのプルトニウム-238が約124,000m²の地域で約124,000m²に広がる。

環境への放射性物質の緊急漏洩の最もひどい例 - 1986年4月26日に発生したチェルノブイリNPPでの事故。第4の電力ユニットの環境への破壊の結果として、約2,200 km 2の面積に190トンの放射性物質（プルトニウム同位体を含む）が投げ出された。

環境に入るプルトニウムは、人工の事故だけではない。実験室や工場の両方からのプルトニウム漏れの症例があります。 235Uおよび239PUの研究室からの漏出の緊急事態が知られている。 1953年から1978年を通して。緊急事態は0.81（Mayak、1953年3月15日）から10.1 kg（1978年12月13日）239puの損失をもたらしました。産業企業の事件は、6.2 kgのプルトニウムの2例の損失と損失の2例の2例の都市で2人の人々の死を要約した。 1953年と1963年のサロフ市で。約8倍から17.35 kgは原子炉の外側に落ちました。そのうちの1つは1953年に原子炉の破壊をもたらしました。

核238PU中性子の分割中に、エネルギーは200MeVの量で放出され、これは最も知られている発熱反応が流れているときよりも5000万倍大きい：C + O 2→CO 2。プルトニウムの1グラムの原子炉の「視力」は2 107 kcalを与える - これは4トンの石炭で結論されたエネルギーです。エネルギー同等のエネルギーの同じプルトニウム燃料の推力は、良い薪の40の貨車に等しいことがあります！

「天然同位体」プルトニウム（244pu）は、すべてのトランスラン元素からの最長の同位体です。彼の半減期は8.26¢107年です。科学者たちは長期間トランスラン元素の同位体を得ることを試みたが、これは244pUより長い - この点で高い希望が247cmに割り当てられた。しかし、その合成後、この要素の半減期の期間はわずか1,400万年です。

歴史

1934年、Enrico Fermiが率いる科学者たちのグループは、ローマ大学で科学的工事中にシーケンス番号94の化学的要素を発見しました。フェルミの主張の要素はエスペリウムにちなんで名付けられ、科学者は彼が現在プルトニウムと呼ばれる新しい要素を開いたと確信しているので、トランスラノン要素の存在を想定し、それらの理論的発見者になる。 1938年のフェルミのこの仮説は彼のノーベル講演で擁護されました。ドイツの科学者のオットー・フリス・フリス・ストラスマンによる中核部門の開始後のみ、Fermiは1939年にストックホルムに出版された印刷版でメモを作成し、「トランスラノン要素の全体的な問題」を修正する必要があることを示しました。事実は、FRISCHとSTRASNSMANの作業が、その実験においてフェルミによって発見された活動が、以前に信じていたように、破損によって発見された活動が除算されたことによるものであることです。

新しい - 940番目の要素が1940年末に開かれました。カリフォルニア大学のバークレーで起こった。 Glenn T. Siborgによって導かれたアメリカの放射化学物質のグループである、重水素コア（重水素）の衝撃の下で、90年の半減期のアルファ粒子の不明なエミッタが発見されました。このエミッタは、238の質量数を有する元素No.94の同位体であった。したがって、1940年12月14日に、第1のマイクログラム量のプルトニウムが他の元素とそれらの化合物と一緒に沿って入手した。

1940年に実施された実験の過程で、実施された核反応において、Neptune-238の短命の同位体が最初に得られた（半減期2,117日）、そしてそれからPlutonium-238であることがわかった。

23392U（D、2N）→23893NP→（β-）23894PU

2ヶ月間続いた不純物からの新しい元素の分離に関する長期間そして時間のかかる化学実験。 1941年2月23日から24日までの夜に新しい化学元素の存在が確認されました。実験の終わりよりも少し遅くは、この同位体が顕著であり、したがってさらなる研究のために興味がないことがわかった。すぐに（1941年3月）ケネディ、シボール、セグレ、ヴァルは、サイクロトロン中性子で大量に急速に促進されるウランの照射により、より重要な同位体 - 239を合成しました。この同位体は、Neptune-239の崩壊中に形成され、アルファ光線を食べ、そして24,000年の半減期を有する。元素の第1の純粋な化合物は1942年に得られ、そして金属プルトニウムの最初の重量は1943年に得られた。

新しい94要素の名前は、1948年にMacmillanによって提案されました。これは、F. Eibelsonと一緒にプルトニウムの発見が最初の要素を受け取りました。 - ウランの最初のもの。類似性により、惑星の冥王星はウランの第二になるので、元素番号94はプルトニウムを呼ぶことにした。順番に、SITOBORは新しい要素「Plotui」を呼び出すことを提案したが、その名前がプルトニアと比較してあまり鳴らないことに気付きました。さらに、彼は新しい要素のための他の名前を高めました。その結果、太陽系の最後の惑星の開口部を記念して、要素を「プルトニウム」と呼んだ。

自然の中で見つける

最も寿命のプルトニウム同位体の半減期は75百万年です。図は非常に印象的ですが、銀河の年齢は数十億年までに測定されています。このことから、一次同位体は、宇宙の要素の大きな合成の間に形成された9番目の要素であり、現在の日に住む機会はなかった。それでも、これはプルトニウムが地面にまったくないことを意味するのではありません。それは常にウラン鉱石で形成されています。核放射線と中性子の中性子と核238Uの自発的（自発的）分裂中に形成された中性子の中性子を捕獲すると、この同位体の非常に少ない原子は原子239uに変換される。この元素のコアは非常に不安定であり、それらは電子を放出し、したがってそれらの電荷を増加させ、海中の形成は第一のトランスラノン元素の形成である。 239npも不安定に、そのカーネルも電子を放出するので、239npの半分は239puに変わります。

この同位体の半減期はすでに非常に大きく、24,000年です。平均して、239puの含有量はラジウムのそれより約400,000倍少ない。したがって、「地上」のプルトニウムを検出するためにも、GET - が異常に困難である。少量の239pu - 坪量分率 - および崩壊製品は、例えば、ウラン鉱床、例えば、Oklo、Gabon（西アフリカ）の天然原子炉内で見出すことができる。いわゆる「天然原子炉」は、ジチニドの形成と地理圏におけるそれらの分裂生産物が起こる世界で唯一のものと考えられています。この地域の現代的な見積もりによると、数百万年前に熱放出との自立的な反応がありました。

そのため、ニュプトニウム（239nP）の中性子の捕獲の結果としてウラン鉱石では、天然プルトニウム-239であることが成形されていることをすでに知っています。特別な装置のおかげで - 質量分析計は、プランブリア紀のバカテイト（セリウム鉱石）で最大の半減期が約8000万年のプルトニウム-244（244pu）の存在を発見した。本質的には、244pUは主に二酸化系の形であり、これは砂（石英）よりも水にさらにはほとんど溶けない。比較的長寿命の同位体プルトニウム-240（240pU）はプルトニウム-244のプルトニウム鎖にあるので、その崩壊は起こるが、これは非常にまれである（1程度は10,000）。非常に少量のプルトニウム-238（238PU）は、ウラン鉱石中に発見された母体同位体 - ウラン238の非常にまれな二重β崩壊を指す。

247puおよび255pu同位体の痕跡は、熱核爆弾の爆発後に集められた塵の中で見出されます。

膨大な量の核検査がプルトニウムと連結された片道で行われたという事実を考えると、膨大な量の核検査が行われたという事実を考えると、血清中には最小限の量が人体にあります。プルトニウムは、実際には表示されていない場所から、主に骨格と肝臓に蓄積します。また、9番目の元素は海洋生物によって蓄積する。地上植物は主に根系を通してプルトニウムを吸収します。

