จำนวนพลูโทเนียมอะตอม Weapon Plutonium: การประยุกต์ใช้การผลิตการกำจัด คุณสมบัติที่สร้างสรรค์ของเครื่องปฏิกรณ์การผลิต
พลูโทเนียมเปิดในตอนท้ายของปี 1940 ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย มันถูกสังเคราะห์จาก Mac-Mill, Kennedy และ Val, การทิ้งระเบิดยูเรเนียมออกไซด์ (u 3 o 8) เร่งรัดอย่างหนักใน cyclotron ของดิวเทอเรียมนิวเคลียส (ดิวตัน) ต่อมาก็ก่อตั้งขึ้นในภายหลังว่าด้วยปฏิกิริยานิวเคลียร์นี้เป็นไอโซโทปสั้น ๆ ของ Non-Supply-238 ได้รับครั้งแรกและเป็นพลูโทเนียม - 238 จากมันด้วยครึ่งชีวิตประมาณ 50 ปี หนึ่งปีต่อมา Kennedy, Siforg, Segre และ Val ถูกสังเคราะห์ ISOTOPIC ที่สำคัญมากขึ้น - 239 โดยการฉายรังสียูเรเนียมเร่งเร้าอย่างหนักในนิวตรอนไซโคลตรอน พลูโทเนียม -339 ก่อตัวขึ้นในระหว่างการสลายตัวของเนปจูน - 239; เขาปล่อย Alfa-Rays และมีครึ่งชีวิตของ 24,000 ปี พลูโตเนียมได้รับครั้งแรกในปี 1942 R จากนั้นกลายเป็นที่ทราบกันดีว่ามีพลูโทเนียมธรรมชาติที่ค้นพบในแร่ยูเรเนียมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแร่, เลานจ์ในคองโก
ชื่อขององค์ประกอบถูกเสนอในปี 1948: Mac-Milllan เรียกว่าองค์ประกอบ transuranone แรกของเนปจูนเนื่องจากความจริงที่ว่าดาวเคราะห์เนปจูนเป็นครั้งแรกสำหรับยูเรเนียม โดยการเปรียบเทียบองค์ประกอบ 94 ได้ตัดสินใจที่จะเรียกพลูโทเนียมเนื่องจากดาวเคราะห์ Pluto เป็นที่สองสำหรับยูเรเนียม พลูโตเปิดในปี 2473 ได้รับชื่อของเขาในนามของพระเจ้าพลูโต - การปกครองของอาณาจักรใต้ดินในตำนานเทพเจ้ากรีก ที่จุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ XIX คลาร์กเสนอให้ตั้งชื่อองค์ประกอบของคาร์เรย์ผลิตชื่อนี้โดยตรงในนามของเทพเจ้าแห่งพลูโต แต่ข้อเสนอของเขาไม่ได้รับการยอมรับ
พลูโทเนียม (ละตินพลูโทเนียมเป็นสัญลักษณ์ PU) - องค์ประกอบทางเคมีกัมมันตรังสีที่มีหมายเลขอะตอม 94 และน้ำหนักอะตอม 244.064 พลูโทเนียมเป็นองค์ประกอบของกลุ่ม III ของระบบเป็นระยะของ Dmitry Ivanovich Mendeleev หมายถึงครอบครัว Actinide พลูโทเนียม - หนัก (ความหนาแน่นภายใต้สภาวะปกติ 19.84 g / cm³) บอบบางกัมมันตภาพรังสีโลหะสีเงินสีขาว
พลูโทเนียมไม่มีไอโซโทปที่เสถียร ยี่สิบห้าถูกสังเคราะห์จากไอโซโทปที่เป็นไปได้หนึ่งร้อยของพลูโทเนียม สิบห้าคนได้ศึกษาคุณสมบัตินิวเคลียร์ (หมายเลขมวล 232-246) สี่พบการใช้งานจริง ไอโซโทปที่มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดคือ 244PU (ครึ่งชีวิต 8.26.107 ปี) 242Pu (ครึ่งชีวิตของ 3.76 105 ปี), 239pu (ครึ่งชีวิต 2.41 104 ปี), 238pu (ครึ่งชีวิต 87.74 ปี) - α- Emitters และ 241PU (ครึ่งชีวิต 14 ปี) - β-Emitter ในธรรมชาติพลูโทเนียมเกิดขึ้นในปริมาณที่ไม่มีนัยสำคัญใน Uranium Ores (239PU); มันถูกสร้างขึ้นจากยูเรเนียมภายใต้การกระทำของนิวตรอนแหล่งที่มาซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในการมีปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคαด้วยองค์ประกอบแสง (ส่วนหนึ่งของแร่) การแบ่งที่เกิดขึ้นเองของยูเรเนียมนิวเคลียสและรังสียูเรเนียม
