Številka atomskega plutonija. Orožje plutonij: uporaba, proizvodnja, odstranjevanje. Konstruktivne značilnosti proizvodnih reaktorjev
Plutonija je bila odprta konec leta 1940 na Kaliforniji Univerze. Sintetizirali so ga MAC-MILL, Kennedy in Val, bombardiranje uranovega oksida (U 3 O 8), ki se je močno pospešil v ciklotrolu jedra devterijev (deuterons). Kasneje je bilo ugotovljeno, da je s to jedrsko reakcijo najprej pridobljeno kratkotrajen izotop ne-dobave-238 in je že plutonij-238 od njega s razpolovnim časom približno 50 let. Leto kasneje so zdravilo Kennedy, Siforg, Segre in Val sintetizirali pomembnejši izotopični - 239 z obsevanjem urana, ki se močno pospeši v ciklotronskem nevtronu. Plutonij-239 se oblikuje med propadom Neptuna-239; On oddaja alfa-žarke in ima razpolovna doba 24.000 let. Plutonij je bil prvič pridobljen leta 1942 r. Potem je postalo znano, da obstaja naravni plutonij, ki je bil odkrit v uranu Rude, zlasti v rudah, salonih v Kongu.
Ime elementa je bilo predlagano leta 1948: MAC-MILLLAN je imenoval prvi transaranski element Neptuna zaradi dejstva, da je planet Neptun prvi za urano. Po analogiji je bil element 94 odločil, da pokliče plutonij, saj je planet Pluton drugi za urano. Pluton, odprt leta 1930, je prejel ime v imenu Boga Pluto - pravilo podzemnega kraljestva v grški mitologiji. Na začetku XIX stoletja. Clark je ponudil, da imenuje element Barray, ki proizvaja to ime neposredno v imenu Boga Plutona, vendar njegov predlog ni bil sprejet.
Plutonij (Latinski plutonij je označen s simbolom PU) - radioaktivni kemijski element z atomsko številko 94 in atomsko težo 244.064. Plutonij je element skupine III periodičnega sistema Dmitry Ivanovicha MendelEEV, se nanaša na družino Actinide. Plutonij - težka (gostota v normalnih pogojih 19,84 g / cm3) krhka radioaktivna kovinska srebrna barva.
Plutonij nima stabilnih izotopov. Petindvajset se sintetizira iz sto možnih izotopov plutonija. Petnajst od njih so preučevali jedrske lastnosti (množične številke 232-246). Štirje najdene praktične uporabe. Najbolj dolgotrajni izotopi so 244pu (razpolovni čas 8,26.10.107 let), 242PU (razpolovni čas 3,76 105 let), 239PU (razpolovni čas 2,41 104 let), 238pu (razpolovni čas 87,74 let) - α-emisije in 241pu (razpolovni čas 14 let) - β-oddajalnik. V naravi se plutonij pojavi pri nepomembnih količinah v ure Urant (239pu); Oblikovana je iz urana pod delovanjem nevtronov, katerih viri so reakcije, ki se pojavljajo v interakciji α-delcev z lahkimi elementi (del rušev), spontano delitev urana jedra in kozmičnega sevanja.
Devetdeset četrti element je odprt s skupino ameriških znanstvenikov - Glen Siborg (Kennedy), Edwin Macmillan (Edwin McMillan) in Arthur Wahl leta 1940 v Berkeleyju (na Univerzi v Kaliforniji) v bombardiranju cilja urana oksice (U3O8 ) Visoko pospešeno jedro devterija (deuteron) iz šestdeetiezdralnega ciklotla. Maja 1940 so Plutonijevi lastnosti napovedale Louis Turner.
Decembra 1940 je bil odprt PU-238 plutonij izotop, s razpolovnim časom ~ 90 let, v enem letu - pomembnejši PU-239 s razpolovnim časom ~ 24.000 let.
Edwin Macmillalan leta 1948 je predlagal klicanje kemičnega elementa plutonija v čast odprtju novega planeta Plutona in po analogiji z Neptunom, ki je bil poimenovan po odprtju Neptuna.
Kovinski plutonij (izotop 239PU) se uporablja v jedrskem orožju in služi kot jedrsko gorivo energetskih reaktorjev, ki delujejo na termalnem in zlasti na hitrih nevtronih. Kritična masa za 239PU v obliki kovine je 5,6 kg. Med drugim je Heotope 239PU izhodiščna snov za pridobitev elementov za prevoz v jedrskih reaktorjih. Izotop 238pu se uporablja v majhnih jedrskih virih električnega toka, ki se uporablja v vesoljskih študijah, kot tudi v stiskanju človeških srčnih dejavnosti.
Plutonij-242 je pomemben kot "surovine" za relativno hitro kopičenje višjih transakanskih elementov v jedrskih reaktorjih. Δ stabilizirane plutonijeve zlitine se uporabljajo pri proizvodnji gorivnih celic, saj imajo najboljše metalurške lastnosti v primerjavi s čistim plutonije, ki se pod ogrevanjem podvržemo fazni prehodi. Plutonijevi oksidi se uporabljajo kot vir energije za vesoljsko tehnologijo in se uporabljajo v gorivih.
Vse plutonijeve spojine so strupene, kar je posledica α-sevanja. Alpha delci predstavljajo resno nevarnost, če je njihov vir v okuženem telesu, poškodujejo okoliški element telesa. Gamma sevanje plutonij ni nevaren za telo. Opozoriti je treba, da imajo različni izotopi plutonija različne toksičnosti, na primer tipičen reaktor plutonij 8-10 krat strupeno kot čisti 239pu, kot prevladujejo 240pu nuklides, ki je močan vir alfa sevanja. Plutonius Največ radiotoksičnih elementov iz vseh actinoidov, vendar se šteje daleč od najbolj nevarnega elementa, zato je radijski prevoznik skoraj tisočkrat bolj nevaren kot strupeni plutonij izotop - 239pu.
Biološke lastnosti
Plutonij koncentrira morskih organizmov: koeficient akumulacije te radioaktivne kovine (razmerje koncentracij v telesu in v zunanjem okolju) za alge je 1000-9000, za Plankton - približno 2300, za Starsh - približno 1000, za mehkužce - Do 380, za mišice, kosti, jetra in želodčne ribe - 5, 570, 200 in 1060. Tla rastline absorbirajo plutonij predvsem skozi korenski sistem in ga kopičijo do 0,01% mase. V človeškem telesu je devetdeset-četrtinski element odložen predvsem v okostju in jetrih, od koder se skoraj ne izloči (zlasti iz kosti).
Plutonij je zelo strupen, njegova kemijska nevarnost (kot katera koli druga težka kovina), ki je izražena bistveno manj (s kemičnega vidika, je tudi zastrupljena kot svinec.) V primerjavi z radioaktivno toksičnostjo, ki je posledica alfa sevanja. Poleg tega imajo delci α relativno majhno sposobnost prodiranja: za 239pu, kilometrina α-delcev v zraku je 3,7 cm, in 43 MK v mehkem biološkem tkivu. Zato so delci α resne nevarnosti, če je njihov vir v okuženem telesu. Hkrati pa poškodujejo okoliški element organizma.
Hkrati, γ-žarki in nevtroni, ki plutonium tudi oddajajo in ki so sposobni prodreti v telo zunaj, niso zelo nevarni, ker je njihova raven premajhna, da bi škodovala zdravju. Plutonij se nanaša na skupino elementov s posebno visoko radiotoksičnostjo. Hkrati imajo različne izotope plutonija različne toksičnosti, na primer, tipičen reaktor plutonij je 8-10-krat strupena kot čista 239pu, saj prevladujejo 240pu nuklides, ki je močan vir alfa sevanja.
Ko je element prejet skupaj z vodo in hrano, manj strupena kot snovi, kot so kofein, nekateri vitamini, psevdoefedrin in številne rastline in gobe. To je pojasnjeno z dejstvom, da se ta element slabo absorbira gastrointestinalni trakt, tudi če je topna sol sprejeta, je ta sol povezana z vsebino želodca in črevesja. Vendar pa lahko absorpcija 0,5 gramov plutonija v majhnem in raztopljenem stanju povzroči smrt zaradi akutnega obsevanja prebavnega sistema v nekaj dneh ali tednih (za cianid, ta vrednost je 0,1 gramov).
Z vidika inhalacije je plutonij navaden toksin (približno ustreza živosrebrm parom). Pri vdihavanju ima plutonij rakotvorne lastnosti in lahko povzroči pljučni rak. Torej, ko je vdihavanje sto miligramov plutonija v obliki delcev optimalno za zadrževanje v velikosti svetlobe (1-3 mikron) vodi do smrti iz edeme pljuč za 1-10 dni. Odmerek dvajsetih miligramov vodi do smrti iz fibroze približno en mesec. Manjši odmerki vodijo k kronični rakotvorni zastrupitvi. Tveganje inhalacije penetracijo plutonija v telo se poveča zaradi dejstva, da je plutonij nagnjen k oblikovanju aerosolov.
Kljub dejstvu, da je kovina, je zelo letena. Dolgoročna ugotovitev kovinskih v zaprtih prostorih znatno poveča njegovo koncentracijo v zraku. Plutonski plutonij na delno se poravna na površini pljuč, se delno spremeni v kri in nato v limf in snov kostnega mozga. Večina (približno 60%) vstopi v kostno tkivo, 30% v jetrih in le 10% izhaja iz naravnega. Količina plutonija, ki je padla v telo, je odvisna od vrednosti aerosolnih delcev in topnosti v krvi.
Tisti ali kako drugače padajo v človeškem telesu plutorij, so podobne lastnostim s trivalentnim železom, zato prodiramo v obtočni sistem, plutonij začne koncentrirati v tkivih, ki vsebujejo železo: kostni mozeg, jetra, vranica. Telo zaznava plutonij kot železo, zato prenosnik beljakovin prevzame plutonij namesto železa, zaradi česar je prenos kisika v telo ustavi. Microfges vzemite plutonij na limfnih vozliščih. Plutonij padel v telo, ki izhaja iz njega zelo dolgo časa - za 50 let od telesa, se prikaže le 80%. Razpolovna doba jeter je star 40 let. Za kostno tkivo je razpolovna doba plutonija stara 80-100 let, koncentracija devetdesetega četrtega elementa v kostnicah je konstantna.
Po vsej drugi svetovni vojni, po koncu, znanstveniki, ki so delali v projektu Manhattan, pa tudi znanstveniki tretjega raiha in drugih raziskovalnih organizacij, izvedli eksperimente s plutonijem na živalih in ljudi. Rezultati študij na živalih so pokazali, da je več miligramov plutonija na kilogram tkiva usodnega odmerka. Uporaba plutonija pri ljudeh je bila, da so kronično bolniki intramuskularno dali 5 μg plutonija. Posledično je bilo ugotovljeno, da je usodni odmerek za pacienta enak enemu plutoniji mikrogramu in da je plutonij bolj nevaren kot radij, in je nagnjen k kopičenju v kostih.
Kot veste, plutonij - element je praktično odsoten v naravi. Vendar pa je bilo približno pet ton, je bilo ločeno v ozračje kot rezultat jedrskih preskusov v obdobju 1945-1963. Skupna količina plutonija, ki se vrže v atmosfero zaradi jedrskih preskusov, dokler osemdesetih let prejšnjega stoletja ocenjuje na 10 ton. Po nekaterih ocenah tal v Združenih državah Amerike v Združenih državah Amerike vsebujejo povprečno 2 milijona (28 mg) plutonija na km2 iz padanja radioaktivnih padavin, ugotovitev plutonija v pacifiku pa se je povečala v primerjavi s celotno distribucijo Jedrski materiali na zemlji.
Zadnji pojav je povezan z jedrskimi testiranjem Združenih držav na ozemlju Marshallovih otokov v pacifiškem poligonu sredi petdesetih let. Čas iskanja plutonija v površinskih vodah oceana je od 6 do 21 let, pa tudi po tem obdobju plutonij pade na dno skupaj z biogenskimi delci, iz katerega je obnovljena topne oblike kot posledica mikrobne razgradnje .