それは人為的に合成されたプルトニウムが依然として本質的に存在することがわかり、なぜ鉱業ではなく人工的に入手するのですか？事実は、この要素の濃度が小さすぎることです。もう1つの放射性メタルについて - Radiaは次のように言っています：「作品の年のグラム」と自然の中のラジウムプルトニウムより400,000倍以上のラジウム！このため、「地上」のプルトニウムを検出するためにもget - だけでなく異常に困難です。原子反応器で得られたプルトニウムの物理的および化学的性質を研究した後にのみこれを行うことが可能であった。

応用

同位体239pu（uと一緒に）は、熱的および高速中性子（Rhin）上で動作するエネルギー反応器の核燃料として、ならびに核兵器の製造において使用される。

約370 GWの電力（または世界中の総電力生産の15％が世界中の原子力発電所（または全電力の15％）の約半動勢力を生み出します。プルトニウム-236は、耐用年数が5年以上に達する原子電池の製造に使用され、それらは心臓の作業を刺激する現在の発電機で使用されています（ペースメーカー）。 238PUは、宇宙研究に使用される小型原子力電流源で使用されています。そのため、プルトニウム-238は、新しい地平線、ガリレオ、カッシーニ、マーショッドの好奇心やその他の宇宙船のプローブの電源です。

この同位体は核爆弾での使用のための唯一の適切な核種であるので、プルトニウム-239は核兵器に使用されています。さらに、核爆弾におけるプルトニウム-239のより頻繁な使用は、プルトニウムが（爆弾核がある場所）の分野でより小さな体積を占めているという事実によれば、爆弾の爆発的な強さで勝つことができるという事実によるものである。この財産に。

プルトニウムの参加により核爆発が起こるスキームは、爆弾自体の設計であり、そのカーネルは239puで満たされた球からなる。地面との衝突時には、この球を囲む爆発物質のおかげで、球はデザインのために球体の雰囲気に圧縮されます。衝撃の後、カーネルは最短時間の間容積および密度で拡大されます - 1ダースのマイクロ秒は熱中性子上の重要な状態をスリップし、高速中性子上で超臨界状態に移動します。。核爆弾の最終的な爆発により、約数十kgの程度の温度が区別されます。

プルトニウム同位体は、トランスプロパートの合成（プルトニウム後の次に）元素の合成におけるそれらの使用を見出した。例えば、239PU 24496CM、24296CM、24997BK、25398CF、25399A、25399°、25398CFの長期中性子曝露を伴うオークリッジ国立研究室では得られます。同様に、1944年に、アメリカ人が最初に受領され、アメリシウム24195AMを受けました。 2010年には、カルシウムイオン-48によって衝突したプルトニウム-242酸化物がUnuncwaddiaの受領源として役立った。

δ安定化プルトニウム合金は、燃料板の製造に使用され、それらは純粋なプルトニウムと比較して極めて良好な冶金特性を有し、それは加熱下で相が相転移し、非常に壊れやすく信頼できない材料であるため、純粋なプルトニウムの特性を有するので、他の元素とプルトニウム合金（金属間化合物）は通常必要な比率の元素と直接相互作用することによって得られ、アーク溶融は主に使用されていますが、時には不安定な合金が噴霧沈殿または溶融物の冷却によって得られる。

プルトニウムの主な産業用合金元素はガリウム、アルミニウムおよび鉄であるが、プルトニウムはほとんどの金属を有する合金および中間化合物を希少な例外（カリウム、ナトリウム、リチウム、ルビジウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ユーロピウムおよびイッテルビウム）を形成することができる。）。チガレーション金属液体プルトニウムに溶解したが、ほとんど不溶性または固体プルトニウムに可溶性が低いモリブデン、ニオブ、クロム、タンタルおよびタングステン。インジウム、ケイ素、亜鉛およびジルコニウムは、急速冷却しながら準安定Δ-プルトニウム（Δε-Fase）を形成することができる。ガリウム、アルミニウム、アメリシウム、スカンジウム、セリウムは室温でδ-プルトニウムを安定させることができます。

大量のゴルミア、ハフニアおよびトールを使用すると、室温でΔ-プルトニウムを保存することができます。ネプチューンは高温でα-プルトニウムを安定化させることができる唯一の元素である。チタン、ハフニウムおよびジルコニウムは急冷で室温でβ-プルトニウムの構造を安定させる。そのような合金の使用は全く多様です。例えば、プルトニウム - ガリウム合金はプルトニウムのδ相を安定化させるために使用され、これはα-δ相の遷移を回避する。トリプル合金プルトニウム - ガリウム - コバルト（PugacO 5） - 18.5 Kでの超伝導合金（プルトニウム - ジルコニウム、プルトニウム - セリウムおよびプルトニウム - セリウムコバルト）は、核燃料として使用されている。

製造

工業用プルトニウムは2つの方法で得られます。これは、原子炉に含まれる238U核の照射、または廃燃料中に含まれるウラン、トランスラノン元素および燃料供給製品からのプルトニウム（共励起、抽出、イオン交換など）による分離である。

第一の症例では、実際には（240pUの少量の混合物の混合物中の混合物中）、β崩壊および非送達同位体の関与を用いて、核反応器において（240pUの混合物中の混合物中）が原子炉で得られる。中間部品

23892U + 21D→23893NP + 210N。

23893NP→23894PU。

β - 崩壊

この方法では、重陽子はウランus - 238に落下し、その結果、ネプチューン-238および2つの中性子が形成される。次に、ネプチューン-238を自発的に分割し、プルトニウム-238を形成するベータマイナス粒子を放熱する。

典型的には、混合物中の239pu含有量は90~95％、240pu~1-7％であり、他の同位体の含有量は10分の百分率を超えない。半減期の大きい同位体 - 242puおよび244puは、239pu中性子を連続的に照射して得られる。さらに、242puの出力は数十パーセントで、244puは242puのコンテンツの割合の利益です。少量の同位体 - 純粋なプルトニウム-238が中性子-237の中性子照射中に形成される。マス番号232~237を有するプルトニウムの光同位体は、通常、ウラン同位体α粒子の照射時にサイクロトロン上で得られる。

工業生産の第2の方法では、239puは、光希釈剤中のリン酸トリブチルの抽出に基づくPeworcプロセスを使用する。第1のサイクルでは、核分裂製品からのPUおよびUのジョイントクリーニングが行われ、次いで分離する。プルトニウムの2回目および3倍のサイクルにさらに精製され濃縮される。そのような方法のスキームは、共有元素の4および六価化合物の特性の違いに基づいている。

最初に費やされた双子を解体し、そして使用済みプルトニウムおよびウランを含むシェルを物理的および化学的方法によって除去する。次に、抽出した核燃料を硝酸に溶解する。結局のところ、溶解したとき、それは強い酸化剤とウラン、プルトニウム、そして不純物が酸化される。原子価を帯びたプルトニウム原子は、プルトニウムとウランの両方、溶解したPu + 6に変換されます。このような溶液から、保存ガスを用いて90枚目の元素を3価の状態に還元し、次いでフッ化ランタン（LaF3）を析出させる。