องค์ประกอบที่เก้าสิบสี่เปิดให้บริการโดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์อเมริกัน - Glen Siborg (Kennedy), Edwin MacMillan (Edwin McMillan) และ Arthur Wahl ในปี 1940 ใน Berkeley (ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย) ในการทิ้งระเบิดของเป้าหมายของยูเรเนียม Oxice (Uanium Oxice (Uanium) ) DEUTERIUM (Deuteron) ที่เร่งความเร็วสูง (Deuterons) จาก Sixtiethyhane Cyclotron ในเดือนพฤษภาคม 2483 คุณสมบัติพลูโทเนียมถูกทำนายโดยหลุยส์เทอร์เนอร์
ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2483 ไอโซโทปพลูโทเนียม PU-238 ถูกเปิดด้วยครึ่งชีวิตของ ~ 90 ปีในหนึ่งปี - สำคัญ PU-239 มีครึ่งชีวิตของ ~ 24,000 ปี
Edwin Macmillalan ในปี 1948 แนะนำให้เรียกองค์ประกอบทางเคมีของพลูโทเนียมเพื่อเป็นเกียรติแก่การเปิดตัวของดาวเคราะห์ดาวเคราะห์ดาวเคราะห์ใหม่และโดยการเปรียบเทียบกับดาวเนปจูนซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามการเปิดตัวของดาวเนปจูน
โลหะพลูโทเนียม (ISOTOPE 239PU) ใช้ในอาวุธนิวเคลียร์และทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของเครื่องปฏิกรณ์พลังงานที่ทำงานบนความร้อนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในนิวตรอนที่รวดเร็ว มวลวิกฤตสำหรับ 239pu ในรูปแบบของโลหะคือ 5.6 กิโลกรัม เหนือสิ่งอื่นใด Hootope 239PU เป็นเรื่องเริ่มต้นที่จะได้รับองค์ประกอบที่เกี่ยวกับกลวิธีในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ไอโซโทป 238pu ใช้ในแหล่งนิวเคลียร์ขนาดเล็กของกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการศึกษาอวกาศเช่นเดียวกับในการกระตุ้นกิจกรรมหัวใจของมนุษย์
พลูโทเนียม - 242 มีความสำคัญเท่ากับ "วัตถุดิบ" สำหรับการสะสมที่ค่อนข้างรวดเร็วขององค์ประกอบรังสวนที่สูงขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โลหะผสมพลูโทเนียมที่มีเสถียรภาพนั้นใช้ในการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงเนื่องจากมีคุณสมบัติโลหะที่ดีที่สุดเมื่อเทียบกับพลูโทเนียมบริสุทธิ์ซึ่งภายใต้ความร้อนผ่านการเปลี่ยนเฟส พลูโทเนียมออกไซด์ใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเทคโนโลยีอวกาศและใช้ใน Fuelhe
สารประกอบพลูโทเนียมทั้งหมดเป็นพิษซึ่งเป็นผลมาจากการแผ่รังสีα อนุภาคอัลฟาแสดงถึงอันตรายร้ายแรงหากแหล่งที่มาของพวกเขาอยู่ในร่างกายที่ติดเชื้อพวกเขาสร้างความเสียหายให้กับองค์ประกอบโดยรอบของร่างกาย Gamma Radiation Plutonium ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกาย มันเป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การพิจารณาว่าไอโซโทปที่แตกต่างกันของพลูโทเนียมมีความเป็นพิษที่แตกต่างกันเช่น protonium เครื่องปฏิกรณ์ทั่วไปเป็นพิษมากกว่า 239PU บริสุทธิ์เนื่องจากมีการครอบงำโดย 240Pu Nuclides ซึ่งเป็นแหล่งที่มีประสิทธิภาพของรังสีอัลฟา Plutonius องค์ประกอบ radiotoxic ส่วนใหญ่จาก actinoids ทั้งหมดถือได้ว่าเป็นองค์ประกอบที่อันตรายที่สุดดังนั้น Radii จึงเป็นอันตรายเกือบพันเท่ามากกว่าเกาะพลูโทเนียมพิษ - 239pu