Svetovno onesnaževanje deleža devetdeset četrtega elementa je povezano ne le z jedrskimi preskusi, ampak tudi z nesrečami v proizvodnji in tehniki, ki sodelujejo s tem elementom. Tako je bila januarja 1968, ameriška letalska sila Air Force B-52, ki je imela štiri jedrske stroške na krovu, se je zrušila na ozemlju Grenlandije. Kot posledica eksplozije je prišlo do uničenja stroškov in uhajanje plutonija v ocean.
Še en primer onesnaževanja radioaktivnega okolja kot posledica nesreče je prišlo do sovjetskega vesoljskega plovila "COSMOS-954" 24. januar 1978. Kot posledica nenadzorovanega srečanja iz orbite, satelit z jedrskim virom energije padel na krov na ozemlju Kanade. Kot posledica nesreče v okolju, več kilogramov plutonija-238, ki širi približno 124.000 m² na ozemlje približno 124.000 m².
Najbolj strašen primer uhajanja v nujnih primerih radioaktivnih snovi v okolje - nesreča v Černobilu NEK, ki se je zgodila 26. aprila 1986. Zaradi uničenja četrte električne enote za okolje, 190 ton radioaktivnih snovi (vključno s plutonijev izotopi) na površini približno 2.200 km² vrže.
Plutonija, ki vstopa v okolje, je povezana ne le z umetnimi incidenti. Obstajajo primeri uhajanja plutonija, tako iz laboratorijskih in tovarniških pogojev. Znani so dvajset nujnih primerov uhajanja iz laboratorijev 235U in 239pu. Skozi 1953-1978. V nujnih primerih so povzročili izgubo 0,81 (Mayak, 15. marca 1953) do 10.1 kg (Tomsk, 13. december 1978) 239pu. Incidenti v industrijskih podjetjih, ki so povzeti do smrti dveh ljudi v mestu Los Alamos (21. avgust 1945 in 21. maj 1946) zaradi dveh primerov nesreč in izgub 6,2 kg plutonija. V mestu Sarova leta 1953 in 1963. Približno 8 in 17.35 kg je padlo zunaj jedrskega reaktorja. Eden od njih je leta 1953 pripeljal do uničenja jedrskega reaktorja.
Med delitev jedra 238pu nevtrona, se energija sprosti v količini 200 MEV, kar je 50 milijonov krat večje, kot ko je najbolj znana eksotermna reakcija teče: C + O2 → CO2. "Videti" v jedrskem reaktorju Ena gram plutonija daje 2 107 kcal - to je energija, sklenjena v 4 tonah premoga. Potisk istega plutonijevega goriva v ekvivalentu energije je lahko enak štirideset vagonov dobrega drva!
Menijo, da je "naravni izotop" plutonij (244pu) najdaljši izotop iz vseh transarmanskih elementov. Njegovo razpolovno življenje je 8,26 ∙ 107 let. Znanstveniki so dolgo časa poskušali pridobiti izotop transportalanskega elementa, ki bi obstajal daljši od 244pu - visokih upanja v zvezi s tem so bile dodeljene 247 cm. Vendar se je po svoji sintezi izkazalo, da je obdobje razpolovna doba tega elementa le 14 milijonov let.
Zgodovina
Leta 1934 je skupina znanstvenikov, ki jih je vodila Enrico Fermi, podala izjavo, da so med znanstvenimi deli na Univerzi v Rimu našli kemijski element z zaporedno številko 94. Element pri vztrajanju Fermija je bil poimenovan po Hesperiju, znanstvenik je bil Prepričan, da je odprl nov element, ki se zdaj imenuje plutonij, s tem, ki je dal predpostavko obstoja transuranonskih elementov in postal njihov teoretični odkritja. Ta hipoteza Fermi je branil v svojem Nobelovem predavanju leta 1938. Šele po odprtju osnovnega oddelka nemških znanstvenikov Otto Frisse in Fritz Strasnsman, je bil Fermi prisiljen, da bi v tiskani različici objavil v Stockholmu, ki je bil objavljen leta 1939, kar kaže na potrebo po reviziji "celotnega problema transurnonskih elementov". Dejstvo je, da je delo Frizha in Strazman pokazalo, da je dejavnost, ki jo Fermi, ki ga Fermija v svojih eksperimentih, je posledica oddelka, in ne odprtje transuranonskih elementov, kot je prej verjel.
New - Devetdeset četrtin je bil odprt konec leta 1940. To se je zgodilo v Berkeley na Univerzi v Kaliforniji. Pod bombardiranjem uranovega oksida (U3O8) s težkimi vodikovnimi jedmi (deuterons), skupina ameriških radiokemij, ki jo je vodila Glenn T. Siborg, odkrila neznanega oddajnika delcev alfa s razpolovnim časom 90 let. Ta oddajnik je bil izotop elementa št. 94 z masovnim številom 238. Tako je bila 14. decembra 1940 pridobljena prve mikrogramske količine plutonija skupaj z mešanjem drugih elementov in njihovih spojin.
V okviru eksperimenta, izvedenega leta 1940, je bilo ugotovljeno, da je v izvedeni jedrski reakciji, kratkotrajen izotop Neptun-238 najprej pridobil (pol-življenjska doba 2,117 dni), in je že plutonij-238 od njega:
23392U (D, 2N) → 23893np → (β-) 23894PU
Dolgotrajnejši in dolgotrajni kemijski poskusi na ločitvi novega elementa pred nečistočami je trajal dva meseca. Obstoj novega kemičnega elementa je bil potrjen na noči od 23. do 24. februarja 1941 G. T. SIBORG, E. M. MACMILLAN, J. V. KENNEDY IN A. K. VALLELL Zaradi študije prvih kemijskih lastnosti - sposobnost, da ima obseg, dve stopnji oksidacije. Malo pozneje, kot je konec poskusov, je bilo ugotovljeno, da je ta izotop opazen, in zato nezanimivo za nadaljnje študije. Kmalu (marec 1941) Kennedy, Siborg, Segre in Val sintetiziran bolj pomemben izotop - 239 z obsevanjem urana se močno pospeši v ciklotronskem nevtronu. Ta izotop se oblikuje med razpadom Neptuna-239, jedo alfa-žarke in ima razpolovna doba 24.000 let. Prva čista spojina elementa je bila pridobljena leta 1942, prve uteži kovinskega plutonija pa smo dobili leta 1943.
Ime nove 94 elementa je leta 1948 predlagal Macmillan, ki je več mesecev prej, plutonij odkritje skupaj z F. Eibelon je prejel prvi element, težji od urana - element št. 93, ki je bil imenovan Neptun v čast planeta Neptuna - Prvi za urana. Po analogiji, element št. 94 se je odločil, da pokliče plutonij, saj je planet Pluton drugi za urano. Po drugi strani pa se je Sitobor predlagal, da pokličete nov element "PLOTUI", potem pa sem spoznal, da ime ne zveni zelo v primerjavi s plutonijo. Poleg tega je napredoval druga imena za nov element: ultimium, iztrebljanje, zaradi napačnega časa presoje, da bo plutonij postal zadnji kemijski element v periodnem tabeli. Kot rezultat, je bil element imenovan "plutonij" v čast odprtju zadnjega planeta sončnega sistema.
Iskanje v naravi
Razpolovna doba najbolj živahnega plutonijevega izotopa je 75 milijonov let. Slika je zelo impresivna, vendar se starost galaksije meri z milijalijami let. Iz tega sledi, da so primarni izotopi devetdeset četrti element, ki je nastal med veliko sintezo elementov vesolja, ni bilo možnosti, da bi živela do danes. In vendar to ne pomeni, da plutonij sploh ni v terenu. Nenehno se oblikuje v ure Urant. Zajemanje nevtronov kozmičnega sevanja in nevtronov, ki so nastali med spontano (spontano) delitev jedra 238u, nekateri - zelo malo - atomi tega izotopa se pretvorijo v atome 239U. Jedra tega elementa so zelo nestabilni, oddajajo elektrone in tako povečajo svojo dajatev, nesklacijska tvorba je nastanek prvega transuranonskega elementa. 239np je tudi nestabilna, njena jedra prav tako oddajajo elektrone, tako da v samo 56 urah polovico 239np spremeni v 239pu.
Razpolovna doba tega izotopa je že zelo velika in znaša 24.000 let. V povprečju je vsebnost 239PU približno 400.000-krat manjša od radija. Zato ne samo, da bi dobili - tudi za odkrivanje "zemeljskega" plutonija je nenavadno težko. Majhne količine 239Pu - trilijone frakcije - in razpadajoče izdelke najdete v uranu rude, na primer, v naravnem jedrskem reaktorju v oklo, Gabon (Zahodna Afrika). Tako imenovani "naravni jedrski reaktor" se šteje za edinega na svetu, v katerem se pojavi tvorba aktinidov in njihovih produktov divizije v geosferi. Po modernih ocenah v tej regiji, pred nekaj milijoni let, je bila samozadostna reakcija s sproščanjem toplote, ki je trajala več kot pol milijona let.
Torej, smo že vedeli, da je v urah rude, ki je posledica zajemanja nevtronov, Neptuna (239np), izdelek β-razpadanje, ki je naravni plutonij-239 oblikovan. Zahvaljujoč posebnim napravam - masni spektrometri so našli prisotnost plutonija-244 (244pu), ki ima največji razpolovni čas - približno 80 milijonov let, v prechambrian basenzit (v ceriji rudi). V naravi je 244pu v glavnem v obliki dioksida (PUO2), ki je še manj topna v vodi kot pesek (kremen). Ker je relativno dolgo živelo izotope plutonij-240 (240pu) v verigi plutonije plutonija-244, potem se njegova razpada poteka, vendar je to zelo redko (1 primer za 10.000). Zelo majhne količine plutonija-238 (238pu) se nanašajo na zelo redko dvojno beta razpad mater izotope - Uran-238, ki je bila najdena v uranu rude.
Sledi 247pu in 255PU Izotopi najdemo v prahu, zbranih po eksplozijah termonuklearnih bomb.
Najmanjši količini plutonija hipotetično je lahko v človeškem telesu, glede na dejstvo, da je bila ogromna količina jedrskega preskušanja izvedena na tak ali drugačen način, povezana s plutonija. Plutonij se nabira predvsem v okostju in jetrih, od koder se praktično ne prikaže. Poleg tega je devetindevetdeset element nabira po morskih organizmih; Tla rastline absorbirajo plutonij večinoma skozi korenski sistem.
Izkazalo se je, da umetno sintetiziran plutonij še vedno obstaja v naravi, zakaj ne rudarstvo, in postane umetno? Dejstvo je, da je koncentracija tega elementa premajhna. O drugih radioaktivnih kovin - Radia pravi: "V gramih rudarstva - v letu dela", in radij v naravi 400.000 krat več kot plutonij! Iz tega razloga, ne samo, da bi dobili - tudi za odkrivanje "zemeljsko" plutonij je nenavadno težko. To je bilo mogoče storiti šele po tem, ko so preučevali fizikalne in kemijske lastnosti plutonija, dobljenega v atomskih reaktorjih.
Uporaba
Izotop 239pu (skupaj z U) se uporablja kot jedrsko gorivo energetskih reaktorjev, ki delujejo na toplotnih in hitrih nevtronih (Rhin), kot tudi pri proizvodnji jedrskega orožja.
Približno 370 GW električne energije (ali 15% celotne proizvodnje električne energije na svetu ustvarjajo okoli poldrug jedrskih elektrarn po vsem svetu (ali 15% celotne proizvodnje električne energije na svetu). Pluton-236 se uporablja pri proizvodnji atomskih električnih baterij, katerih življenjska doba sega pet let ali več, se uporabljajo v trenutnih generatorjih, ki spodbujajo delo srca (srčni spodbujevalci). 238pu se uporablja v majhnih jedrskih virih električnega toka, ki se uporablja v vesoljskih študijah. Torej plutonium-238 je vir energije za sonde novih obzorij, Galileo in Cassinija, marša radovednost in drugo vesoljsko plovilo.
Plutonija-239 se uporablja v jedrskem orožju, saj je ta izotop edini primeren nuklid za uporabo v jedrski bombi. Poleg tega je pogostejša uporaba plutonija-239 v jedrskih bombah posledica dejstva, da plutonij zaseda manjši volumen na področju (kjer se nahaja jedro jedra), zato lahko zmagate v eksplozivni jakosti bombe zaradi na to lastnost.