しかし、プルトニウムに加えて沈殿物は海王星と希土類元素を含みますが、主塊（ウラン）は溶液中に残っています。次に、プルトニウムを再びPU + 6に酸化し、そしてフッ化ランタンを再び添加する。今希土類元素が沈殿し、プルトニウムは溶液中に残る。次に、カリウムブロマトシウムを用いて4種類の状態に酸化し、この試薬はプルトニウム上に作用しないので、同じランタン酸フッ化物を用いた二次沈殿で、三価プルトニウムが沈殿し、そして海王星は溶液中に残る。そのような操作の有限生成物は、プルトニウム含有化合物 - PUO 2またはフッ化物二酸化物（PUF3またはPUF4）、そのうち（バリウム、カルシウムまたはリチウム対を回収することによって）金属プルトニウムが得られる。

洗浄剤プルトニウムの製造は、タングステンまたはタンタル陰極を使用してカリウム、ナトリウムおよび塩化プルトニウムからの電解質を用いて700℃の温度で電解液で電解された電解液中で電解を加えるための細胞で製造される、焦げたプルトニウムの製造を達成することができる。このようにして製造されたプルトニウムは99.99％の純度を有する。

大量のプルトニウム、原子炉 - 乗数、いわゆる「ブライダー」（英語詞から品種へのもの - 倍増する）を得るため。データ反応器は、この材料のコストを超える量で分割された材料を得る可能性のためにその名称を得た。残りからのこの種の反応器の違いは、中性子がそれらの中で減速されないという事実にある（例えば、緩和剤、例えばグラファイトはありません）。できるだけ238Uと反応させる。

反応後、239U原子を形成し、将来的には239pUを形成する。ウラン枯渇二酸化ウラン（UO 2）中のPUO 2を含有するそのような反応器のコアは、239pUが形成されている、さらにより枯渇したウラン238二酸化ウラン（238U2）のシェルによって囲まれている。 238Uと235Uの共有により、「ブライドダー」は他の原子炉よりも50~60倍以上の天然ウランエネルギーから生産することができます。しかしながら、これらの反応器は、水以外の媒体を冷却するために大きな欠点燃料ラインを有し、それはそれらのエネルギーを低減する。したがって、液体ナトリウムをクーラーとして使用することにしました。

アメリカ合衆国におけるそのような反応器の建設は第二次世界大戦の終わりに始まり、1950年代の創造を開始しました。

物理的特性

プルトニウムは非常に重い（N.N.19.84 g / cm +）銀金属を密度で、ニッケルと非常によく似ていますが、プルトニウムは空気中で素早く酸化され、虹膜を形成し、次に旋光するダークパープル。金属の表面に強い酸化を伴う、オリーブグリーン酸化物粉末（PUO2）が現れる。

プルトニウムは、ウランよりも多くの倍数が多い非常に陰性の化学的に活性な金属である。それは7つの異形修飾（α、β、γ、δ、δ\u200b\u200b "、εおよびν）を有する。室温では、プルトニウムはα型である - これはプルトニウム同類修飾に最も一般的です。脆弱で非常に硬質のアルファ相クリーンプルトニー - この構造は、他の金属でドープされていない場合、灰色の鋳鉄ほどほぼ同じです。また、合金の可塑性と柔らかさを与えます。さらに、この最大密度のプルトニウムでは、密度要素の6番目の密度要素（唯一のオスミウム、イリジウム、白金、レニウム、ネプシウムよりも重い）。プルトニウムのさらなる異アルトロピック変換は、ジャンプ状の密度変化を伴う。例では、310~480℃、その他の金属、および圧縮（デルタフェーズと「デルタ約」）は膨張しません。溶融すると（液相のε位相からの遷移）、プルトニウムも圧縮されます。非重複したプルトニウムがポップアップすることを可能にする。

プルトニウムは多数の異常な特性を特徴としています：それはすべての金属の最も低い熱伝導率を持っています - 300 kで6.7W /（m k）です。プルトニウムは最低の導電性を有する。その液相では、プルトニウムが最も粘性の高い金属です。室温での94番目の元素の比抵抗は金属のために非常に大きく、この特徴は温度の低下で高く、これは金属には固有のものではありません。そのような「異常」は、このスタンプの100Kから100K以下の温度まで追跡され、電気抵抗は減少する。しかしながら、20のレベルから抵抗が再び金属の放射線活動のために増加し始める。

プルトニウムは、全ての研究されていたアクチノイド（現時点）の間で最高の電気抵抗を有し、これは150μmcm（22℃）である。この金属は、低融点（640℃）および異常に高沸点（3,227℃）を有する。融点に近い、液体プルトニウムは他の金属と比較して非常に高い粘度の指標と表面張力を有する。

その放射能のおかげで、プルトニウムは触れに温めています。サーマルポンプ内の多数のプルトニウムを水沸点よりも大きい温度に加熱する。さらに、その放射能のために、経時的なプルトニウムはその結晶格子の変化を受ける - 100Kを超える温度の増加による自己推進のためにある種の焼なまりがある。

プルトニウム中の大量の全アロトロピック修飾の存在は、相転移のために処理および転がりが困難になる。私たちはすでにα型で9/4の要素が鋳鉄との特性と似ていることを既に知っているが、それはプラスチック材料の変化および変化させ、そしてより高い温度範囲で鍛造β形を形成するための特性を有する。 δ型のプルトニウムは通常310℃~452℃の温度で安定であるが、低粗いアルミニウム、セリウムまたはガリウム含有量によってドープされている場合、室温で存在し得る。これらの金属と合金中に、溶接中にプルトニウムを使用することができる。一般に、デルタ型は、強度とアルミニウムの近くに鍛造する能力のために、より顕著な金属特性を有する。

化学的特性

9番目の元素の化学的性質は、周期系 - ウランおよびネプタルにおけるその前身の特性とほぼ同様である。プルトニウムは極めて活性な金属であり、それは酸化度を+ 2から+ 7までの化合物を形成する。水溶液中では、ELESTは、PU3 +としてPU（III）が次の酸化度：PU（III）を現している（酸性水溶液に存在し、淡紫色を有する）。 PU4 +（チョコレートシェード）としてPU（IV）。 PU2 +（Light Solution）としてPU（V）。 PU（VI）、PUO22 +（淡橙色）およびPU（VII）として、PUO53-（緑色）。

さらに、これらのイオン（PUO53-）は平衡状態で同時に溶液中であり得るが、これは局所的および非局在化電子軌道ゾーン上に位置する5F電子の存在によって説明される。 pH5~8では、PU（IV）は優勢であり、これは他の原子価（酸化度）の中で最も安定である。全ての酸化度のプルトニウムイオンは加水分解および錯化を起こしやすい。そのような化合物を形成する能力はPU5 +において増加する

コンパクトプルトニウムはゆっくり空気中で酸化され、虹彩酸化物で覆われています。以下のプルトニウム酸化物が知られている：PU、PU 2 O 3、PUO 2およびPU 2 O 3 - PU 4 O 7（Bertollides）相。少量の水分が存在すると、酸化速度が著しく増加する。金属が少量の湿った空気に十分に曝されると、その表面（PUO2）上に二酸化プルトニウムが形成される。酸素の欠如を伴う、その二酸化物は形成され得る（PUH2）。驚くべきことに、プルトニウムは水蒸気を有する不活性ガス雰囲気（例えばアルゴン）で覆われ、乾燥空気または純粋な酸素よりもはるかに速い。実際、この事実は説明が容易である - 酸素の直接的な効果は、さらなる酸化を妨げるプルトニウムの表面上に酸化物の層を形成し、それはさらなる酸化を防ぎ、酸化物の存在は酸化物と水素化物の混合物を生成する。ちなみに、そのようなコーティングのおかげで、金属は自然発酵性になり、すなわち自己燃焼が可能であり、このため、金属プルトニウムは通常不活性アルゴンまたは窒素雰囲気中で処理される。同時に、酸素は保護物質であり、金属上の水分の影響を防ぎます。