คุณสมบัติทางชีวภาพ
พลูโทเนียมมีความเข้มข้นจากสิ่งมีชีวิตทางทะเล: ค่าสัมประสิทธิ์การสะสมของโลหะกัมมันตภาพรังสีนี้ (อัตราส่วนของความเข้มข้นในร่างกายและในสภาพแวดล้อมภายนอก) สำหรับสาหร่าย 1,000-9,000 สำหรับแพลงก์ตอน - ประมาณ 2300 สำหรับปลาปลาดาว - ประมาณ 1,000 สำหรับหอย - ประมาณ 1,000 สำหรับหอย - สูงถึง 380 สำหรับกล้ามเนื้อกระดูกตับและกระเพาะอาหาร - 5, 570, 200 และ 1060 ตามลำดับ พืชพื้นดินดูดซับพลูโทเนียมส่วนใหญ่ผ่านระบบรากและสะสมได้ถึง 0.01% ของมวล ในร่างกายมนุษย์องค์ประกอบเก้าสิบสี่ล่าช้าส่วนใหญ่ในโครงกระดูกและตับจากที่แทบจะไม่ถูกขับออกมา (โดยเฉพาะจากกระดูก)
พลูโตเนียมเป็นพิษสูงและอันตรายทางเคมี (เนื่องจากโลหะหนักอื่น ๆ ) แสดงน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญ (จากมุมมองทางเคมีมันยังวางยาพิษเป็นตะกั่ว) เมื่อเทียบกับความเป็นพิษของกัมมันตภาพรังสีซึ่งเป็นผลมาจากการแผ่รังสีอัลฟา นอกจากนี้อนุภาคαมีความสามารถในการเจาะที่ค่อนข้างเล็ก: สำหรับ 239PU ไมล์สะสมของอนุภาคαในอากาศคือ 3.7 ซม. และ 43 MK ในเนื้อเยื่อชีวภาพที่อ่อนนุ่ม ดังนั้นอนุภาคαจึงเป็นอันตรายร้ายแรงหากแหล่งที่มาของพวกเขาอยู่ในร่างกายที่ติดเชื้อ ในเวลาเดียวกันพวกเขาสร้างความเสียหายให้กับสิ่งมีชีวิตโดยรอบองค์ประกอบ
ในเวลาเดียวกันγ-rays และนิวตรอนที่พลูโทเนียมยังเปล่งประกายและมีความสามารถในการเจาะร่างกายนอกนั้นไม่เป็นอันตรายมากเพราะระดับของพวกเขามีขนาดเล็กเกินไปเพื่อที่จะเป็นอันตรายต่อสุขภาพ พลูโทเนียมหมายถึงกลุ่มขององค์ประกอบที่มีความยืดหยุ่นสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในเวลาเดียวกันไอโซโทปที่แตกต่างกันของพลูโทเนียมมีความเป็นพิษที่แตกต่างกันเช่น protonium เครื่องปฏิกรณ์ทั่วไปคือ 8-10 เท่าพิษมากกว่า 239pu บริสุทธิ์เนื่องจากมีการครอบงำโดย Nuclides 240Pu ซึ่งเป็นแหล่งที่มีประสิทธิภาพของการแผ่รังสีอัลฟา
เมื่อองค์ประกอบที่ได้รับพร้อมกับน้ำและอาหารพลูโทเนียมมีพิษน้อยกว่าสารเช่นคาเฟอีนวิตามินบางชนิด pseudoephedrine และพืชและเห็ดจำนวนมาก สิ่งนี้อธิบายได้จากความจริงที่ว่าองค์ประกอบนี้ถูกดูดซึมได้ไม่ดีโดยระบบทางเดินอาหารแม้ว่าเกลือที่ละลายน้ำได้รับการยอมรับเกลือนี้เกี่ยวข้องกับเนื้อหาของกระเพาะอาหารและลำไส้ อย่างไรก็ตามการดูดซึมของพลูโทเนียม 0.5 กรัมในสภาวะเล็ก ๆ น้อย ๆ หรือการละลายสามารถนำไปสู่การเสียชีวิตจากการฉายรังสีเฉียบพลันของระบบย่อยอาหารในไม่กี่วันหรือสัปดาห์ (สำหรับไซยาไนด์ค่านี้คือ 0.1 กรัม)
จากมุมมองของการสูดดมพลูโทเนียมเป็นสารพิษธรรมดา (ตรงกับคู่ปรอท) เมื่อสูดดมพลูโทเนียมมีคุณสมบัติก่อมะเร็งและสามารถทำให้เกิดมะเร็งปอดได้ ดังนั้นเมื่อสูดดมพลูโทเนียมหนึ่งร้อยมิลลิกรัมในรูปแบบของอนุภาคที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเก็บรักษาในขนาดที่มีน้ำหนักเบา (1-3 ไมครอน) นำไปสู่การเสียชีวิตจากอาการบวมน้ำของปอดเป็นเวลา 1-10 วัน ปริมาณของยี่สิบมิลลิกรัมนำไปสู่การเสียชีวิตจากพังผืดประมาณหนึ่งเดือน ปริมาณที่เล็กลงนำไปสู่การเป็นพิษในการก่อมะเร็งเรื้อรัง ความเสี่ยงของการแทรกซึมการสูดดมของพลูโทเนียมในร่างกายที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากพลูโทเนียมมีแนวโน้มที่จะก่อตัวของละอองลอย