Shema, na kateri se pojavi jedrska eksplozija s sodelovanjem plutonija, je oblikovanje same bombe, katerega jedro je sestavljeno iz krogle, napolnjene s 239pu. V času trčenja s tlemi, je sfere stisnjen na milijon atmosfera zaradi zasnove in zahvaljujoč eksplozivninovi, ki obkroža to sfero. Po udarcu je jedro razširjeno v prostornini in gostoti za najkrajši čas - ducat mikrosekund, sklop zdrsne kritično stanje na toplotnih nevtonov in se premakne v superkritično stanje na hitrih nevtronih - verižna jedrska reakcija se začne z nevtronsko udeležbo in jedro elementov . Z končno eksplozijo jedrske bombe se razlikuje temperatura okoli deset milijonov stopinj.
Izotoki plutonija so našli njihovo uporabo v sintezi Transputium (naslednji po plutonu) elementih. Na primer, v nacionalnem laboratoriju Oak-Ridge z dolgoročno nevtronsko izpostavljenostjo 239pu 24496cm, 24296cm, 24997BK, 25298CF, 25399ES in 257100FM. Na enak način, leta 1944, je bil ameriški prvi prejeti in Ameriji 24195AM. V letu 2010 je plutonij-242 oksid bombardiral s kalcijevimi ioni-48 služil kot vir prejema UNUNKWADDIA.
δ-stabilizirane plutonijeve zlitine se uporabljajo pri proizvodnji bencistov, saj imajo bistveno boljše metalurške lastnosti v primerjavi s čisti plutonijem, ki se pod ogrevanjem podvrže prehodom faznih prehodov in je zelo krhek in nezanesljiv material. Plutonijeve zlitine z drugimi elementi (intermetalne spojine) se običajno pridobijo z neposrednim interakcijo elementov v potrebnih razmerjih, medtem ko se taljenje oblik večinoma uporablja, včasih nestabilne zlitine dobimo z razpršilno padavino ali hlajenjem talit.
Glavni industrijski elementi zlitin za plutonij so galij, aluminij in železo, čeprav je plutonij sposoben oblikovati zlitine in vmesne spojine z večino kovin z redkimi izjemami (kalij, natrij, litij, rubidij, magnezij, kalcij, stroncije, barijev, kalcij in ytterbium ). Kmetijske kovine: Molybden, Niobium, Chrome, Tantalum in volfram, topen v tekočem plutonu, vendar skoraj netopnem ali malo topnega v trdnem plutonu. Indij, silicije, cink in cirkonij so sposobni oblikovati metastable Δ-plutonium (Δ «-Fase) s hitrim hlajenjem. GALIUM, aluminij, ameriški, skandij in cerij lahko stabilizira Δ-plutonij pri sobni temperaturi.
Velike količine Golmije, Hafnia in cestnine vam omogočajo, da ohranite nekaj Δ-plutonija pri sobni temperaturi. Neptun je edini element, ki lahko stabilizira α-plutonij pri visokih temperaturah. Titanium, hafnium in cirkonij stabilizirajo strukturo β-plutonija pri sobni temperaturi z ostrim hlajenjem. Uporaba takšnih zlitin je precej raznolika. Na primer, plutonij-galinska zlitina se uporablja za stabilizacijo Δ faze plutonija, ki preprečuje prehod faze α-Δ. Triple Alloy Plutonija-Gallium-Cobalt (PUGACO5) - Superprevodni zlitina na 18,5 K. Obstaja več zlitin (plutonij-cirkonij, plutonij-cerij in plutonij-cerijev kobalt), ki se uporabljajo kot jedrsko gorivo.
Proizvodnja
Industrijski plutonij se pridobi na dva načina. To je bodisi obsevanje jeder 238U jeder iz jedrskih reaktorjev, ali ločevanje z radiokemičnimi metodami (so-vzbujanje, ekstrakcija, ionska izmenjava itd.) Plutonij iz urana, transuranskih elementov in proizvodov za gorivo, ki jih vsebujejo odpadnega goriva.
V prvem primeru je najpomembnejši izotop v praksi 239pu (v mešanici z majhno mešanico 240 pU), pridobljen v jedrskih reaktorjih s sodelovanjem urana in nevtrona jeder z uporabo β - razpadanja in s sodelovanjem neizvodnih izotopov kot Produkt vmesnega divizije:
23892U + 21D → 23893np + 210n;
23893NP → 23894PU.
β - razpad
V tem procesu Deuteron spada v Uranus-238, zaradi katerega se oblikuje Neptun-238 in dva nevtrona. Nato, Neptun-238 je spontano razdeljen, ki sega beta-minus delcev, ki tvorijo plutonium-238.
Značilno je, da je vsebina 239pu v mešanici 90-95%, 240PU-1-7%, vsebnost drugih izotopov ne presega desetin odstotka. Izotopi z velikimi obdobji pol-življenja - 242pu in 244pu se pridobivata z neprekinjenim obsevanjem z nevtroni 239pu. Poleg tega je izhod 242PU več deset odstotkov, 244PU pa so interesi odstotka 242PU vsebin. Majhne količine izotope-čistega plutonija-238 se oblikujejo med nevtronskim obsevanjem nevtrona-237. Svetlobni izotopi plutonija z množičnimi številkami 232-237 se običajno pridobljeni na ciklotronu, ko je obsevanje uran Isotopes α-delcev.
V drugi metodi industrijske proizvodnje, 239PU uporablja proces pieworc na podlagi ekstrakcije tributil fosfata v svetlobno razredčilo. V prvem ciklu se izvede skupno čiščenje PU in U iz fisijskih proizvodov, nato pa ločitev. V drugem in tretjem ciklusu plutonija je podvrženo nadaljnjemu čiščenju in koncentraciji. Shema takšnega postopka temelji na razlikah v lastnostih štirih insekravnih spojin v skupnih elementih.
Prvotno izrabljeni dvoeleni so razstavljeni in lupina, ki vsebuje porabljen plutonij in uran, odstranimo s fizikalnimi in kemičnimi metodami. Nato se ekstrahirano jedrsko gorivo raztopi v dušikovi kislini. Navsezadnje je to močno oksidacijsko sredstvo, ko se raztopimo in urano, ter plutonij, in nečistoče se oksidirajo. Plutonijevi atomi z ničelno valenco se pretvorijo v PU + 6, raztopljeni, plutonij in urano. Iz take rešitve je devetindevetdeset element zmanjšan na trivalentno stanje z žveplovim plinom, nato pa oborini Lantan fluorid (LAF3).
Vendar pa oborina poleg plutonija vsebuje Neptun in redke zemeljske elemente, vendar glavna masa (urana) ostane v raztopini. Nato se plutonij ponovno oksidira na PU + 6, Lantanum Fluorid pa se ponovno doda. Zdaj so redki elementi obarvani, plutonij pa ostaja v raztopini. Naprej je oksidiran na štiri narišenega stanja s kalijevim BROMAT, saj ta reagent ne deluje na plutonij, nato pa s sekundarnimi padavinami z istim Lanthanne fluoridom, je trivalentni plutonij obori, neptun pa ostaja v raztopini. Končni produkti takih operacij so spojine, ki vsebujejo plutonije - PUO2 ali fluoridni dioksid (PUF3 ali PUF4), od tega (z obnovitvijo barijevega, kalcija ali litijevega para), se dobimo kovinski plutonij.
Priprava čistejšega plutonija se lahko doseže z elektrolitskim rafiniranjem piroochemično proizvedene kovine, ki se proizvaja v celicah za elektrolizo pri temperaturi 700 ° C z elektrolitom iz kalija, natrija in plutonijevega klorida z uporabo volframovega ali tantalskega katoda. Plutomonija, proizvedena na ta način, ima čistost 99,99%.
Za pridobitev velikih količin plutonija, reaktorjev - multiplikatorjev, tako imenovanih "branilcev" (iz angleškega glagola, da vzgajajo - množijo). Podatkovni reaktorji so pridobili ime zaradi njihove možnosti, da se pridobijo delitveni material v količini, ki presega stroške tega materiala za prejemanje. Razlika med reaktorji te vrste od ostalih je v tem, da nevtroni ne upočasnijo v njih (ni moderatorja, na primer, grafita), da bi jih čim bolj reagirali z 238U.
Po reakciji se oblikujejo 239U atomov, ki se v prihodnosti in obrazec 239PU. Jedro takega reaktorja, ki vsebuje PUO2 v dioksidu dioksida urana (UO2), je obdan z lupino še bolj izčrpanega urana-238 dioksida (238U2), v katerem se oblikuje 239pu. Skupna raba 238U in 235U omogoča "konderje", da proizvajajo iz naravnega urana energije 50-60-krat več kot drugi reaktorji. Vendar pa ti reaktorji imajo veliko pomanjkanja - gorivne linije morajo ohladiti medij, ki ni voda, kar zmanjšuje njihovo energijo. Zato je bilo odločeno, da uporabite natrij tekočine kot hladilnik.
Gradnja takšnih reaktorjev v Združenih državah Amerike se je začela po koncu druge svetovne vojne, ZSSR in Združenega kraljestva pa sta začela svoje ustvarjanje le v petdesetih letih.
Fizične lastnosti
Plutonij je zelo težka (gostota z n. 19.84 g / cm³) Srebrna kovina, v prečiščenem stanju, ki je zelo podobna nikelj, vendar se plutonij hitro oksidira v zraku, pritrdi in tvori mavrični film, najprej rumeno, nato pa se spreminja v Temno vijolično. Z močno oksidacijo na površini kovine se pojavi oljčni zeleni oksid prašek (PUO2).
Plutonij je zelo elektrodnativen in kemično aktivna kovina, večkrat več kot urana. Ima sedem alotropnih sprememb (α, β, γ, δ, δ, ε in ζ), ki se spremenijo v določenem segmentu temperatur in pri določenem tlačnem območju. Pri sobni temperaturi je plutonij v α-obliki - to je najpogostejša za plutonij alotropno modifikacijo. V alfa fazi Čisti plutoniji krhke in zelo toge - ta struktura je približno enako trdega kot siva litega železa, če ni dopirana z drugimi kovinami, ki bo dala plastičnost in mehkobo. Poleg tega , v tej največji gost obliki plutonija - šesti od elementa gostote (je težji od njenega edinega osmija, iridij, platina, renija in neptunium). Nadaljnje alotropne transformacije plutonija spremljajo spremembe, podobne skoku. Torej, za Primer, se ne širi s 310 na 480 ° C, kot druge kovine, in stiskanja (delta faze "in" delta pribl "). Ko se združuje (prehod iz faze EPSILON v tekoči fazi), se stisnjen tudi plutonij, omogočanje nedravljivega plutonija, da se pojavi.
Plutonij ima veliko število nenavadnih lastnosti: ima najnižjo toplotno prevodnost vseh kovin - pri 300 K je 6,7W / (m K); Plutonij ima najnižjo električno prevodnost; V tekoči fazi - plutonij je najbolj viskozna kovina. Posebna odpornost devetdesetega četrtega elementa pri sobni temperaturi je za kovino zelo velika, ta funkcija pa bo okrepljena z zmanjšanjem temperature, ki ni značilna za kovine. Takšna "anomalija" je izslejena do temperature 100 K - pod tem žigom, električni upor se bo zmanjšal. Vendar pa se je od ravni 20 do odpornosti ponovno začela povečevati zaradi sevalne aktivnosti kovine.
Plutonij ima najvišjo električno upornost med vsemi raziskanimi aktinoidi (v tem trenutku), ki je 150 μm cm (pri 22 ° C). Ta kovina ima nizko tališče (640 ° C) in nenavadno visoko vrelišče (3,227 ° C). Bližje tališče, tekoča plutonija ima zelo visoko indikator viskoznosti in površinsko napetost v primerjavi z drugimi kovinami.
Zahvaljujoč radioaktivnosti, plutonij toplo na dotik. Velik kos plutonija v termalni črpalki se segreje na temperaturo, ki je večja od vodne vrelišče! Poleg tega, zaradi svoje radioaktivnosti, plutonij sčasoma spreminjajo spremembe v njegovi kristalni rešetki - obstaja nekakšno žarjenje zaradi samostojnega pogona zaradi povečanja temperature nad 100 K.