9番目の元素は酸、酸素およびそれらの対に反応しますが、アルカリとは反応しません。プルトニウムは非常に酸性媒体（例えば、塩酸HCl）、ならびに塩化物、塩酸、ブロモモモオロド、72％塩酸、85％H 3 PO 4オルトリン酸、濃縮CCl 3 COOH、スルホン酸および沸騰する濃縮濃縮硝酸。溶液中、プルトニウムのアルカリは特に溶解していない。

4価のプルトニウムを含有する溶液上のアルカリにさらされると、PU（OH）4 XH 2 O水酸化物が主性の主な特性で沈殿する。 PUO 2 +溶液を含有する塩の上のアルカリにさらされると、PUO 2OH両性水酸化物が落下する。それは塩 - プルトナイト、例えばNa 2 Pu 2 O 6によって答えられる。

プルトニウム塩は、中性またはアルカリ性溶液との接触によって容易に加水分解され、不溶性のプルトニウム水酸化物を作り出す。濃縮されたプルトニウム溶液は、放射性石灰岩分解のために不安定であり、堆積物の転倒につながる。

用量形成放射性核種パート5。
日付： 03/08/2011
トピック： 健康

用量形成放射性核種の主な特徴が与えられる。主な重点は放射性核種の潜在的な危険性の提示にあります。セキュリティ上の目的のために、身体上の放射性同位体の影響の無線毒性および放射線生物学的効果が考慮される。上記は、用量形成放射性核種の放射線の危険性をより意識的に指すことを可能にする。

11. CEZIY-137

セシウム（緯度。 セシウム。 - CS、化学要素I周期メンドレインシステムのグループ、原子番号55、原子重さ132,9054。ラテン語から名付けられました シエシス。 - 青（明るい青のスペクトル線で開いている）。アルカリ基からの銀ホワイト金属。紛失、柔らかい、ワックスのようなもの。 1.904g / cm 3の密度とUDを有する。重量1.88（15℃）、T PL - 28.4→。気が燃焼可能で、水は爆発と反応します。メインミネラル - ポーラサイト。

34の質量数114~148が知られている、1つの（133cs）安定性のみ、残りは放射性である。セシウム133の性質の同位体罹患率は約100％である。 133csは散乱要素を指す。少量では、外部環境のほぼすべてのオブジェクトに含まれています。地殻のクラーク（平均）核種含有量 - 土壌中の3.7×10 -4％、土壌中 - 5×10 -5％。セシウムは植物および動物の生物の永久的な微細体要素である：生物植物腫の中では、人体中の6×10 -6％の量に含まれています。Aの体内のセシウム-137の均一な分布でさまざまな作家によると、様々な著者に従って、紀元前1のBC / kg力の特定の活動を持つ人は、2.14から3.16μg/年まで変化します。

本質的には、この銀 - 白色アルカリ金属は安定なCS - 133同位体の形態で見出される。これは、地球の地殻の中で平均含有量が3.7×10 -4％のまれな要素である。通常の、天然セシウム、そのつながり 放射性をしないでください。放射性のみ人工的に取得された同位体137 CS。長寿命の放射性セシウム同位体137csは、核235uと239 Puを約7％の収率で分割するときに形成される。放射性崩壊では、137cSは最大エネルギー1173keVの電子を放出し、短命のγ発光核種137M BAに変化する（表18）。それは化学的活性を有するアルカリ金属の中で最も高い、それを密封した真空アンプルにのみ保存することが可能である。

表18。
CESIA-137の主な特徴

アイソトープ	主観図放射線	半減期 1/2	UVの値水、BK / DM 3	水中のOAの自然変動（最小-MAX）、BK / DM 3
137 cs。（+ 137m ba）	β（eβmax\u003d 1173keV）。 γ（eγ\u003d 661 keV）		11.0（NRB-99） 8.0（SANPINE 2.3.2.560-96）	n≧10 -3 - n×10 -2

金属セシウムは、光電陰極の製造において、そして発光管におけるゲッターとしての光電池および光電子増倍管で使用されている。 CESSカップル - MHD発電機の作動流体、ガスレーザー。セシウム化合物は夜間視野や装置で使用されています。

核核分裂反応の生成物において、137csが最も危険である、分解セシウム放射性核種がかなりの量の分解されている。汚染源は放射化学植物であり得る。セシウム137環境における排出量は、主に原子力企業の原子力試験や事故の結果として発生します。 1981年の初めまでに、環境で有効になっている137 CSの総活動は960 PBCに達しました。北半球および南半球における汚染密度および世界中の平均はそれぞれ3.42であった。 0.86と3.14kbk / m 2、および平均して前者のUSSRの領土 - 3.4kbk / m 2。

1957年の南ウラルの偶発的な事故が発生した場合、放射性廃棄物貯蔵所の熱爆発が発生し、放射性核種を0.2 PBC 137 CSを含む74 PBCの全活性を有する大気中に受容した。 1957年にイギリスのWyndskayleのrhhの火の中で、12pbcの放射性核種が開催され、そのうち46 TBK 137 CS。共和国の南部ウラルにおけるマヤ企業の放射性廃棄物の技術的排出 1950年のタークは、137 CS 12.4 PBCを含む102 PBCでした。氾濫原からの放射性核種の風を除去する。 1967年の南ウラルのカラチャイは30 TBKに達しました。 137 CSは0.4 TBKを占めました。

本物の災害は1986年にチェルノブイリ原子力発電所（チェルノブイリ）での事故を行った：1850 PBC放射性核種が破壊された反応器から投げ出され、270個のPBCは放射性セシウムのシェアを占めた。放射性核種の広がりは惑星の尺度を取りました。ウクライナ、ベラルーシとロシア連邦の中央地区、CISに定住した放射性核種の総数の半数以上。医学的および技術的目的のための放射性セシウム供給源の過失貯蔵の結果として、外部環境の汚染がある。

セシウム-137は、悪性腫瘍の治療のための放射線療法における食品、医療用調製物、薬物の放射線滅菌のためのガンマの飛行鏡検査で使用されています。セシウム-137は放射性同位体電流源の製造にも使用され、そこで塩化セシウム（密度3.9g / cmの密度） 3 、エネルギー放出約1.27 W / cm 3 ).