แม้จะมีความจริงที่ว่ามันเป็นโลหะ แต่ก็บินได้มาก การค้นหาระยะยาวของบ้านในบ้านเพิ่มความเข้มข้นในอากาศอย่างมีนัยสำคัญ พลูโทเนียมปอดในส่วนที่ตกลงบางส่วนบนพื้นผิวของปอดกลายเป็นเลือดบางส่วนแล้วในน้ำเหลืองและสารไขกระดูก ส่วนใหญ่ (ประมาณ 60%) เข้าสู่เนื้อเยื่อกระดูก 30% ในตับและมีเพียง 10% เท่านั้นที่ได้มาจากธรรมชาติ จำนวนพลูโทเนียมที่ลดลงในร่างกายขึ้นอยู่กับมูลค่าของอนุภาคละอองและความสามารถในการละลายในเลือด
เหล่านั้นหรือการตกหล่นในร่างกายมนุษย์ของพล่านคล้ายกับคุณสมบัติที่มีธาตุเหล็กดังนั้นการเจาะเข้าไปในระบบไหลเวียนโลหิตพลูโทเนียมก็เริ่มมีสมาธิในเนื้อเยื่อที่มีธาตุเหล็ก: ไขกระดูก, ตับ, ม้าม ร่างกายรับรู้ว่าพลูโทเนียมเป็นเหล็กดังนั้นโปรตีนในการโอนย้ายไปยังพลูโตเนียมแทนที่จะเป็นเหล็กซึ่งเป็นผลมาจากการถ่ายโอนออกซิเจนในร่างกาย Microphages ใช้พลูโทเนียมบนต่อมน้ำเหลือง พลูโทเนียมตกอยู่ในร่างกายนั้นมาจากมันเป็นเวลานานมาก - เป็นเวลา 50 ปีจากร่างกายเพียง 80% จะปรากฏขึ้น ครึ่งชีวิตของตับอายุ 40 ปี สำหรับเนื้อเยื่อกระดูกครึ่งชีวิตของพลูโทเนียมคืออายุ 80-100 ปีในความเป็นจริงความเข้มข้นขององค์ประกอบเก้าสิบสี่ในกระดูกที่คงที่
ตลอดสงครามโลกครั้งที่สองหลังจากจบนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในโครงการแมนฮัตตันรวมถึงนักวิทยาศาสตร์ของ Reich ที่สามและองค์กรวิจัยอื่น ๆ ดำเนินการทดลองใช้พลูโทเนียมกับสัตว์และผู้คน ผลการศึกษาสัตว์ได้แสดงให้เห็นว่าพลูโทเนียมหลายมิลลิกรัมต่อกิโลกรัมเนื้อเยื่อเป็นปริมาณที่ร้ายแรง การใช้พลูโทเนียมในมนุษย์นั้นเป็นผู้ป่วยเรื้อรังที่ดำเนินการ 5 μgของพลูโทเนียม เป็นผลให้พบว่าปริมาณร้ายแรงสำหรับผู้ป่วยเท่ากับหนึ่งไมโครโฟนพลูโทเนียมและพลูโทเนียมนั้นอันตรายกว่าเรเดียมและมีแนวโน้มที่จะสะสมในกระดูก
อย่างที่คุณทราบพลูโทเนียม - องค์ประกอบนั้นหายไปในธรรมชาติ อย่างไรก็ตามประมาณห้าตันถูกแยกออกสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการทดสอบนิวเคลียร์ในช่วงปี 1945-1963 จำนวนพลูโทเนียมทั้งหมดที่โยนลงสู่ชั้นบรรยากาศเนื่องจากการทดสอบนิวเคลียร์จนถึงปี 1980 ประมาณ 10 ตัน ตามการประมาณการบางอย่างดินในสหรัฐอเมริกามีค่าเฉลี่ย 2 ล้านคน (28 มก.) ของพลูโทเนียมต่อกม. จากการตกตะกอนของกัมมันตภาพรังสีและการหาพลูโทเนียมในมหาสมุทรแปซิฟิกเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการกระจายทั้งหมดของ วัสดุนิวเคลียร์บนโลก
ปรากฏการณ์ล่าสุดเกี่ยวข้องกับการทดสอบนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาในดินแดนของหมู่เกาะมาร์แชลล์ใน Pacific Polygon ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 เวลาในการหาพลูโทเนียมในน่านน้ำพื้นผิวของมหาสมุทรนั้นมาจาก 6 ถึง 21 ปีอย่างไรก็ตามแม้หลังจากช่วงเวลานี้พลูโทเนียมตกลงมาด้านล่างพร้อมกับอนุภาคชีวภาพซึ่งมันได้รับการฟื้นฟูเป็นรูปแบบที่ละลายน้ำได้เป็นผลมาจากการสลายตัวของจุลินทรีย์ .