Prisotnost velikega obsega vseh altropskih sprememb v plutonij je otežuje kovino pri obdelavi in \u200b\u200bvaljanju zaradi faznih prehodov. Že vemo, da je v alfa-obliki je devetdeset četrti element podoben lastnosti z litino, vendar ima lastnost, da se spremeni in spremeni v plastični material, in oblikovati kovanje β-oblike pri višjih temperaturnih območjih. Plutonij v δ-obliki je običajno stabilen pri temperaturah s 310 ° C do 452 ° C, vendar lahko obstaja pri sobni temperaturi, če je dopiran z nizko grobo aluminij, cerij ali inliji vsebnost. Medtem ko se v zlitinah s temi kovinami lahko med varjenjem uporabi plutonij. Na splošno je delta oblika bolj izrazita kovinska značilnosti - za moč in sposobnost, da kovanje blizu aluminija.
Kemijske lastnosti
Kemični lastnosti devetdesetega četrtega elementa so v veliki meri podobne lastnosti njegovih predhodnikov v periodičnem sistemu - urana in Neptal. Plutonij je precej aktivna kovina, tvori spojine z oksidacijskimi stopnjami od +2 do +7. V vodnih raztopinah element kaže naslednje oksidacijske stopnje: PU (III), kot PU3 + (obstaja v kislih vodnih raztopinah, ima svetlo vijolično barvo); PU (IV), kot PU4 + (čokoladni odtenek); PU (V), kot PUO2 + (svetlobna raztopina); PU (vi), kot PUO22 + (svetlo oranžna raztopina) in PU (VII), kot PUO53- (zelena raztopina).
Poleg tega so lahko ti ioni (razen PUO53-) v raztopini istočasno v ravnovesju, ki je pojasnjen s prisotnostjo 5F elektronov, ki se nahajajo na lokaliziranem in delokaliziranem elektronskem orbitalnem območju. V PH 5-8, PU (IV) prevladuje, ki je najbolj stabilen med drugimi Valetence (oksidacijske stopnje). Plutonijevi ioni vseh stopenj oksidacije so nagnjeni k hidrolizi in kompleksiranju. Sposobnost oblikovanja takšnih spojin se poveča v PU5 +
Kompaktni plutonij počasi oksidiran v zraku, prekrit s iris oksid iris. Naslednji plutonijevi oksidi so znani: PUO, PU2O3, PUO2 in PU2O3 - PU4O7 (bertellide) faza. V prisotnosti manjše količine vlage se hitrost oksidacije in korodira bistveno poveča. Če je kovina dovolj izpostavljena majhnim količinam mokrega zraka, se na površini oblikuje plutonijev dioksid (PU2). S pomanjkanjem kisika se lahko njegov dihidrid oblikuje (PUH2). Presenetljivo je plutonij prekrit z rje v inertni plinski atmosferi (na primer argon) z vodno paro, veliko hitreje kot suhim zrakom ali v čistem kisiku. Dejstvo je, da je to dejstvo enostavno razložiti - neposredni učinek kisika tvori plast oksida na površini plutonija, ki preprečuje nadaljnje oksidacije, prisotnost vlage povzroči ohlapno mešanico oksida in hidridja. Mimogrede, zahvaljujoč natančnemu takemu premazom, kovino postane piroforni, to je, da je sposoben samo-gorenja, zato je kovinski plutonij običajno obdelan v inertnem argonu ali dušikovi atmosferi. Hkrati je kisik zaščitna snov in preprečuje vpliv vlage na kovino.
Devetdeset četrti element reagira s kislinami, kisikom in njihovimi pari, vendar ne z alkalisom. Plutonij je dobro topen samo v zelo kislih medijih (na primer hidroklorikova kislina HCl), kot tudi raztopljen v kloridu, klorovomorod, bromomomorod, 72% klorovodikovi kislini, 85% H3PO4 ortofosforna kislina, koncentrirano CCL3COOH, sulfamsko kislino in koncentriramo dušikova kislina. V raztopinah se alkaliji plutonija ne smemo raztaliti.
Ko je izpostavljen alkalijam na rešitvah, ki vsebujejo štiri valence plutonij, PU (OH) 4 xH2O hidroksid oborimo z glavnimi lastnostmi. Ko je izpostavljena alkalijam na soli, ki vsebujejo rešitve PUO2 +, Puo2OH amfoter hidroksid pade. Odgovori na sol - plutonite, na primer na2pu2o6.
Plutonijeve soli so lahko hidrolizirane s stikom z nevtralnimi ali alkalnimi raztopinami, ki ustvarjajo netopen plutonijev hidroksid. Koncentrirane raztopine plutonija so nestabilne zaradi radiolitičnega razgradnje, ki vodi do padanja sedimenta.
Radionuklide, ki tvorijo odmerek. 5. del.
Datum: 03/08/2011
Zadeva: Zdravje.
Navedene so glavne značilnosti radionuklidov, ki tvorijo odmerke. Glavni poudarek je na predstavitvi potencialne nevarnosti radionuklidov. Za namene varnostnih namenov se upoštevajo radiotoksične in radioiološke učinke učinkov radioizotopov na telo in okolje. Zgoraj to omogoča bolj zavestno sklicevanje na nevarnost sevanja v radionuklidih, ki tvorijo odmerek.
11. CEZIY-137
CESIUM (lat. cezija. - CS, kemični element I Skupina periodičnega sistema MendelEV, atomsko številko 55, atomska teža 132,9054. Imenovan iz latinskega caesius. - modra (odprta v svetlih modrih spektralnih linijah). Srebrna bela kovina iz alkalne skupine; izguba, mehka, kot vosek; Gostota 1.904 g / cm 3 in ima UD. Teža 1.88 (pri 15 ° C), T PL - 28.4ºС. V zraku vnetljivo, z vodo reagira z eksplozijo. Glavni mineralni - Pomoč.
34 CESIUM Izotopi z množičnimi številkami 114-148 so znani, na samo enem (133 CS) stabilni, ostali pa so radioaktivni. Izotopska razširjenost cezija-133 v naravi je približno 100%. 133 CS se nanaša na razpršene elemente. V manjših količinah je vsebovano v skoraj vseh predmetih zunanjega okolja. Clark (povprečna) vsebnost nuklide v zemeljski skorji - 3,7 ∙ 10 -4%, v tleh - 5 ∙ 10 -5%. CESIUM je stalna mikroelement rastlinskih in živalskih organizmov: v živo fitomass je vsebovano v količini 6 ∙ 10 -6%, v človeškem telesu - približno 4 g. Z enotno porazdelitvijo cesija-137 v telesu a Oseba s posebno aktivnostjo 1 BC / kg močjo čudovitega odmerka, po različnih avtorjev, se giblje od 2,14 do 3,16 μg / leto.
V naravi, ta srebrna bela alkalna kovina najdemo v obliki stabilnega CS-133 izotopa. To je redek element s povprečno vsebino v zemeljski skorji 3,7 ∙ 10 -4%. Normalno, naravno cezij in njene povezave ne radioaktivno. Radioaktivni samo umetno pridobljeni izotop 137 CS. Dolgorojen radioaktivni cezijev izotop 137 CS se oblikuje pri delitvi jedra 235 u in 239 PU z donosom okoli 7%. Z radioaktivnim razpadom, 137 CS oddaja elektrone z največjo energijo 1173 KEV in se spremeni v kratkotrajna γ-emittit Nudlide 137M BA (tabela 18). Ima najvišjo med alkalnimi kovinami s kemijsko aktivnostjo, je mogoče shraniti samo v zapečatenih vakuumskih ampul.
Tabela 18.
Glavne značilnosti CESIA-137
| Izotop. | Glavni pogled sevanje | Half-Life, t 1/2 | Vrednost UV-a voda , BK / DM 3 | Naravne različice OA v vodah (MIN-MAX), BK / DM 3 |
137 CS. | β (e β max \u003d 1173 KEV); | 11.0 (NRB-99) | n ∙ 10 -3 - n ∙ 10 -2 |
Kovinski ceziji se uporabljajo v fotoceli in fotomokultipniki pri proizvodnji fotokatode in kot getter v luminiscentnih cevi. CESE Pari - Delovna tekočina v generatorjih MHD, plinski laserji. CESIUM spojine se uporabljajo v nočnem vidnem optikam in napravam.
Pri proizvodih reakcije jedrske fisije obstajajo velike količine razgrajenega radionuklida cezija, med katerimi je 137 CS najbolj nevarno. Vir onesnaževanja je lahko radiokemične rastline. Emisije CESIUM-137 v okolju se pojavljajo predvsem kot posledica jedrskih preskusov in nesreč na jedrskih elektrarnicah. Do začetka leta 1981 je skupna aktivnost 137 CS omogočena v okolju dosegla 960 PBC. Gostota onesnaževanja na severnih in južnih poloblah in v povprečju na svetu je bila 3,42; 0,86 in 3.14 KBK / M 2, na ozemlju nekdanje ZSSR v povprečju - 3.4 KBK / M 2.
Ko se pojavi nenamerne nesreče v južnih Urasu leta 1957, je prišlo do toplotne eksplozije odlagališča radioaktivnih odpadkov, radionuklide pa smo prejeli v ozračju s skupno aktivnostjo 74 PBC, vključno z 0,2 PBC 137 CS. V požaru na RHH v WyndDskayleu v Združenem kraljestvu leta 1957 je potekal 12 PBC radionuklidov, od tega 46 TBK 137 CS. Tehnološki izpust radioaktivnih odpadkov Mayak Enterprise v južnih Urasih v Republiki. Turch leta 1950 je bil 102 PBC, vključno s 137 CS 12,4 PBC. Odstranjevanje vetra radionuklidov iz poplavneplate. Karachay v južnem Uradu leta 1967 je znašal 30 TBK. 137 CS je predstavljalo 0,4 TBK.
Resnična katastrofa je bila leta 1986 nesreča na jedrski elektrarni v Černobilu (černobil): 1850 PBC radionuklidov je bila vržena iz uničenega reaktorja, 270 PBC pa je predstavljala delež radioaktivnega cezeja. Širjenje radionuklidov je vzelo planetarno lestvico. V Ukrajini, v Belorusiji in osrednjem okrožju Ruske federacije, več kot polovica skupnega števila radionuklidov, ki so bile poravnane v CIS. Obstajajo primeri onesnaževanja zunanjega okolja zaradi malomarnega skladiščenja radioaktivnih virov cezija za medicinske in tehnološke namene.
Cezij-137 se uporablja v gama flaawectoscopy, merilno opremo, za sevanje sterilizacijo hrane, medicinskih pripravkov in drog, v radioterapiji za zdravljenje malignih tumorjev. Cezij-137 se uporablja tudi pri proizvodnji radiotopotopa tokovnih virov, kjer se uporablja v obliki cesijevega klorida (gostota 3,9 g / cm 3 , Sprostitev energije približno 1,27 W / cm 3 ).
Cezij-137 se uporablja v senzorjih omejevalnih stopenj v razsutem stanju v neprozornih bunkerjih. Cezij-137 ima določene prednosti preko radioaktivnega kobalta-60: daljše razpolovni čas in manj togega gama sevanja. V zvezi s tem so naprave, ki temeljijo na 137 CS, trajnejše, zaščita pred sevanjem pa je manj okorna. Vendar pa te prednosti postanejo resnične le v odsotnosti nečistoče 137 CS s krajšim razpolovnim časom in strogim gama sevanjem.
Široka distribucija, prejeta kot vir γ-sevanja. V medicini, cezijev viri, skupaj z radijem, se uporabljajo v terapevtskih γ-naprav in naprav za intramana in traku gama terapijo. Od leta 1967 se pojav prehoda med dvema ultra tankostjo glavnega stanja atoma CESIUM-137 uporabljata za določitev ene od glavnih merilnih enot - sekund.
Radizese 137 CS izjemno tehnogeni radionuklid, njegova prisotnost v mediju v študiji je povezana s testi jedrskega orožja ali z uporabo jedrskih tehnologij. 137 CS - β-γ-oddajanje cezija radioizotopo, eden glavnih komponent tehnogeničnega radioaktivnega onesnaženja biosfere. Oblikovana je zaradi jedrskih fisijskih reakcij. V radioaktivnih padavih, izpustih, radiokemičnih rastlinskih odpadkih. OA 137 CS v pitni vodi je omejena na ravni 11BQ / DM 3 ali 8 BK / DM 3.