セシウム-137は、不透明バンカー内のバルク物質の制限レベルのセンサーに使用されています。 Cesium-137は放射性コバルト-60よりもある程度の利点を有しています。この点に関して、137csに基づく装置はより耐久性があり、放射線保護はより面倒である。しかしながら、これらの利点は、半減期および厳しいガンマ線を有する不純物137CSが存在しないだけで本物になる。

γ線源としての広い分布が受けられた。医学では、ジシウム源は、ラジウムと共に、治療用γ-デバイスおよびイントラマネおよびストリップガンマ療法のための装置に使用されている。 1967年以来、セシウム137原子の主状態の2つの超薄いレベルの間の遷移の現象は、主時間測定単位の1つを決定するために使用されます。

ラジサーゼ137 CS例外的に技術的放射性核種、研究中の培地中のその存在は核兵器の試験または核技術の使用に関連しています。白色圏の技術の主成分の1つは、生物圏の技術的な放射性汚染の主な構成要素の137cs - γ-γ放射性同位元素。それは核分裂反応の結果として形成される。放射性脱脂、放電、放射化学プラント廃棄物に含まれています。飲料水中のOA 137 CSは、11BQ / DM 3または8 BK / DM 3レベルに限定されています。

137 CSの地球化学的特徴は、天然収着剤を非常にしっかりと遅らせる能力である。その結果、OPSに入ると、その活動は汚染源からの除去によって急速に減少します。 Natural Watersは、Weigonと底質の堆積物がある137 csの吸収のために比較的急速な自己洗浄です。

セシウムは農業植物、特に種子に蓄積することができます。最も集中的に水性媒体から、そして植物の上で高速移動があります。じゃがいん肥料の土壌を作り、愛情のある植物によるセシウムの吸収を大幅に削減し、カリウムのシェアが高くなります。

蓄積係数は淡水藻類および北極陸上植物（特に地域）で特に高い - ヤゲの上のトナカイで、給餌する。セシウム137の生物の内部は主に呼吸器および消化器官を通して浸透します。この核種は、主に10μg/日の量で食物と共に発生する。主に尿（平均9μg/日）で体から排泄されます。セシウムは植物や動物の体の永久的な化学的微量成分です。哺乳動物の生物の中の主なセシウム駆動 - 筋肉、心、肝臓。セシウムの約80％が筋肉内に落ちた、骨格中の8％、残りの12％が他の組織上に均等に分布しています。

セシウム-137は主に腎臓や腸を介して排泄されます。人のための蓄積されたセシウム137の半探索の生物学的期間は70日に等しいと考えられています（国際放射線防護委員会によると）。誘導の過程で、かなりの量のセシウムがより低い腸部門の血液中に再吸収されます。腸内のセシウム吸収を減少させるための有効な手段は、核種が過度の形態に結合するフェロシア系収着剤である。さらに、核種の除去を促進するために、天然排泄プロセスを刺激するために、様々な錯体が使用される。

用量が約2g以上吸収されると、ヒトにおける放射線病変の発達が期待できる。 148,170および740MBkの投与量は、軽量、中および厳しい病変の程度に対応していますが、放射線反応はすでにMBCの単位の下に記載されています。

137 CSは、臓器および組織によって均等に分配される放射性物質の群に属しています。このため、このため、核種の無線毒性に対する中磨きを指す。それは、食品鎖を通してカリウムと共に体を貫通する能力が得られています。

人体におけるセシウム摂取の主な源 - 動物起源の核種食品によって汚染された。牛乳1リットルの放射性セシウムの含有量は、核種、ヤギ、ヒツジの毎日の到着の0.8~1.1％に達しています - 10-20％。しかしながら、それは主に動物の筋肉組織に蓄積されている：1kgの牛、ヒツジ、ヒツジ、ブタおよびニワトリにおいて、セシウムの毎日の摂取量から4.8,20および26％（それぞれ）が含まれている。鶏の卵のタンパク質では、1.8~2.1％が1.8~2.1％です。大量でさえ、セシウムはヒドロビオンの筋肉組織に蓄積する：1kgの淡水魚の活性は、1Lの水の1000回を超える（海洋 - 下記の）。

ロシアの人口の主な源 - 酪農場と穀物製品（チェルノビラル酪農と肉での事故後）、ヨーロッパと米国の国々では、セシウムは主に乳製品と肉製品と穀物では少なくなり、野菜。このようにして作成された一定の内部照射は、この同位体への外部露光よりも著しく害を及ぼします。

そのβ放射線に従って活性を測定するための公表された技術は、他のβエミッタの妨害効果を排除するためにサンプルの放射化学的調製および高度の純度を有するセシウムの放出を示唆している。 137csを決定するための現代的な方法は、原則として、661.6keVのエネルギーを有するガンマ線の登録において基づいている。それらは計測されていて、その中の測定の下限（NGO）は1~10Bq / kg（またはBC / DM 3）、および予備化学濃縮を有する方法（最大10 -2 bc / kg）の方法。希釈溶液から137csの濃度のために、それらのニッケル、銅、亜鉛、鉄、コバルト、カルシウム、カルシウム、マグネシウムまたは吸着剤収集物によって最も頻繁に使用される。

12.プルトニウム

プルトニウム (プルトニウム。）PU - MendeLeev素子の周期系の定期系の定期系の人工無線化学元素III、アトキュラノン元素はアクチノイドに属する。最初の核種238 PUは1940年に開かれました.T.Siborg（G.th.Seaborg）、e.m.Mak Millan（EM McMillan）、J.e.Banknedy（Jekennedy）およびA.Ch.valom（A.Ch.Wahl）。 1941年の春には、従業員とのSIFORGが発見され、最初に239nPの崩壊後、239NPの崩壊後、238Uの重水素核（餌）の照射中に形成された4分の1マイクログラム239 PUが割り当てられました。ウランとネプタルに続いて、新しい要素は1930年に開催された冥王星惑星の名誉を受けました。 2006年8月24日から、国際天文組合の決定により、PLUTOはもはや太陽系の惑星ではありません。ギリシャ神話、冥王星（彼は援助） - 死者の神の神。

PUプルトニウムは最も危険な重金属です。それは232から246までの質量数、主にα-エミッタを有する15の放射性同位体を有する。地球上では、この要素の痕跡だけがあり、ウラン鉱石中だけです。すべてのプルトニウム同位体のT 1/1の値は、地球の年齢よりはるかに小さいので、一次プルトニウム全体が完全に崩壊した。しかしながら、239 PUのわずかな量は、239 NPのβ崩壊で絶えず形成されており、それは次に、ウランの核反応と中性子との核反応（例えば宇宙放射線中性子）で起こる。

したがって、プルトニウムトレースは、そのような顕微鏡的量（PUの0.4~15部のPUは10 12部のPU）のウラン鉱石に見られ、これはウラン鉱石からの抽出についてのスピーチではない。約5000 kgそれは核検査の結果として大気中に放出されました。いくつかの推定によると、米国の土壌は放射性沈殿物の脱脂からKm 2で平均2千都（28 mg）プルトニウムを含んでいます。これは人間の手の創造の典型的な製品です。それはウラン-239、ネプチューン-239およびプルトニウム-239に常に回転するウラン-238からの原子炉で得られる。

プルトニウム-238、-240、-242同位体は材料で分けられていないが、高エネルギー中性子の作用下で分割することができる（分割可能）。それらは連鎖反応を維持することができない（プルトニウム-240を除く）。 32 PU - 246 PU同位体が得られる。熱核爆弾の融合爆発生成物のうち247 PUおよび255 PUもある。最も安定しているのは244 PU（α崩壊と自発的部門、 t 1/2\u003d 8.2・10 7年、原子量244.0642）。脆弱な銀 - 白金属の遊離形態で。微量の同位体247 PUおよび255 PUは、熱核爆弾の爆発後に集められたほこりに見出されている。

原子力研究のために、米国における原子力産業の創設のために、後で米国での創設、巨大な力と資金が投げられました。短時間で、プルトニウムの核と物理化学的性質を調べた（表19）。プルトニウムベースの最初の核充電は、1945年7月16日にAlamogordo Polygon（試用版）で吹き飛ばされました。 USSRでは、239 PUを入手する最初の実験が1943年から1944年に開始されました。学者の指導の下でI.v. キュリュトバとv。クロピン。初めて、USSR中のプルトニーをウラン照射中性子から単離した。 1945年と1949年に、最初の放射化学的配分プラントはUSSRで働き始めました。