มลพิษทางโลกขององค์ประกอบเก้าสิบสี่นั้นไม่ได้เกี่ยวข้องกับการทดสอบนิวเคลียร์เท่านั้น แต่ยังมีอุบัติเหตุในการผลิตและเทคนิคที่มีปฏิสัมพันธ์กับองค์ประกอบนี้ ดังนั้นในเดือนมกราคม 2511 กองทัพอากาศสหรัฐฯ B-52 กองทัพอากาศกองทัพอากาศซึ่งดำเนินการสี่ค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์บนเรือถูกชนในดินแดนของกรีนแลนด์ อันเป็นผลมาจากการระเบิดการทำลายของค่าใช้จ่ายและการรั่วไหลของพลูโทเนียมเข้าสู่มหาสมุทรที่เกิดขึ้น
อีกกรณีหนึ่งของมลพิษทางสิ่งแวดล้อมกัมมันตรังสีอันเป็นผลมาจากอุบัติเหตุเกิดขึ้นกับยานอวกาศของสหภาพโซเวียต "Cosmos-954" 24 มกราคม 1978 อันเป็นผลมาจากการชุมนุมที่ไม่สามารถควบคุมได้จากวงโคจรดาวเทียมที่มีแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ลดลงบนดินแดนของแคนาดา อันเป็นผลมาจากอุบัติเหตุในสิ่งแวดล้อมกิโลกรัมของพลูโทเนียมมากขึ้นกระจายประมาณ 124,000 ตารางเมตรในอาณาเขตประมาณ 124,000 ตารางเมตร
ตัวอย่างที่น่ากลัวที่สุดของการรั่วไหลฉุกเฉินของสารกัมมันตรังสีในสภาพแวดล้อม - อุบัติเหตุที่ Chernobyl NPP ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 26 เมษายน 2529 อันเป็นผลมาจากการทำลายของหน่วยพลังงานที่สี่ต่อสิ่งแวดล้อมสารกัมมันตรังสี 190 ตัน (รวมถึงไอโซโทปพลูโตเนียม) บนพื้นที่ประมาณ 2,200 กม. ²ถูกโยนออกไป
พลูโทเนียมที่เข้าสู่สภาพแวดล้อมนั้นเชื่อมโยงไม่เพียง แต่กับเหตุการณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นเท่านั้น มีกรณีของการรั่วไหลของพลูโตเนียมทั้งจากห้องทดลองและสภาพโรงงาน เคสฉุกเฉินยี่สิบกรณีของการรั่วไหลจากห้องปฏิบัติการ 235u และ 239Pu ตลอด 2496-2421 กรณีฉุกเฉินนำไปสู่การสูญเสีย 0.81 (Mayak, 15 มีนาคม 1953) ถึง 10.1 กก. (Tomsk, 13 ธันวาคม 1978) 239PU เหตุการณ์ในองค์กรอุตสาหกรรมสรุปถึงความตายสองคนในเมือง Los Alamos (21 สิงหาคม 2488 และ 21 พฤษภาคม 2489) เนื่องจากมีอุบัติเหตุและการสูญเสียสองกรณี 6.2 กิโลกรัมพลูโทเนียม ในเมือง Sarov ในปี 1953 และ 1963 ประมาณ 8 และ 17.35 กก. ลดลงนอกเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ หนึ่งในนั้นนำไปสู่การทำลายเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในปี 1953
ในระหว่างการแบ่งนิวเคลียสนิวเคลียส 238pu พลังงานได้รับการปล่อยตัวในปริมาณ 200 MEV ซึ่งมากกว่า 50 ล้านเท่าของปฏิกิริยาความร้อนที่รู้จักกันมากที่สุดคือการไหล: C + O2 → CO2 "ภาพ" ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หนึ่งกรัมของพลูโทเนียมให้ 2 107 kcal - นี่คือพลังงานที่สรุปได้ในถ่านหิน 4 ตัน แรงผลักดันของเชื้อเพลิงพลูโทเนียมเดียวกันในการเทียบเท่าพลังงานอาจเท่ากับสี่สิบเกวียนของฟืนที่ดี!