Geokemična značilnost 137 CS je njena sposobnost, da zelo trdno odloži naravne sorbence. Posledica tega je, da se pri vstopu v OPS, njena dejavnost hitro zmanjša z odstranitvijo iz vira onesnaževanja. Naravne vode so relativno hitro samočistilne zaradi absorpcije 137 CS z zdravilom Weigon in spodnjimi usedlinami.
Cezija se lahko nakopiči v kmetijskih rastlinah in zlasti v semenu. Najbolj intenzivno prihaja iz vodnega medija in z visoko hitrostjo, ki se giblje v tovarni. Izdelava v tleh gnojil za kalijo in ljubeč bistveno zmanjšajo absorpcijo cezij s strani rastlin, in močnejši je višji delež kalija.
Koeficient akumulacije je še posebej visok v sladkovodnih algah in arktičnih deželah (zlasti, lišajev), od živali sveta - v severnem jelenu nad Yagelom, ki ga hranijo. Notranjost živih organizmov cezija-137 v glavnem prodre skozi dihalne in prebave organov. Ta nuklide prihaja predvsem s hrano v količini 10 μg / dan. Iz telesa se izloča predvsem z urinom (povprečno 9 μg / dan). Cezium je stalni kemični mikrokomponento telesa rastlin in živali. Glavni cenijev ceni v organizmu sesalcev - mišice, srca, jetra. Približno 80% cezije je padlo v telo, ki se nabira v mišicah, 8% v okostju, preostalih 12% pa se enakomerno porazdelijo na drugih tkivih.
Cezij-137 se izloča predvsem skozi ledvice in črevesje. Biološko obdobje pol-raziskovanja akumuliranega cezija-137 za osebo se šteje, da je enako 70 dni (v skladu z Mednarodno komisijo za radiološko zaščito). V postopku izpeljave se znatne količine cezija ponovno absorbirajo v kri v nižjih črevesnih oddelkih. Učinkovita sredstva za zmanjšanje absorpcije cezija v črevesju je ferocianid sorbent, ki veže nuklid v neupravičeno obliko. Poleg tega, da pospešitev odstranitve nuklide spodbuja naravne izločenih procesov, se uporabljajo različni kompleksi.
Razvoj sevalnih lezij pri ljudeh je mogoče pričakovati, ko je odmerek absorbira okoli 2 g ali več. Odmerki v 148, 170 in 740 MBK ustrezajo svetlobi, srednji in hudi stopnji lezije, vendar se sevalna reakcija že omejuje v enotah MBC.
137 CS spada v skupino radioaktivnih snovi, ki jih organe in tkiva enakomerno porazdelijo, zato se nanašajo na srednje meglo na radio toksičnosti nuklidov. Ima dobro sposobnost prodreti v telo skupaj s kalijem skozi živilske verige.
Glavni vir vnosa cezija v človeškem telesu - onesnaženo z nuclide živilom živalskega izvora. Vsebnost radioaktivnega cezija v litru kravjega mleka doseže 0,8-1,1% dnevnega prihoda nuklida, koze in ovc - 10-20%. Vendar pa se v glavnem nabere v živalskem mišičnem tkivu: v 1 kg krav, ovac, ovac, prašičev in piščancev vsebujejo 4,8, 20 in 26% (oziroma) od dnevnega vnosa cezij. V beljakovin piščančjega jajca je manj 1,8-2,1%. Celo v velikih količinah se kazium nabira v mišičnih tkivih hidrobij: aktivnost 1 kg sladkovodnih rib lahko preseže aktivnost 1 l vode za več kot 1000-krat (po morje - spodaj).
Glavni vir cezija za prebivalstvo Rusije - mlečnih izdelkov in žitnih izdelkov (po nesreči na Černobilumu - mlečni izdelki in mesu), v državah Evrope in ZDA, CESIUM prihaja predvsem z mlečnimi in mesnimi izdelki ter manj z zrnom in zelenjava. Stalno notranje obsevanje, ki je nastalo na ta način, povzroča bistveno več škode kot zunanja izpostavljenost temu izotopu.
Objavljene tehnike za merjenje aktivnosti 137 CS Po njenem β-sevanju kažejo na radiokemično pripravo vzorca in sproščanje cezija z visoko stopnjo čistosti za odpravo motečega učinka drugih β-emisijskih emisij. Sodobne metode za določanje 137 CS temeljijo, praviloma, ob registraciji gama sevanja z energijo 661,6 KEV. Razdeljeni so na instrumentalno, spodnjo mejo določanja (NVO), katerih je 1-10 BQ / kg (ali BC / DM 3), in metode s predhodnim kemičnim obogatitvijo (NPOS do 10 -2-i / kg). Za koncentracijo 137 CS iz razredčenih raztopin se najpogosteje uporablja njegov niklja, baker, cink, likalnik, kobalt, kalcij, kalcij, magnezij ali sorbent-zbiratelje, ki temeljijo na njih.
12. plutonij
Plutonij (plutonij.) PU - umetni radijski kemijski element III periodičnega sistema periodičnega sistema MENDELEEV elementov, atomske številke 94, transaranski element pripada aktinoidom. Prvi nuclide 238 PU je bil odprt leta 1940. T.SIBORG (G.TH.Seaborg), E.M. MAK MILLAN (EM McMillan), J.e. Banknedy (jekennedy) in a.ch.valom (a.ch.wahl). Spomladi leta 1941 je bila najdena Siforg z zaposlenimi in prvič dodeljena četrtina mikrograma 239 PU po razpadu 239 NP, ki je nastala med obsevanjem 238 u težkih vodikovih jeder (dietone). Po uranu in Neptal je nov element prejel svoje ime v čast Pluto planets odprta leta 1930. Od 24. avgusta 2006, z odločbo Mednarodne astronomske unije, Pluto ni več planet sončnega sistema. V grški mitologiji, Pluton (je pomoč) - Bog kraljestva mrtvih.
Plutonij je najbolj nevarna težka kovina. Ima 15 radioaktivnih izotopov z množičnimi številkami od 232 do 246, predvsem α-emisij. Na Zemlji so samo sledi tega elementa in samo v urah rude. Vrednosti T½ vseh izotopov plutonija so veliko manj kot starost zemlje, zato je celoten primarni plutonij (obstajal na našem planetu med njegovo tvorbo) popolnoma propadel. Vendar pa so nepomembni zneski 239 PU stalno oblikovani na β-razpadu 239 NP, ki se po drugi strani pojavi z jedrsko reakcijo urana z nevtroni (na primer kozmično nevtroni sevanja).
Zato se TRACES Plutonija najdemo v uranu Rude v takih mikroskopskih količinah (0,4-15 delov PU za 10 12 delov U), ki ne morejo biti govori o njegovi ekstrakciji iz urana rude. Približno 5000 kg je bil sproščen v ozračje kot rezultat jedrskih preskusov. Po nekaterih ocenah tal v Združenih državah Amerike vsebuje povprečno 2 milijona (28 mg) plutonija na km 2 od padanja radioaktivnih padavin. To je tipičen izdelek ustvarjanja človeških rok; Pridobi se v jedrskih reaktorjih iz urana-238, ki se dosledno obrača v Uranus-239, NEPTUN-239 in plutonij-239.
Plutonium-238, -240, -242 Izotopi niso razdeljeni z materiali, lahko pa jih razdelimo pod delovanjem visokoenergetskih nevtronov (so deljivo). Ne morejo vzdrževati verižne reakcije (z izjemo plutonija-240). Dobimo 32 PU - 246 PU izotopov; Obstajajo tudi 247 PU in 255 PUS med izdelki Fusion Exepsion Thermonuklearske bombe. Najbolj stabilna je povečanje 244 PU (a-razpadanja in spontana delitev, T 1/2.\u003d 8,2 · 10 7 let, atomska teža 244.0642). V prosti obliki krhke srebrne bele kovine. V prahu, zbranih po eksplozijah termonuklearnih bomb, se nahajajo sledi izotopov 247 PU in 255 PU-jev.
Za jedrske raziskave in oblikovanje jedrske industrije v Združenih državah Amerike, kot so kasneje in v ZSSR, so bile velike sile in sredstva vrgli. V kratkem času so raziskane jedrske in fizikalno-kemijske lastnosti plutonija (tabela 19). Prva jedrska naboj, ki temelji na plutoniji, je 16. julija 1945 naletel na poligon Alamogordo (Trial Naslov). V ZSSR so se prvi poskusi pridobivanja 239 PU začeli leta 1943-1944. pod vodstvom akademika i.v. KRCHATOVA IN V.G. Chlopin. Prvič je bil plutorij v ZSSR izoliran iz nevtrona, obsevanega urana. Leta 1945 in leta 1949 je prvi Radiocemijski razdelilni obrat začel delati v ZSSR.
Tabela 19.
Jedrske lastnosti najpomembnejših izotopov plutonija
| Jedrske lastnosti | Plutonij-238. | Plutonij-239. | Plutonij-240. | Plutonij-241. | Plutonij-242. |
Razpolovni čas, leta | |||||
Aktivnost, KI / G | |||||
Vrsta radioaktivnega razpada | alpha Decay. | alpha Decay. | alpha Decay. | beta razpad | alpha Decay. |
Energija radioaktivne razpada, MeV |
Opomba. Vsi plutonijevi izotopi so šibki odmiki gama. Plutonij-241 se spremeni v Ameristovito-241 (zmogljiv Gamma Emitter)
Samo dva plutonija izotopa imata praktično uporabo v industrijskih in vojaških namenih. Pluton-238, pridobljen v jedrskih reaktorjih iz Neptuna-237, se uporablja za proizvodnjo kompaktnih termoelektričnih generatorjev. Med razpadom ene atomskega jedra plutonija-238 se sprošča šest milijonov elektronskih voltov. V kemijski reakciji se enako energijo razlikuje med oksidacijo več milijonov atomov. V viru električne energije, ki vsebuje en kilogram plutonija-238, se toplotna moč 560 MW razvija. Največja moč enake mase kemičnega toka Vir je 5 W.
Obstaja kar nekaj oddaj s podobnimi energetskimi značilnostmi, vendar ena posebnost plutonija-238 omogoča, da je to izotop nepogrešljiv. Običajno alfa depada spremlja močna gama sevanje, ki prodira največjo debelino snovi. 238 PU - izjema. Energija gama Quanta, ki spremlja propadanje njegovega jedra, je majhna, da se zaščiti pred tem, enostavno: sevanje se absorbira s tanko steno posodo. Mala in verjetnost spontane delitve jedra tega izotopa. Zato je ugotovil, da se ne uporablja samo v trenutnih virih, temveč tudi v medicini. Plutonimi-238 baterije služijo kot vir energije v posebnih srčnih stimulansih, ki doseže 5 let in še več.
Plutonija-berilijeva zlitina deluje kot laboratorijski vir nevtronov. Izotop PU-238 se nahaja v številnih atomskih termoelektričnih generatorjih na krovu vesoljskih raziskovalnih aparatov. Zaradi dolge življenjske dobe in visoke toplotne energije se ta izotop uporablja skoraj izključno na kozmični ritem, na primer, na vseh napravah, ki plujejo na orbiti Marsa.
Od vseh izotopov, PU-239 je najbolj zanimivo, njegov razpolovni čas je 24110 let. Kot cepljivega materiala se 239 PU široko uporablja kot jedrsko gorivo v atomskih reaktorjih (energija, sproščena med delitvijo 1 g. 239 PU, kar ustreza vročini, ki se sprošča med izgorevanjem 4000 kg premoga), pri proizvodnji jedrskega orožja (tako imenovano "orožje plutonij") in v atomskih in termonunuklearnih bombah, kot tudi za jedrske reaktorje na hitrih nevtronih in atomskih reaktorjev civilnih in raziskovalnih destinacij. Kot vir α-sevanja plutonija, skupaj z 210 PO, se široko uporablja v industriji, zlasti, v eliminacijskih napravah elektrostatičnih dajatev. Ta izotop se uporablja in kot del instrumentacije.