表19。
最も重要な同位体プルトニウムの核特性

原子力特性	プルトニウム-238。	プルトニウム-239	プルトニウム-240。	プルトニウム-241。	プルトニウム-242。
半減期、年
活動、Ki / G.
放射性崩壊の種類	アルファの崩壊	アルファの崩壊	アルファの崩壊	ベータ崩壊	アルファの崩壊
放射性崩壊エネルギー、Mev

注意。全てのプルトニウム同位体は弱いガンマエミッタである。 Plutonium-241はAmerity-241に変わる（強力なガンマエミッタ）

産業用および軍事目的では、2つのプルトニウム同位体のみが実用的に使用されています。 Neptune-237の原子炉で得られたプルトニウム-238を使用して、コンパクトな熱電発電機を製造する。 1原子核プルトニウム-238の崩壊中に600万個の電子ボルトが放出される。化学反応では、数百万原子の酸化中に同じエネルギーが区別される。プルトニウム238グラムを1キログラム含有する電源では、560mWの熱出力が発生しています。化学電流源の重量の最大電力は5Wである。

同様のエネルギー特性を持つ非常にいくつかのエミッタがありますが、プルトニウム-238の1つの特殊性はこの同位体を欠かせません。通常、アルファ崩壊は、物質の最大の厚さを貫通する強いガンマ線を伴う。 238 PU - 例外。核の崩壊に伴うガンマQuantAのエネルギーは小さい、それを保護するためには小さい：放射線は薄肉容器によって吸収されます。この同位体のコアの自発的分裂のマラと確率したがって、彼は現在の情報源だけでなく医学でも適用されていました。 Plutonim-238電池は、5年以上に達する特別な心臓刺激剤のエネルギー源として機能します。
プルトニウム - ベリリウム合金は、中性子の実験室の源として機能します。 PU-238同位体は、空間研究装置に乗っている多数の原子熱電エネルギー発生器に位置しています。長寿命と高い熱電力のために、この同位体は、例えば火星の軌道を飛んでいるすべての装置について、宇宙のリズムにほぼ費用的なリズムに使用されています。

すべての同位体、PU-239のうち最も興味深い、その半減期は24110年です。核分裂材料として、239 PUは原子炉内の核燃料として広く使用されている（分割中に放出されるエネルギー1 g 239 PUは、核兵器の燃焼中に放出された熱と同等の核兵器（いわゆる「武器プルトニウム」）と原子および熱核爆弾、ならびに高速中性子および原子反応器上の原子炉のために市民と研究の目的地のプルトニウムのα線照射源として、210 POと共に、特に静電荷の排除装置において広く使用されてきた。この同位体は使用され、計装の一部として使用されます。

プルトニウムは多くの特定の特性を持っています。マンガンを除いて、すべての金属の最低の熱伝導率、最低電気伝導率があります。その液相では、最も粘性の高い金属です。融点-641℃; 沸点-3232℃; 密度 - 19.84（アルファ相）。これは、極めて電力であり、化学的に活性な要素であり、ウランよりもはるかに多い。それはすぐに汚れており、虹膜（虹油膜のような）を形成し、最初に淡い黄色で、暗い紫色を通過します。酸化が非常に大きい場合、その表面にオリーブ - グリーン酸化物粉末が現れる（PUO 2）。プルトニウムは熱心に酸化され、湿度の存在下でもすぐに腐食化します。

プルトニウムの温度を変えると、密度の最強かつ非天然の変化にかけられます。プルトニウムは、固体形態で、他の任意の元素よりも6つの異なる相（結晶構造）を有する。

酸素、炭素およびフッ素を含むプルトニウム化合物は、原子力産業において（直接または中間材料として）使用されている。金属プルトニウムは硝酸に溶解していないが、二酸化プルトニウムは熱濃縮硝酸に溶解する。しかしながら、二酸化ウラン（例えば、原子炉の排出燃料中）の固相混合物では、二酸化ウランがそれに溶解するため、二酸化プルトニウムの硝酸の溶解度が増加する。この特徴は核燃料の処理に使用されます（表20）。

表20。
プルトニウム化合物とそれらの使用

プルトニウム化合物	応用
Puo 2二酸化プルトニウム	原子炉用燃料として使用される二酸化ウラン（UO 2）との混合物中
炭化プルトニウム（PUC）ジカルビドプルトニウム（PUS 2）脱毛プルトニウム（PUC 3）	潜在的に兄弟の反応器の燃料として使用することができます（乗数）
三フフルオリドプルトニウム（PUF 3）四フッ化プルトニウム（PUF 4）	金属プルトニウムの製造における中間化合物
硝酸プルトニウム - PU（NO 3）4とPU（NO 3）3	使用されていない。製品リサイクル製品（排水燃料からプルトニウムを除去する場合）

主要なプルトニウム化合物：PUF 6（低沸点液体; UF 6よりも著しく著しく安定していない）、固体PUO 2酸化物、PUC炭化物およびPUS窒化物を核燃料として使用することができる。

イオン化警報や放射性同位体の煙指標などの放射性同位体デバイスが最大の伝播を得た。機械的処理では、プルトニウムが容易にエアロゾルを形成します。

本質的には、それはNP - 239のβ崩壊に形成され、それは次に、中性子（例えば、宇宙線の中性子）とのウラン-238核反応で起こる。工業生産PU-239はまたこの反応に基づいており、原子炉で起こる。プルトニウム-239は、この過程よりも長いプルトニウム同位体よりも重くなるにつれて、ウラン-238の照射下で核反応器中で最初に形成されている。プルトニウム-239は、核分裂生成物および残りのウランから化学的に分離する必要があります。このプロセスは再処理と呼ばれます。全ての同位体は同じ数のプロトンおよび異なる中性子を有するので、それらの化学的性質（化学的性質は核内のプロトン数に依存する）は同一であり、したがって化学的方法の助けを借りて同位体を分割することは非常に困難である。

その後のウラン、ネプチューンおよび高圧核分裂生成物からのPU-239の分離は、放射化学的方法（共抽出、抽出、他の）金属プルトニウムを有する放射化学工場で行われ、通常はPUF 3、PUF 4の回復によって得られる。バリウム、カルシウムまたはリチウムのPUO 2対。

それは次に原子反応器中の中性子の作用下で分裂する能力、およびそれが原子および熱核爆弾中の臨界質量（7kg）の存在下での分裂の自己維持連鎖反応能力を使用する。主成分。そのα変量の臨界質量は5.6kg（直径4.1cmのボール）である。 238 PUは、長い耐用年数を持つ原子電池に使用されます。プルトニウム同位体は、トランスプロープル元素（AMなど）の合成のための原料として機能します。

PU-239中性子を置くと、同位体の混合物、PU-241同位体、ならびにPU-239が分割され、エネルギーを得るために使用され得る。しかし、それを継続し続けることを許可しない14.4歳の半減期は、432.8年の半減期の非小型AM-241（α-、γ-放射性）を形成します。 14年ごとに環境内のAM-241の量が2倍になることがわかりました。それを検出するように、他のトランスラン元素と同様に、従来のγ分光装置は複雑で高度に特異的で高価な検出方法が必要である。核特性上のPU-242同位体は、PU-241同位体の崩壊によって得られたAM-241が最も煙検知器に使用された。

アメリカ241、および他のトランスラン要素（海王星、カリフォルニアなど）は、経済的に危険な放射性核種であり、主にα発光元素であり、それは体の内部照射を引き起こします。