เป็นที่เชื่อกันว่า "ไอโซโทปธรรมชาติ" พลูโทเนียม (244PU) เป็นไอโซโทปที่ยาวที่สุดจากองค์ประกอบต่างประเทศทั้งหมด ครึ่งชีวิตของเขาคือ 8.26 ∙ 107 ปี นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะได้รับไอโซโทปขององค์ประกอบทรานอรันเป็นเวลานานซึ่งมีอยู่นานกว่า 244PU - ความหวังสูงในเรื่องนี้ได้รับมอบหมายให้ 247 ซม. อย่างไรก็ตามหลังจากการสังเคราะห์มันกลับกลายเป็นว่าระยะเวลาครึ่งชีวิตขององค์ประกอบนี้เพียง 14 ล้านปี
ประวัติศาสตร์
ในปี 1934 กลุ่มนักวิทยาศาสตร์นำโดย Enrico Fermi ได้แถลงว่าในระหว่างการทำงานทางวิทยาศาสตร์ที่ University of Rome พวกเขาพบองค์ประกอบทางเคมีที่มีลำดับหมายเลข 94 องค์ประกอบที่การยืนกรานของ Fermi ได้รับการตั้งชื่อตาม Hesperium นักวิทยาศาสตร์คือ เชื่อว่าเขาเปิดองค์ประกอบใหม่ที่เรียกว่าพลูโตเนียมดังนั้นจึงมีการสมมติฐานของการดำรงอยู่ขององค์ประกอบ transuranone และกลายเป็นผู้ค้นพบทฤษฎีของพวกเขา สมมติฐานของ Fermi นี้ปกป้องในการบรรยายโนเบลของเขาในปี 1938 หลังจากการเปิดแผนกหลักของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Otto Frisse และ Fritz Strasnsman, Fermi ถูกบังคับให้จดบันทึกในรุ่นที่พิมพ์ตีพิมพ์ในสตอกโฮล์มในปี 1939 แสดงถึงความจำเป็นในการแก้ไข "ปัญหาทั้งหมดของ Transuranone Elements" ความจริงก็คือการทำงานของ Frisch และ Strasnsman แสดงให้เห็นว่ากิจกรรมที่ Fermi พบในการทดลองนั้นเกิดจากการแบ่งและไม่ใช่การเปิดตัวขององค์ประกอบ transuranone ตามที่เขาเคยเชื่อมาก่อน
ใหม่ - องค์ประกอบที่เก้าสิบสี่เปิดขึ้นในตอนท้ายของปี 1940 มันเกิดขึ้นในเบิร์กลีย์ในมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ภายใต้การทิ้งระเบิดของยูเรเนียมออกไซด์ (UInium ออกไซด์ (u3o8) ด้วยคอร์ไฮโดรเจน (Deuterons) ซึ่งเป็นกลุ่มวิทยุอเมริกันนำโดย Glenn T. Siborg ค้นพบ Emitter ที่ไม่รู้จักของอนุภาคอัลฟาที่มีครึ่งชีวิตของ 90 ปี Emitter นี้เป็นไอโซโทปขององค์ประกอบหมายเลข 94 ด้วยจำนวนมวล 238 ดังนั้นเมื่อวันที่ 14 ธันวาคม 1940 จำนวนไมโครกรัมแรกของพลูโทเนียมได้รับพร้อมกับส่วนผสมขององค์ประกอบอื่น ๆ และสารประกอบของพวกเขา
ในระหว่างการทดลองที่ดำเนินการในปี 1940 พบว่าในปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ดำเนินการแล้วไอโซโทปที่มีอายุสั้นของเนปจูน - 238 ได้รับครั้งแรก (ครึ่งชีวิต 2,117 วัน) และมันเป็นพลูโทเนียมแล้ว - 238 จากมัน:
23392U (D, 2N) → 23893NP → (β-) 23894PU