Plutonij ima veliko posebnih lastnosti. Ima najnižjo toplotno prevodnost vseh kovin, najnižja električna prevodnost, z izjemo mangana. V tekoči fazi je najbolj viskozna kovina. Tališče -641 ° C; Vrelišče -3232 ° C; Gostota - 19.84 (v fazi alfa). To je izjemno elektronealni, kemično aktivni element, veliko več kot uran. Hitro umazano, ki tvori mavrični film (kot je mavrični oljni film), najprej svetlo rumeno, s časom, ki prehaja v temno vijolično. Če je oksidacija precej velika, na njegovi površini se pojavi oljčni zeleni oksidni prašek (PUO 2). Plutonij je nestrpno oksidiran in hitro jedko tudi v prisotnosti manjše vlažnosti.
Pri spreminjanju temperature plutonija je izpostavljena najmočnejšim in nenaravnim spremembam gostote. Plutonij ima šest različnih faz (kristalne strukture) v trdni obliki, več kot kateri koli drug element.
Plutonijeve spojine s kisikom, ogljikovim in fluorjem se uporabljajo v jedrski industriji (neposredno ali kot vmesni materiali). Kovinski plutonij se ne raztopi v dušikovi kislini, temveč plutonijev dioksid raztopi v vroči koncentrirani dušikovi kislini. Vendar pa je v trdni zmesi z uranskim dioksidom (na primer v izpušnem gorivu jedrskih reaktorjev), se topnost plutonijevega dioksida v dušikovi kislini poveča, saj se uran dioksid raztopi v njem. Ta funkcija se uporablja pri obdelavi jedrskega goriva (tabela 20).
Tabela 20.
Plutonijeve spojine in njihova uporaba
| Plutonijeve spojine | Uporaba |
PUO 2 plutonijev dioksid | V mešanici z uran dioksidom (UO 2), ki se uporablja kot gorivo za jedrske reaktorje |
Plutonijevi karbid (PUC) | Potencialno se lahko uporablja kot gorivo za reaktorje Brother (multiplikatorji) |
Plutonij trifluorid (PUF 3) | So vmesne spojine v proizvodnji kovinskega plutonija |
| Plutonijevim nitrate - PU (št. 3) 4 in PU (št. 3) 3 | Se ne uporablja. So izdelki za recikliranje izdelkov (pri odstranjevanju plutonija iz izrabljenega jedrskega goriva) |
Glavni plutonijevi spojine: PUF 6 (tekočina z nizko vreliščem; Termično bistveno manj stabilna od UF 6), Trdna PUO 2 oksid, Puc Carbide in Pun Nitride, ki se v mešanicah z ustreznimi uranskimi spojinami lahko uporabimo kot jedrsko gorivo.
Naprave za radioizotopo, kot so ionizacijski alarmi ali kazalniki dima radioizotope, so bili doseženi največji razmnoževanje. Z mehansko obdelavo, plutonij zlahka tvori aerosole.
V naravi se oblikuje na β-razpadu NP-239, ki se po drugi strani pojavi jedrsko reakcijo urana-238 z nevtroni (na primer nevtron kozmičnega sevanja). Industrijska proizvodnja PU-239 temelji tudi na tej reakciji in se pojavi pri atomskih reaktorjih. Plutonij-239 je prvi, ki se oblikuje v jedrskem reaktorju pod obsevanjem urana-238 kot daljšim tem postopkom, se pojavijo bolj težji izotopi plutonija. Plutonija-239 bi morala biti kemično ločena od fisijskih izdelkov in preostanek uran. Ta proces se imenuje predelava. Ker imajo vsi izotopi enako število protonov in različnih - nevtronov, njihove kemijske lastnosti (kemijske lastnosti so odvisne od števila protonov v jedru), so zato zelo težko razdeliti izotope s pomočjo kemijskih metod.
Naknadna ločitev PU-239 iz urana, Neptuna in visokotlačnih cepljenih proizvodov se izvajajo na radiokemičnih tovarnah z radiokemičnimi metodami (ekstrakcijo, ekstrakcijo, extracting, ionske izmenjave drugih) kovinski plutonij se običajno pridobi z obnovo PUF 3, PUF 4 ali PUO 2 pari barijevega, kalcija ali litija.
Nato se uporablja svojo sposobnost, da se razdeli pod delovanjem nevtronov v atomskih reaktorjih, in sposobnost samozadostnega verižnega reakcije delitve v prisotnosti kritične mase (7 kg) - v atomskih in termonuklearnih bombah, kjer je glavna sestavina. Kritična masa njene α-modifikacije je 5,6 kg (krogla s premerom 4,1 cm). 238 PU se uporablja v atomskih električnih baterijah z dolgo življenjsko dobo. Izotoki plutonija služijo kot surovine za sintezo transpuntalnih elementov (AM, itd.).
Lociranje nevtronov PU-239, lahko dobimo mešanico izotopov, iz katerih je izotop PU-241, kot tudi PU-239, razdeljen in se lahko uporabi za pridobivanje energije. Vendar pa njegova razpolovni čas 14,4 leta, ki mu ne omogoča, da še naprej nadaljuje, poleg tega razpada, je ne-majhna AM-241 (α-, γ-radioaktivna) s razpolovnim časom 432,8 let. Izkazalo se je, da je približno vsakih 14 let količina AM-241 v okolju podvojila. Zaznavanje, tako kot drugi transaranski elementi, konvencionalna γ-spektrometrična oprema je zapletena in zelo specifične in drage metode odkrivanja so potrebne. Izotop PU-242 o jedrskih lastnostih je najbolj kot Uran-238, AM-241, pridobljen z razpadom Izotopa PU-241, je bil uporabljen v detektorjih dima.
Amerika-241, kot tudi drugi transaranski elementi (Neptun, Kalifornija in drugi), je ekološko nevaren radionuklid, ki je pretežno α-emisijski element, ki povzroča interno obsevanje telesa.
Plutonij, nabrano na zemlji, je več kot dovolj. Njegova proizvodnja ni potrebna za obrambo in energijo. Kljub temu pa od 13 reaktorjev, ki so obstajali v ZSSR, ki proizvaja orožje plutonij, še naprej delajo 3: dva od njih v Seversku. Zadnji tak reaktor v Združenih državah je bil ustavljen leta 1988.
Kakovost plutonija je določena z odstotkom izotopov v njem (razen plutonija-239) (tabela 21).
Za septembra 1998 so bile cene plutonija, ki jih je določila izotopski oddelek OK National Lab (ORNL), kot sledi: $ 8,25 / mg na plutonium-238 (97% čistost); 4,65 $ / mg na plutonium-239 (\u003e 99,99%); 5,45 $ / mg na plutonium-240 (\u003e 95%); $ 14,70 / mg na plutonij-241 (\u003e 93%) in 19,75 $ / mg na plutonium-242.
Tabela 21.Kakovost plutonija
Ta klasifikacija plutonija v kakovosti, ki jo je razvila Ministrstvo ZDA za energijo, je precej samovoljno. Na primer, iz goriva in reaktorja plutonija, manj primerna za vojaške namene kot orožje, je lahko tudi jedrska bomba. Plutovonij katere koli kakovosti se lahko uporabi za ustvarjanje radiološkega orožja (ko se radioaktivne snovi razpršijo brez izvajanja jedrske eksplozije).
Pred 60 leti zelene rastline in živali niso vsebovale plutonija v svoji sestavi, zdaj je do 10 ton v ozračju. Približno 650 ton atomske energije in več kot 300 ton vojaške proizvodnje. Pomemben del celotnega proizvodnja plutonija se nahaja v Rusiji.
Iskanje v biosfero, plutonij se preseli na zemeljsko površino, vključno z biokemičnimi cikli. Plutonij koncentrira morskih organizmov: njen koeficient akumulacije (tj. Razmerje koncentracij v telesu in v zunanjem okolju) za alge je 1000-9000, za plankton (mešano) - približno 2300, za mehkužce - do 380, za Starfish - približno 1000, za mišice, kosti, jetra in želodčne ribe - 5,570, 200 in 1060, oz. Tla rastline absorbirajo plutonij večinoma skozi korenski sistem in ga kopičijo na 0,01% njihove mase. Od 70. let. 20. stoletje, delež plutonija pri radioaktivni kontaminaciji biosfere poveča (obsevanje morskih nevretenčarjev zaradi plutonija postane večja od 90 SR in 137 CS). MPC za 239 PUS v odprtih rezervoarjih in zraka delovnih prostorov je 81,4 in 3,3 ּ 10 -5 Bq / l.
Obnašanje plutonija v zraku opredeljuje pogoje za varno skladiščenje in ravnanje v procesu proizvodnje (tabela 22). Plutonijeva oksidacija ustvarja tveganje za zdravje ljudi, saj plutonijev dioksid, ki je stacionarna spojina, preprosto vstopa v pljuča pri dihanju. Njegova posebna aktivnost je 200 tisoč krat večja od uran, poleg tega, poleg tega, osvoboditev telesa iz plutonija, ki se je praktično ne pojavlja v celotnem človeškem življenju.
Obdobje biološke polletje plutonija je staro 80-100 let, ko je v kostnem tkivu, njegova koncentracija je skoraj konstantna tam. Razpolovna doba jeter je star 40 let. Kelirani aditivi lahko pospešijo odstranitev plutonija.
Spreminjanje lastnosti plutonija v zraku
| Oblika in okoljske razmere | Reakcija plutonija |
Kovinske palice | Relativno inert |
Kovinski prah | Hitro reagira z izobraževanjem |
Majhen brusilni prah: | Samovoljno osredotočena: |
Pri povišani temperaturi in vlažnosti | Reagira z izobraževanjem |
Plutonije se imenuje "jedrski strup", njegova dovoljena vsebina v človeškem telesu se ocenjuje nanogrami. Mednarodna komisija za radiološko zaščito (MCRZ) je vzpostavila letno stopnjo absorpcije pri 280 nanogramih. To pomeni, da za strokovno obsevanje koncentracija plutonija v zraku ne sme presegati 7 pikokurije / M 3. Največja dovoljena koncentracija PU-239 (za strokovno osebje) 40 Nanocuri (0,56 mikrogramov) in 16 Nanocuri (0,23 mikrogramov) za lahke tkanine.
Absorpcija 500 mg plutonija kot majhnega cere ali raztopljenega materiala lahko privede do smrti zaradi akutnega obsevanja prebavnega sistema za več dni ali tednov. Vdihavanje 100 mg plutonija v obliki delcev optimalnega za držanje v velikosti svetlobe 1-3 mikronov vodi do smrti iz osmega oddajanja v 1-10 dneh. Vdihavanje odmerka 20 mg vodi do smrti iz fibroze približno en mesec. Za odmerke se kronični rakotvorni učinek pokaže veliko manjših vrednot.
Skozi življenje je tveganje za razvoj pljučnega raka za odraslega odvisno od števila plutonija v telesu. Sprejem v 1 mikrogramih plutonija predstavlja tveganje za 1% razvoja raka (običajna verjetnost raka 20%). V skladu s tem 10 mikrogramov poveča tveganje za raka z 20% na 30%. Vnos 100 mikrogramov ali več jamstev Razvoj pljučnega raka (običajno po nekaj desetletjih), čeprav se lahko dokazi o poškodbah pljuč pojavijo v nekaj mesecih. Če prodre v cirkulacijski sistem, bo verjetno, da bo koncentrirana v tkivih, ki vsebujejo železo: kostni mozeg, jetra, vranica. Če se bo 1.4 mikrogramov poskrbilo v kosti odraslega, se bo imuniteta poslabšala in nekaj let lahko razvije rak.
Dejstvo je, da PU-239 je α-oddajanje, vsak od njenih α-delcev v biološkem tkivu tvori 150 tisoč parov ionov na kratkoročnih, škodljivih celicah, ki proizvajajo različne kemične transformacije. 239 PU pripada snovi z smešno vrsto distribucije, saj se nabira ne samo v kostnem okolju, temveč tudi v jetrih. Zelo dobro hraniti v kosti in se praktično ne odstrani iz telesa zaradi počasnega izmenjalnega procesa v kostnem tkivu. Zato ta nuklide pripada kategoriji najbolj strupenih.