地球上に蓄積されたプルトニウムは十分な以上のものです。その生産は防御とエネルギーの両方に絶対に必要とされません。それにもかかわらず、13のうち、USSRを製造する武器を製造した武器プリトニウムに存在していた反応器は3：2つのセブサスクでそれらのうちの2つを引き続き働き続けています。米国の最後のそのような原子炉は1988年に停止されました。

プルトニウムの品質は、ITの同位体の割合によって決定されます（プルトニウム-239を除く）（表21）。

1998年9月、OKリッジナショナルラボ（ORNL）の同位体部によって設立されたプルトニウム価格は以下の通りであった：プラスニウム138ドル（97％）。プルトニウム139（\u003e 99.99％）あたり4.65ドル/ mg。プルトニウム140ドル（\u003e 95％）。プルトニウム-241（\u003e 93％）およびプルトニウム-242あたり19.75ドル/ mgドル。

表21。
プルトニウムの品質

米国エネルギー省によって開発された品質のプルトニウムの分類はかなり恣意的です。例えば、燃料および原子炉プルトニウムから、武器よりも軍用目的には適していないため、核爆弾にすることもできます。放射線兵器を作成するために、任意の品質のプルトニウムを適用することができます（放射性物質が核爆発の実施なしにスプレーされるとき）。

わずか60年前、緑の植物や動物はそれらの組成にプルトニウムを含まなかった、それは現在大気中で最大10トンです。約650トンの原子力と300トンの軍事生産を行っています。プルトニウム生産全体の重要な部分はロシアにあります。

生物圏である白泉子は生化学的サイクルを含む地球の表面に移動します。プルトニウムは海洋生物によって濃縮されています：その蓄積係数（すなわち、身体の体内の濃度と外部環境の比率と外部環境の比率）は、プランクトン（混合）のための1000-9000、軟体動物のための約2300のためのものです。ヒトデ - 筋肉、骨、肝臓および胃の魚のための約1000、それぞれ5,570,200および1060。地上植物は主に根系を中心としたプルトニウムを吸収し、それらの質量の0.01％に蓄積します。 70年代から。 20世紀、生物圏の放射性汚染におけるプルトニウムの割合が増加する（プルトニウムによる海洋無脊椎動物の照射は90 SRおよび137 CSよりも大きくなる）。オープンリザーバの239膿のMPCと作業施設の空気は、それぞれ81.4と3.3×10 -5 bq / lです。

空気中のプルトニウムの挙動は、安全な保存および製造過程でそれを取り扱うための条件を規定する（表22）。プルトニウム酸化は、二酸化プルトニウムが安定した化合物であるため、人々の健康にリスクを生み出し、呼吸時に肺に入りやすい。その具体的な活性はウランのそれ以外の200千倍です。また、プルトニウムからの体の遊離は実質的に人間の寿命を通しては起こらない。

骨組織には、プルトニウムの生物学的準記念期間が80~100歳であり、その濃度はそこでほぼ一定です。肝臓の半減期は40歳です。キレート化添加剤はプルトニウムの除去を促進することができる。

表22。
空気中のプルトニウムの性質を変える

フォームと環境条件	プルトニウムの反応
金属バー室温で	比較的不活性ゆっくり酸化する
金属粉室温で	素早く教育と反応します二酸化プルトニウム（PUO 2）
小さな研削粉 d.粒子と<1 мм и d>1 mm sS粒子D\u003e 1mm	任意に焦点を当てた： 150℃および500℃の温度でそれぞれ
高温および湿度で	教育と反応します二酸化プルトニウム（PUO 2）

プルトニウムは「原子毒」と呼ばれ、人体内のその許容含有量はナノグラムによって推定されます。放射線防護（MCRZ）に関する国際委員会は、280ナノグラムで年間吸収率を確立しています。これは、専門的な照射のために、空気中のプルトニウムの濃度は7ピコシュリア/ M 3を超えてはならないことを意味します。軽量生地用のPU-239の最大許容濃度（専門家）40ナノクリ（0.56マイクログラム）および16ナノクリ（0.23マイクログラム）。

小脳または溶解された材料としての500mgのプルトニウムの吸収は、数日または数週間消化器系の急性照射から死亡する可能性がある。 1~3ミクロンの光サイズに最適な粒子の形で100mgのプルトニウムの吸入は、1~10日で8番目の発光から死をもたらす。 20 mgの用量の吸入は、線維症から約1ヶ月間死亡する。投与のためには、慢性発がん性効果は数々の小さい値を明らかにした。
人生を通して、成人のための肺がんを発症するリスクは、体内のプルトニウムの数によって異なります。 1マイクログラムのプルトニウムのレセプションは、癌発生の1％のリスク（通常の癌確率20％）を表しています。したがって、10マイクログラムは癌のリスクを20％から30％増加させる。肺がんの証拠が数ヶ月以内に現れるが、肺がんの証拠が発生する可能性があるが、100マイクログラム以上のエントリーが肺がんの発生を保証します。それが循環系を貫通する場合、それは鉄を含む組織に集中する可能性があります：骨髄、肝臓、脾臓。 1.4マイクログラムが成人の骨に配置されると、その結果、免疫が悪化し、数年が癌が発生する可能性があります。

事実は、PU-239がα-エミッタであり、生体組織中の各α-粒子はその短いランに沿って150千対のイオンを形成し、様々な化学変換を生み出す。 239 PUは、骨骨格だけでなく肝臓にも蓄積するため、ばかげた分布タイプの物質に属します。骨内に非常によく保たれ、骨組織の交換プロセスの最も遅いことのために体から実際には除去されない。このため、この核種は最も毒性のカテゴリーに属します。

体内にいる、プルトニウムは人のためのα-放射線の恒久的な源となり、骨腫瘍、肝臓癌、白血病、出血障害、骨肉腫、肺がん、したがって最も危険な発がん物質の1つがあります（表23）。

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プルトニアの説明

プルトニウム （プルトニウム）は、銀色の重い化学的要素、原子番号94を有する放射性金属であり、これは周期的にPUシンボルで示される。

この電気陰性活性化学元素は、244.0642の原子塊を有するアクチノイドのグループ、そして同じ名前の惑星の惑星を記念してその名前を受けたネプチューンのように、この化学物質は前任者からのプラネットプルトーによって所有されている。 MendeLeevの化学元素の周期表における放射性元素の概要は、私たちの銀河の遠方の宇宙惑星にも命名されました。

プルトニウムの起源

プルトニウム要素 初めて、彼は1940年にカリフォルニア大学のSiborg、E. Macmillan、Kennedy、A.ウォーキーのグループによって開かれました。水素核

同じ年の12月に、科学者たちが開かれました プルトニア同位体 - PU-238、半減期は90年以上であると、最も複雑な核種化学反応の影響下では最初はネプチューン-238の同位体を得ることがわかった。 プルトニウム-238。.