การทดลองทางเคมีที่ใช้เวลานานและใช้เวลาในการแยกองค์ประกอบใหม่จากสิ่งสกปรกกินเวลาสองเดือน การดำรงอยู่ขององค์ประกอบทางเคมีใหม่ได้รับการยืนยันในคืนที่ 23 ถึง 24 กุมภาพันธ์ 2484 G. Siborg, E. M. Macmillan, J. V. Kennedy และ A. K. Vallell เนื่องจากการศึกษาคุณสมบัติทางเคมีครั้งแรก - ความสามารถในการครอบครองออกซิเดชันสององศา ช้ากว่าการสิ้นสุดการทดลองเล็กน้อยพบว่าไอโซโทปนี้เห็นได้ชัดและดังนั้นจึงไม่น่าสนใจสำหรับการศึกษาต่อไป ในไม่ช้า (มีนาคม 2484) เคนเนดี, Siborg, Segre และ Val สังเคราะห์ไอโซโทปที่สำคัญกว่า - 239 โดยการฉายรังสียูเรเนียมอย่างหนักในนิวตรอน Cyclotron ไอโซโทปนี้เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของเนปจูน - 239 กินอัลฟ่ารังสีและมีครึ่งชีวิตของ 24,000 ปี สารประกอบบริสุทธิ์แห่งแรกขององค์ประกอบได้รับในปี 1942 และน้ำหนักตัวแรกของพลูโทเนียมโลหะได้รับในปี 1943
ชื่อขององค์ประกอบ 94 ใหม่ถูกเสนอในปี 1948 โดย Macmillan ซึ่งเมื่อหลายเดือนก่อนการค้นพบพลูโทเนียมพลูโทเนียมพร้อมกับ F. Eibelson ได้รับองค์ประกอบแรกที่หนักกว่ายูเรเนียม - องค์ประกอบหมายเลข 93 ซึ่งเป็นชื่อเนปจูนเพื่อเป็นเกียรติแก่ดาวเนปจูน - เป็นครั้งแรกสำหรับยูเรเนียม โดยการเปรียบเทียบองค์ประกอบหมายเลข 94 ตัดสินใจเรียกพลูโทเนียมเนื่องจาก Planet Pluto เป็นที่สองสำหรับยูเรเนียม ในทางกลับกัน Sitobor เสนอให้เรียกองค์ประกอบใหม่ "Plotui" แต่จากนั้นฉันก็ตระหนักว่าชื่อไม่ได้เสียงมากเมื่อเทียบกับพลูโซเนีย นอกจากนี้เขายังมีชื่ออื่น ๆ สำหรับองค์ประกอบใหม่: Ultimium, Exterminium เนื่องจากเวลาที่ไม่ถูกต้องของการตัดสินที่พลูโทเนียมจะกลายเป็นองค์ประกอบทางเคมีสุดท้ายในตารางธาตุ เป็นผลให้องค์ประกอบถูกเรียกว่า "พลูโทเนียม" เพื่อเป็นเกียรติแก่การเปิดตัวของโลกใบสุดท้ายของระบบสุริยะ
การค้นหาในธรรมชาติ
ครึ่งชีวิตของไอโซโทปพลูโทเนียมที่มีอายุยืนยาวที่สุดคือ 75 ล้านปี ตัวเลขนั้นน่าประทับใจมากอย่างไรก็ตามอายุของกาแลคซีวัดจากพันล้านปี จากนี้มันเป็นไปตามที่ไอโซโทปหลักเป็นองค์ประกอบที่เก้าสิบสี่ที่เกิดขึ้นในช่วงการสังเคราะห์ที่ดีขององค์ประกอบของจักรวาลไม่มีโอกาสที่จะมีชีวิตอยู่จนถึงปัจจุบัน และยังไม่ได้หมายความว่าพลูโตเนียมไม่ได้อยู่ในพื้นดิน มันถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องในแร่ยูเรเนียม การจับนิวตรอนของรังสีจักรวาลและนิวตรอนที่เกิดขึ้นในระหว่างการแบ่งแบบธรรมชาติ (เกิดขึ้นเอง) ของนิวเคลียส 238U บางอย่าง - น้อยมาก - อะตอมของไอโซโทปนี้จะถูกแปลงเป็นอะตอม 239u แกนขององค์ประกอบนี้ไม่เสถียรมากพวกเขาปล่อยอิเล็กตรอนและทำให้เพิ่มค่าใช้จ่ายการก่อตัวของเนปจูนคือการก่อตัวขององค์ประกอบ transuranone แรก 239np ยังไม่เสถียรเคอร์เนลยังปล่อยอิเล็กตรอนดังนั้นในเวลาเพียง 56 ชั่วโมงครึ่งของ 239np กลายเป็น 239PU