Biti v telesu, plutonij postane trajni vir α-sevanja za osebo, ki povzroča kostni tumorji, jetra raka in levkemije, krvavitve motnje, osteosarkoma, pljučni rak, s tem eden od najbolj nevarnih rakotvornih snovi (tabela 23).
Bibliografija
1. Tikhonov M.N., Muratov O.e., Petrov E.L. Izotopi in sevalne tehnologije: razumevanje resničnosti in pogledati v prihodnost // Okoljsko znanje. OBZ.inf., 2006, №6, str. 38-99. - M., Vinitine rane.
Tikhonov M.N., Muratov O.e., Petrov E.L. Izotopi in sevalne tehnologije: razumevanje resničnosti in pogledati v prihodnost // Okoljsko znanje. OBZ.inf., 2006, №6, str. 38-99. - M., Viniti Ras.2. Bazhenov V.A., Buldakov L.A., Vasilenko i.ya. in drugi. Škodljive kemikalije. Radioaktivne snovi: referenčna izdaja // ed. V.A. Filova in drugo: Kemija, 1990. - 464 str.
3. Kemična enciklopedija: pri 5 tons // ch. Ed. Zephirov N.S. - M.: Velika ruska enciklopedija, 1995. - T. 4, str. 153-154 (Radio), str. 282 (Rubidium), str. 283 (rutenij), str. 300 (svinec), str. 560 (tehniški), str. 613 (Thorium); 1999. - T. 5, str. 41 (Uran), str. 384 (cirkonij).
4. Kemična enciklopedija: pri 5 ton. // ch. Ed. Knunyantz i.l. M.: Sovjetska enciklopedija, 1990.-T.1, str. 78 (Actinis), str. 125 (emerizacije), str. 241 (barijev); T. 2, str. 284 (kalij), str. 286 (California), str.414 (Kobalt), str. 577 (Lantant); 1992. T. 3, str. 580 (plutonij).
5. Nesmeyanov a.n. Radiokemija. - M.: Kemija, 1978. - 560 str.
6. SHIROKOV YU.M., YUDIN N.P. Jedrska fizika. - M., Znanost, 1980.
7. KOZLOV V.F. Sklic na varnost sevanja. - 5. ed., Pererab. in dodajte. - M.: ENERGOTOMIZDAT, 1999. - 520 str.
8. Moiseev a.a., Ivanov V.I. Referenca za dozimetrijo in higieno sevanja. - M.: ENERGOTOMIZDAT, 1992. - 252 str.
9. KIRILLOV V.F., KNITNIKOV V.A., KORENKOV I.P. Higiena sevanja // ed. L.a. Ilina. M.: Zdravilo, 1988. - 336 str.
10. RYZHANOV L.P. Splošne in regionalne probleme radiokologije. - Tomsk: TPU, 1997. - 384 str.
11. Bannal K. Kemija redkih radioaktivnih elementov. Poloniy - Actinia: Per. iz angleščine // ed. Yu.v. Gagarinsky. M.: Založniška hiša foors. Lit-Ry. - 256 str.
12. GUSEV N.G., RUNTSOV P.M., KALENKO V.V., Kolobashkin V.V. Značilnosti sevanja fisijskih izdelkov: imenik. M.: Atomizdat, 1974. - 224 str.
13. Transuran Elementi v okolju // ed. U.S. Hanson: Per. iz angleščine M.: MIR, 1985. - 344 str.
14. pomeni a.a. Uran in torij v zemeljski skorji. - L.: Nedra, 1974. - 232 str.
15. ionizirajoče sevanje: viri in biološki učinki. ZN znanstveni odbor za ukrepanje atomskega sevanja (NCDAR). Poročilo za leto 1982 v generalni skupščini. T.1. - New York, ZN, 1982. - 882 str.
16. Viri, učinki in nevarnosti ionizirajočega sevanja // Poročilo znanstvenega odbora ZN o delovanju atomskega sevanja generalne skupščine za leto 1988. M.: MIR, 1992. - 1232 str.
17. Vasilenko i.y. Toksikologija jedrskih cepljenih proizvodov. - M.: Medicina, 1999. - 200 str.
18. Izrael yu.a., Stun Ed. Gama - sevanje radioaktivnih depozitov. - M.: Atomizdat, 1967. - 224 str.
19. Aleksakhin R.m., Arkfihin N.P., Vasilenko I.YA. Težke naravne radionuklide v biosferi. - M.: Znanost, 1990. - 368 str.
20. Kimilutsky D.A. in druge. Učinek ionizirajočega sevanja na biogeocenozo. - M.: HYDROMETEOISDAT, 1977. - 320 str.
21. Buldakov L.A. Radioaktivne snovi in \u200b\u200bmoški. - M.: Energotomizdat, 1990 - 160 s.
22. Rasener L.S. Radioaktivni aerosoli // ed. A.N. Martynyuk. M.: ENERGOTOMIZDAT, 2001. - 230 str.
23. Zhuvravlev V.F. Toksikologija radioaktivnih snovi. - M.: ENERGOTOMIZDAT, 1990. - 336 str.
24. Moiseev a.a. CESIUM-137. Okolje - človek. - M.: ENERGOTOMIZDAT, 1985. - 121 str.
25. Tikhonov M.N., Muratov O.e. Alternativni jedrski gorivni cikel: Potreba in pomembnost // Ekologija industrijske proizvodnje, 2009, Vol. 4, str. 40-48.
26. Aleksakhin R.M., Vasilyev a.v., Dicarev v.g. in drugi. Kmetijska radiokologija. - M., Ekologija, 1991.
27. CHALOV P.I. Izotopska frakcioniranje naravnega urana. - Frunze: Ilim, 1975.
28. Pilipenko a.t. Natrij in kalij // Priročnik osnovne kemije. - 2. ed. - Kijev: Naukova Dumka, 1978, str. 316-319.
29. Tikhonov M.N. Radon Nevarnost: Viri, odmerki in nerešena vprašanja // Okoljsko znanje. Obz.inf., 2009, ne 5, str. 2-108. - M., Vinitine rane.
30. Gudseenko V.V., Dubinchuk V.T. Radijev in radon izotopov v naravnih vodah. - M.: Znanost, 1987. - 157 str.
31. marynyuk yu.n. O kakovosti pitne vode na sevalnem znaku // Henri, 1996, №1, str. 64-66.
32. Borisov N.B., Ilyin L.A., Margulis U.Y. in druga varnost sevanja pri delu s polonijem-210 // ed. I.v. Pettaryanova in L.A. Ilina. - M.: Atomizdat, 1980. - 264 str.
33. Metode za opravljanje meritev volumetrične aktivnosti polonija-210 in svinca-210 v naravnih vodah alfa-beta radiometrične metode z radiokemično pripravo. M., 2001.
34. GUSEV N.G., BELYAEV V.A. Radioaktivne emisije v biosferi: Priročnik. - M.: ENERGOTOMIZDAT, 1991. - 255 str.
35. Bolsunovsky a.ya. Produkcija jedrskih snovi v Rusiji in onesnaževanju okolja. - V knjigi: atom brez mlete "skrivnost": stališča. - Moscow-Berlin, 1992, str. 9-29.
36. Fedorova E.A., Ponomareva r.p., Milakina L.A. Vzorci vedenja 14 C v sistemski atmosferski tovarni pod pogoji ne-odstotka CO 2 v zraku // Ecology, 1985, št. 5, str. 24-29.
37. Ponomareva r.p., Milakina L.A., Savina V.I. Vzorci vedenja ogljika-14 v živilskih verigah osebe v pogojih lokalnega vira emisij // jedrske industrije: okolje in javno zdravje / ED. L.a. Buldakova, S.N. Demin. - M., 1988, str. 240-249.
38. RUBLLEVSKY V.P., Golezsky S.P., Kirdin G.S. Radioaktivni ogljik v biosferi. M.: Atomizdat, 1979. - 150 str.
39. Artemova n.e., Bondarev a.a., Karpov V.I., Kurdyumov B.S. et al. Dovoljene emisije radioaktivnih in škodljivih kemikalij v površinskem sloju atmosfere. - M.: Atomizdat, 1980. - 235 str.
40. Demin S.N. Problem ogljika-14 na področju "Mayak" // vprašanja sevalne varnosti, 2000, №1, str. 61-66.
41. Sahars a.d. Jedrske eksplozije radioaktivnih ogljikovih ogljika in ne-dogovorjeni biološki učinki // atomska energija, 1958, T. 4, №6, str. 576-580.
42. Sakharov a.d. Jedrske eksplozije radioaktivnih ogljikovih ogljika in nevredne biološke učinke // Znanost in splošna varnost, 1991, T. 1, №4, str. 3-8.
43. Hermansky A.M. Atmosferski radiokarbona in umrljivost na Danskem. Internetna revija "Komercialna biotehnologija", 2005.
44. Evans E. Trithium in njegove spojine. - M., Atomizdat, 1970.
45. LENSKY L.A. Fizika in kemija tritija. M., Atomizdat, 1981.
46. \u200b\u200bbeloneodsky l.f., Gaeva V.K., Grishmanovsky V.I. Tritij. M., Atomizdat, 1985.
47. Andreev B.M., Zelvensky Y.D., Katalnikov S.G. Težki vodik Izotopi v jedrski tehnologiji. - M., Atomizdat, 1987.
48. Leenson i.a. 100 vprašanj in odgovorov v kemiji. - M., Ast-Astrel, 2002.
49. DUBASOV YU.V., Okunev N.S., Pakhomov S.A. Spremljanje radionuklidov ksenona in Krypton-85 v severozahodni regiji Rusije v obdobju 2007-2008. // sb. III Interddes. Jedrski forum 22-26 Saint. 2008 - SPB: NOU DPO "Atomprof", 2008, str. 57-62.
50. Kpenzenko V.I., Stasinovich D.S. Kemija in tehnologija broma, joda in njihovih spojin. 2. ed. - M.: IN.LIT., 1995. - 562 str.
51. REZNAL K. KEMIJA SELENA, TELLLLUR IN POLONIA. - M., 1971.
52. Metodična navodila MU 2.6.1.082-96. Ocena odmerka notranje izpostavljenosti ščitnice joda-131 glede na rezultate opredelitve vsebnosti joda-129 v predmetih okolja (odobreno. Namestnik. Glavni državni sanitarni zdravnik Ruske federacije 24, 1996).
53. GAVRILIN YU.I., VOLKOV V.YA., Makarenkova I.I. Retrospektivna restavracija IDINE-131 Integral Fallouts na naseljih regije Bryansk Rusije, ki temelji na rezultatih opredelitve v letu 2008, vsebnost joda-129 v tleh // sevanje higiena, 2009, vol. 2, št. 3 , str. 38-44.
54. Vasilenko I.Y., Vasilenko Oi. Strontium Radioaction // Energija: Ekonomija, tehnika, ekologija, 2002, №4, str. 26-32.
55. VASILENKO I.YA. Radioaktivni cezij-137 // Narava, 1999, №3, str. 70-76.
56. Ekonomija plutonija: proizvodnja ali zastoja. Plutonij v okolju // Sost. Mironova N.I. - Chelyabinsk, 1998. - 74 str.
57. Blumetal U.B. Kemija cirkonij. - M., 1963.
58. Perttsov l.a. Ionizirajoče sevanje biosfere. - M.: Atomizdat, 1973. - 288 str.
59. Popularna knjižnica kemijskih elementov. KN.2. Silver-Nielsborii in še naprej. - 3. ed. - M.: Znanost, 1983. - 573 str.
60. OGORODNIKOV B.I. Toron in njene odvisne družbe pri problemu inhalacijskega obsevanja // atomska tehnika v tujini, 2006, №6, str. 10-15.
61. Yarmonenko S.P. Radiobiologija človeka in živali. - M.: Višja šola, 1988.-424 str.
62. Babaev N.S., Demin V.F., Ilyin L.A. et al. jedrska energija, moški in okolje / ed. Acad. A.P. Alexandrova. M.: ENERGOTOMIZDAT, 1984. - 312 str.
63. ABRAMOV YU.V. et al. Določanje odmerkov zunanjega obsevanja organov in tkiv v skladu z zahtevami NRB -99 v proizvodnih pogojih // Medicina ekstremnih razmer, 2000, št. 3 (6), S.55-60.