1941年初頭、科学者が開いた プルトニウム239。 25,000年の崩壊期間で。プルトニウム同位体は、カーネル中に異なる中性子含有量を有\u200b\u200bすることができる。

要素の純粋な接続は1942年の終わりにのみ受け取ることができました。毎回、放射線科医は新しい同位体を発見しました、彼らは常に同位体の半減期の期間を測定しました。

現在、合計15のプルトニウム同位体は時間が異なります 賞金期間。この要素は、高い希望が関連している、見通し、しかし同じ瞬間、人類の重大な懸念です。

プルトニウムは、例えばウランよりも有意に大きな活性を有し、そして化学的性質の最も高価で重要な物質に属する。

例えば、プルトニウムグラムのコストは、1グラム以上の数倍以上、または他の貴金属は貴重な金属である。

生産、プルトニウム生産はコストと考えられており、私たちの時間の1グラムの金属の費用は自信を持って4,000米ドルを占めています。

プルトニウムはどのようになりますか？プルトニウム生産

化学元素の製造は原子原子炉で起こり、その内側には、複雑な化学的技術的相互接続プロセスの影響下でウランが分割されます。

ウランとプルトニウムは、原子核（核）燃料の製造における主要な部品です。

あなたが多数の放射性元素を得る必要があるならば、顎燃料およびウラン照射から得ることができる経系照射法を用いる。複雑な化学反応の流れは、金属をウランから分離することを可能にする。

同位体、すなわち中間分解生成物であるプルトニウム-238および携帯型プルトニウム-239を得るためには、非鈍化237中性子を使用する。

セリウム鉱石の研究中に発見された半減期の最も長い期間が発見された、最長暮らしのバージョンのプルトニウム-244のほとんどの小さな部分は、セリウム鉱石の研究中に発見されました。私たちの惑星地球の形成の天然の形では、この放射性元素は起こらない。

プルトニウムの主な物理的性質と特性

プルトニウムは銀の色のかなり重い放射性化学要素であり、これは精製された形でのみ輝く。原子 金属金属プルトニウム 244 aに等しい。食べる。

その高い放射能のために、この要素はタッチに暖かく、水が沸騰しているときに温度インジケータを超える温度まで温めることができます。

プルトニウムは、酸素原子の影響下で、それはすぐに暗くなり、虹色の薄膜で最初に薄い黄色、そして飽和 - または茶色の色合いで覆われています。

強い酸化では、それは元素 - PUO 2粉末の表面に基づく。この種の化学金属は、軽量な水分レベルでも強い酸化および腐食プロセスの影響を受けます。

金属表面を腐食させ酸化するのを防ぐために、乾燥が必要です。 プルトニアの写真 下記を見ることができます。

プルトニウムは、四価の化学金属を指し、よくヨウイオール - 油圧物質、酸媒体、例えば塩素、すぐに溶解する。

金属塩は、中性反応、アルカリ性溶液を用いて培地中で急速に中和され、不溶性プルトニウム水酸化物を形成する。

プルトニウム溶融が641℃である温度は、沸点は3230度です。

高温モードの影響下では、金属密度の非天然変化が起こる。プルトニウムは異なる相を有する、6つの結晶構造を有する。

相間を移動するときは、要素の音量の有意な変化が発生します。最も高密度の形状要素は、6番目のアルファ相（遷移の最後の段階）で取得しますが、この状態では重い金属は、ネプチューン、ラジウムです。

溶融すると、元素の強い圧縮が起こるので、金属は水および他の攻撃的な液体媒体の表面に保持することができる。

この放射性要素が化学金属の群に属しているという事実にもかかわらず、要素はむしろ飛行しており、閉鎖空間内にあるとき、それは短期間で増加し、空気中のその濃度を数倍増加させる。

金属の主な物理的性質は以下のとおりである：プルトニウムの液体状態における、低程度の既存の化学要素および既知の化学要素の熱伝導率のレベル、低レベルの導電率が最も粘性の高い金属の1つを指す。

プルトニウム化合物は毒性、有毒に関連していることに注目する価値があり、活動的なアルファ放射のために発生する人体のための深刻な照射の危険性を表しているので、すべての作業はすべて慎重に行われなければならず、化学保護を伴う特別な衣装でのみ行わなければなりません。

プロパティについての詳細は、ユニークな金属の起源の理論が本に見つけることができます Obrucheva「プルトニア」"" 著者V. Obruchevは、地球の深さにある素晴らしいプルトニウム国の素晴らしい独特の世界に急落するように読者を招待します。

プルトニウム塗布

工業用化学元素は、武器や反応器（「エネルギー」）プルトニウムを分類するのに慣例です。

したがって、すべての既存の同位体からの核兵器の製造のために、プルトニウム239のみが許容され、そこでは自発的な分裂の影響を受けやすいので、4.5％のプルトニウム240があるべきであるため、それは大幅に戦闘シェルを製造することを困難にします。

プルトニウム-238。 例えば、宇宙技術のエネルギー源としての電気エネルギーの小型電気エネルギー源の機能のための使用に適合します。

数十年前、プルトニウムはペースメーカーの医学で使用されました（心臓リズムを維持するための装置）。

世界で作成された最初の原子爆弾はプルトニウム充電をしました。 核プルトニウム （PU 239）エネルギー原子炉の機能を確保するための核燃料として需要があります。この同位体はまた、反応器中のトランスプロット材素を得るための供給源としても役立つ。

純粋な金属との核プルトニウムとの比較がある場合、同位体はより高い金属パラメータを有し、遷移相はないので、燃料要素を得る過程で広く使用されている。

プルトニウム同位体酸化物242はまた、トゥトウの宇宙致死ユニット、技術者のための電源として需要にある。

武器のプルトニウム - これは、PU239同位体の少なくとも93％を含有するコ\u200b\u200bンパクトな金属の形で表される元素です。

この種の放射性金属は、様々な種類の核兵器の製造について使用されています。

中性子の捕獲の結果として、天然または低濃度のウラン上に機能する専門の産業原子原子炉の武器プルトニウム。

この金属は貴重なものと呼ばれますが、美しさはありませんが、欠かせないことです。周期的なMendeLeeVシステムでは、この要素は94番のセルを取ります。科学者たちが自分の最大の希望を結び付ける彼と一緒にいて、それは彼らが人類のために最も危険な金属を呼ぶのはたっぷりです。

プルトニウス：説明

外観において、これは銀の白い金属です。それは放射性であり、そして例えば半減期の異なる期間を有する15同位体の形態で表すことができる。

PU-238 - 約90年
PU-239 - 約24000年
PU-240 - 6580年
PU-241 - 14年
PU-242 - 370千年
PU-244 - 約8000万年

ウランの放射性変換の産物であるため、この金属は鉱石から抽出することはできません。

プルトニウムはどのようになりますか？

プルトニウム生産はウランの切断を必要とし、それは原子反応器においてのみ行うことができる。地球の地殻のPU要素の存在について話した場合、1グラムの純粋なプルトニウムだけが400万トンのウラン鉱石でなければなりません。そしてこのグラムはウラン核の天然中性子捕獲によって形成される。したがって、この核燃料（通常は - 同位体239 - PU）を数キログラムの量で得るためには、原子反応器内で複雑な技術プロセスを実行することが必要である。

プルトニウムの性質

放射性金属プルトニウムは以下の物性を有する。

19.8g / cm 3の密度
融点 - 641℃
沸点 - 3232℃
熱伝導率（300K） - 6.74 W /（M・K）

プルトニウム放射性、それでタッチに暖かい。同時に、この金属のために、最も低い熱伝導率および導電率は特徴的である。液体プルトニウムはすべての既存の金属の最も粘性です。

プルトニウム温度のわずかな変化は、物質の密度の瞬間的な変化をもたらす。一般に、プルトニウムの質量は絶えず変化しています。プルトニウムの臨界質量は、分割可能な物質の最小質量と呼ばれ、そこでは部門の流れ（鎖核反応）の流れが可能である。例えば、鉄労型プルトニウムの臨界質量は11kgである（比較のために、高濃縮ウランの臨界質量は52kg）。

ウランとプルトニウム - 主な核燃料。プルトニウムを大量に入手するには、2つの技術が使用されます。