64. Aleksakhin R.m., Buldakov L.A., Gubanov V.A. in drugi. Velika nesreče sevanja: posledice in zaščitni ukrepi / pod skupaj. Ed. L.A.ILINA IN V.A. Gubanova. - M.: PUBLIS, 2001. -752 str.
65. Mashkovich V.P., Kudryavtseva a.v. Zaščita pred ionizirajočim sevanjem: imenik, 4. ed. M.: ENERGOTOMIZDAT, 1995.
66. Zdravilo sevanja. T.2. Sevalne lezije človeka / pod skupaj. Ed. Acad. Ramen l.a.ilina. -M.: Extras, 2001. -432 str.
Plutonija Opis.
Plutonij (Plutonij) je težka kemijska element srebrne barve, radioaktivna kovina z atomsko številko 94, ki je v periodičnem simbolu označena s simbolom PU.
Ta elektronegativni aktivni kemijski element se nanaša na skupino actinoidov z atomsko maso 244.0642, in, kot je Neptun, ki je prejel ime v čast planeta istega imena, je ta kemikalija v lasti planeta Plutona, saj predhodniki Od radioaktivnega elementa v periodični tabeli kemijskih elementov MENDELEEV je in Neptuna, ki so bili poimenovani tudi po oddaljenem vesoljskih planetih naše galaksije.
Izvor plutonija
Plutonijevi element Prvič je bil odprt leta 1940 na Kaliforniji Univerze v Kaliforniji in znanstveno-raziskovalci v Siborgu, E. Macmillan, Kennedy, A. Walkh, z bombardiranjem uranskega cilja iz ciklotron deuterons - težko Jeder vodikov.
Decembra istega leta so bili odprti znanstveniki plutonia izotop. - PU-238, katerih razpolovni čas je več kot 90 let, je bilo ugotovljeno, da pod vplivom najbolj zapletenih jedrskih kemijskih reakcij, ki najprej pridobijo izotop Neptuna-238, potem pa je nastanek izotopa že plutonij-238..
V začetku leta 1941 so se znanstveniki odprli plutonij 239. Z obdobjem razpadanja 25.000 let. Plutonijevi izotopi imajo lahko različne nevtronske vsebine v jedru.
Čista povezava elementa je bila sposobna prejemati samo konec leta 1942. Vsakič, radiologi odkrili nov izotop, so vedno merila obdobja polživljenj izotopov.
Trenutno se plutonium izotopi, ki se znašajo 15, se v času razlikujejo peniografirano obdobje. To je s tem elementom, ki so visoki upaki povezani, obeti, vendar v istem trenutku, resne pomisleke človeštva.
Plutonij ima bistveno večjo aktivnost kot na primer urana in spada v najdražje tehnično pomembne in pomembne snovi kemijske narave.
Na primer, stroški plutonijevega grama je večkrat več kot en gram, ali druge, ki niso manj dragocene kovine.
Proizvodnja, proizvodnja plutonija se šteje za stroške, stroški enega grama kovine v našem času samozavestno ohranjajo na 4.000 ameriških dolarjev.
Kako Plutonije dobijo? Proizvodnja plutonija
Proizvodnja kemičnega elementa se pojavi pri atomskih reaktorjih, v katerem je uranik razdeljen pod vplivom kompleksnih kemijsko-tehnoloških medsebojno povezanih procesov.
Uran in plutonij sta glavna, glavne sestavine pri proizvodnji atomske (jedrske) goriva.
Če morate pridobiti veliko število radioaktivnih elementov, se uporablja metoda obsevanja transuranionalnega elementa, ki jo je mogoče dobiti iz izrabljenega atomskega goriva in sevanja urana. Pretok kompleksnih kemičnih reakcij omogoča ločevanje kovine iz urana.
Da bi dobili izotope, in sicer plutonij-238 in arrory plutonium-239, ki sta vmesni produkti razgradnje, uporabljajo ne-dulling-237 nevtronov.
Neznaten majhen del plutonija-244, ki je najbolj "dolgo živel" različica izotopa, zaradi svojega dolgega časa razpolovnega časa, odkrite med študijami v ceriški rudi, ki je najverjetneje ohranjena od trenutka nastajanja našega planeta Zemlje. V naravni obliki v naravi se ta radioaktivni element ne pojavi.
Glavne fizikalne lastnosti in značilnosti plutonija
Plutonij je precej težki radioaktivni kemični element srebrne barve, ki se blešči samo v prečiščeni obliki. Atomsko kovinska kovinska plutonija enaka 244 a. jesti.
Zaradi visoke radioaktivnosti je ta element topel na dotik, se lahko ogreje na temperaturo, ki presega temperaturno indikator, ko je voda vrela.
Plutonij, pod vplivom kisikovih atomov, se hitro zatemni in je prekrit z mavrično tanko filmom, ki je sprva svetlo rumena, nato nasičen - ali rjavi senci.
Z močno oksidacijo temelji na površini elementa - PUO2 v prahu. Ta vrsta kemične kovine je predmet močne oksidacije in korozijske procese tudi z manjšo stopnjo vlage.
Da bi preprečili korozijo in oksidacijo kovinske površine, je potrebno sušenje. Plutonska fotografija Spodaj lahko vidite.
Plutonija se nanaša na kemične kovine Tetravalentne, dobro in se hitro raztopi pri jodiyol-hidravličnih snoveh, kislijo, na primer, v, klor ,. \\ t
Kovinske soli se hitro nevtralizirajo v medijih z nevtralno reakcijo, alkalne raztopine, z tvorbo netopnega plutonijevega hidroksida.
Temperatura, pri kateri taljenje plutonija je 641 stopinj Celzija, je vrelišče 3230 stopinj.
Pod vplivom visokih temperaturnih načinov se pojavijo nenaravne spremembe v gostoti kovin. Plutonij ima različne faze, ima šest kristalnih struktur.
Pri premikanju med fazami se pojavijo pomembne spremembe prostornine elementa. Najbolj gosta oblika element pridobi v šesti fazi alfa (zadnja faza prehoda), medtem ko je težja kovina v tem stanju, neptun, radium.
Pri taljenju se pojavi močna kompresija elementa, zato se kovina lahko hrani na površini vode in drugih neagresivnih tekočih medijev.
Kljub dejstvu, da ta radioaktivni element spada v skupino kemičnih kovin, je element precej letenje, in ko v zaprtem prostoru, se povečuje v kratkem času in večkrat poveča njegovo koncentracijo v zraku.
Glavne fizikalne lastnosti kovine vključujejo: nizko stopnjo, raven toplotne prevodnosti vseh obstoječih in znanih kemijskih elementov, nizka raven električne prevodnosti, v tekočem stanju plutonija se nanaša na eno od najbolj viskoznih kovin.
Omeniti je treba, da se kakršne koli plutonijeve spojine nanašajo na strupene, strupene in predstavljajo resno nevarnost obsevanja za človeško telo, ki se pojavi zaradi aktivnega sevanja alfa, zato je treba vse delo izvesti zelo previdno in samo v posebnih kostumih s kemično zaščito .
Več o lastnostih, teorije porekla edinstvene kovine lahko najdete v knjigi Obrucheva "plutonija." Avtor V.A. Obruchev vabi bralce, da se potopijo v neverjetni in edinstven svet fantastičnega plutonija države, ki se nahaja v globinah zemlje.
Plutonijeva uporaba
Industrijski kemijski element je običajen, da se razvrsti na orožje in reaktor ("energija") plutonij.
Tako je za proizvodnjo jedrskega orožja iz vseh obstoječih izotopov dovoljeno le plutonij 239, v katerem ne sme biti več kot 4,5% plutonija 240, saj je dovzeten za spontano divizijo, ki močno otežuje proizvodnjo bojnih lupin.
Plutonij-238. Ustreza uporabo za delovanje virov električne energije z majhnimi radioizotopov električne energije, na primer, kot vir energije za vesoljsko tehnologijo.
Pred nekaj desetletji so se plutonije uporabljajo v medicini v srčnih spodbujevalcih (naprave za vzdrževanje srčnega ritma).
Prva atomska bomba, ustvarjena na svetu, je imela naboj plutonija. Jedrsko plutonij (PU 239) je povpraševanje kot jedrsko gorivo za zagotovitev delovanja energetskih reaktorjev. Ta izotopov služi tudi kot vir za pridobitev elementov za odstranjevanje v reaktorjih.
Če imate primerjavo z jedrskim plutonijem s čisto kovino, ima izotop višji kovinski parametri, nima prehodnih faz, zato se pogosto uporablja v procesu pridobivanja gorivnih elementov.
Plutonski izotopski oksidi 242 so prav tako povpraševani kot vir energije za kozmične smrtonosne enote, tehnikov, na Trueh.
Armory plutonij - To je element, ki je predstavljen v obliki kompaktne kovine, ki vsebuje vsaj 93% izotopa PU239.
Ta vrsta radioaktivne kovine se uporablja za proizvodnjo različnih vrst jedrskega orožja.
Orožje plutonij v specializiranih industrijskih atomskih reaktorjih, ki delujejo na naravnem ali nizko obogatenem uranu, kot posledica zajemanja nevtronov.
Ta kovina se imenuje dragocena, vendar ne za lepoto, ampak za nepogrešljivost. V periodičnem sistemu MendelEVV ta element vzame celico na številko 94. Z njim je z njim, ki znanstveniki povezujejo svoje največje upanje, in je plutorij, da imenujejo najbolj nevarno kovino za človeštvo.
Plutonius: Opis.
Po videzu je to srebrna bela kovina. To je radioaktivna in je lahko zastopana v obliki 15 izotopov, ki imajo različna obdobja pol-življenja, na primer:
- PU-238 - približno 90 let
- PU-239 - približno 24 tisoč let
- PU-240 - 6580 let
- PU-241 - 14 let
- PU-242 - 370 tisoč let
- PU-244 - približno 80 milijonov let
Tega kovin ni mogoče ekstrahirati iz rude, saj je proizvod radioaktivne transformacije urana.
Kako Plutonije dobijo?
Proizvodnja plutonija zahteva cepitev urana, ki se lahko izvede samo v atomskih reaktorjih. Če govorimo o prisotnosti elementa PU v zemeljski skorji, bo le 1 gram čistega plutonija moral biti 4 milijone ton urana rude. In ta gram se oblikuje z naravnim nevtronskim ujetjem urana jedra. Tako je, da se pridobi to jedrsko gorivo (običajno - izotop 239-PU) v količini več kilogramov, je treba izvesti kompleksen tehnološki proces v atomskem reaktorju.
Lastnosti plutonija
Radioaktivni kovinski plutonij ima naslednje fizikalne lastnosti:
- gostota 19,8 g / cm 3
- tališče - 641 ° C
- vrelišče - 3232 ° C
- toplotna prevodnost (pri 300 K) - 6.74 W / (m · K)
Plutonijevo radioaktivno, tako toplo na dotik. Hkrati je za to kovino značilna najnižja toplotna prevodnost in električna prevodnost. Tekoči plutonij je najbolj viskozen vseh obstoječih kovin.
Najmanjša sprememba temperature plutonija vodi do trenutne spremembe v gostoti snovi. Na splošno se masa plutonija nenehno spreminja, saj so jedra tega kovine v stanju stalnega oddelka v manjša jedra in nevtronov. Kritična masa plutonija je tako imenovana najmanjša masa dividerne snovi, v kateri je pretok oddelkov (verižna jedrska reakcija) še vedno možna. Kritična masa orodije Plutonija je na primer 11 kg (za primerjavo, kritična masa visoko obogatenega urana je 52 kg).
Uran in plutonij - glavno jedrsko gorivo. Da bi dobili plutonij v velikih količinah, se uporabljata dve tehnologiji:
- uravnovarjenje
- izpostavljenost transuranskih elementov, pridobljenih iz izrabljenega goriva
Obe metodi sta ločitev plutonija in urana kot posledica kemične reakcije.
Za pridobitev čiste plutonije-238 se uporablja nevtronsko obsevanje urenesnosti-237. Enak izotop je vključen v ustvarjanje orožja plutonij-239, zlasti je vmesni produkt razpadanja. $ 1 milijon - prav toliko je cena za 1 kg plutonija-238.