ครึ่งชีวิตของไอโซโทปนี้มีขนาดใหญ่มากและมีจำนวน 24,000 ปี โดยเฉลี่ยเนื้อหาของ 239PU น้อยกว่าเรเดียมประมาณ 400,000 เท่า ดังนั้นไม่เพียง แต่จะได้รับ - แม้แต่การตรวจสอบพลูโทเนียม "โลก" นั้นยากผิดปกติ ปริมาณขนาดเล็กของ 239pu - เศษส่วนล้านล้าน - และผลิตภัณฑ์สลายตัวสามารถพบได้ในยูเรเนียม Ores เช่นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ธรรมชาติใน Oklo, กาบอง (แอฟริกาตะวันตก) "เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ธรรมชาติ" ที่เรียกว่าได้รับการพิจารณาว่าเป็นเพียงคนเดียวในโลกที่การก่อตัวของ Actinides และผลิตภัณฑ์กองใน Geosphere เกิดขึ้น ตามการประมาณการที่ทันสมัยในภูมิภาคนี้หลายล้านปีที่ผ่านมามีปฏิกิริยาที่ยั่งยืนอย่างยั่งยืนด้วยการปล่อยความร้อนซึ่งกินเวลามากกว่าครึ่งล้านปี
ดังนั้นเราจึงรู้อยู่แล้วว่าในแร่ยูเรเนียมเป็นผลมาจากการจับนิวตรอนเนปจูน (239np) ผลิตภัณฑ์β-สลายตัวซึ่งเป็นพลูโทเนียมธรรมชาติที่เกิดขึ้น ขอบคุณอุปกรณ์พิเศษ - Spectrometers มวลพบว่าการปรากฏตัวของพลูโทเนียม -244 (244PU) ซึ่งมีครึ่งชีวิตที่ใหญ่ที่สุด - ประมาณ 80 ล้านปีใน Precambrian Basnezite (ในซีเรียมแร่) ในธรรมชาติ 244PU เป็นส่วนใหญ่ในรูปแบบของไดออกไซด์ (Puo2) ซึ่งละลายได้น้อยกว่าน้ำกว่าทราย (ควอตซ์) เนื่องจากไอโซโทปไอโซโทปที่มีอายุยืนยาว - 240 พ.) อยู่ในห่วงโซ่พลูโทเนียมพลูโทเนียมของพลูโทเนียม - 244 จากนั้นก็เกิดขึ้น แต่นี่เป็นสิ่งที่หายากมาก (1 กรณี 10,000) พลูโทเนียมจำนวนเล็กน้อย - 238 (238PU) หมายถึงการสลายตัวเบต้าคู่ที่หายากมากของไอโซโทปแม่ - ยูเรเนียม -238 ซึ่งพบในแร่ยูเรเนียม
มีการร่องรอยของไอโซโทป 247pu และ 255Pu ในฝุ่นที่รวบรวมหลังจากการระเบิดของระเบิด Thermonuclear
จำนวนขั้นต่ำของพลูโทเนียมสมมติฐานสามารถอยู่ในร่างกายมนุษย์ได้รับความจริงที่ว่าการทดสอบนิวเคลียร์จำนวนมากดำเนินการในทางใดทางหนึ่งหรืออีกคนเชื่อมต่อกับพลูโทเนียม พลูโทเนียมสะสมส่วนใหญ่ในโครงกระดูกและตับจากที่ที่มันไม่ปรากฏขึ้นจริง นอกจากนี้องค์ประกอบเก้าสิบสี่สะสมโดยสิ่งมีชีวิตทางทะเล พืชพื้นดินดูดซับพลูโทเนียมส่วนใหญ่ผ่านระบบราก
ปรากฎว่าพลูโทเนียมสังเคราะห์เทียมยังคงมีอยู่ในธรรมชาติดังนั้นทำไมไม่ทำเหมืองและรับเทียม? ความจริงก็คือความเข้มข้นขององค์ประกอบนี้มีขนาดเล็กเกินไป เกี่ยวกับโลหะกัมมันตรังสีอื่น - เรดิโอพูดว่า: "ในกรัมของการขุด - ในปีที่ทำงาน" และเรเดียมในธรรมชาติมากกว่า 400,000 ครั้งมากกว่าพลูโทเนียม! ด้วยเหตุนี้ไม่เพียง แต่จะได้รับ - แม้แต่การตรวจสอบพลูโทเนียม "โลก" นั้นยากผิดปกติ มันเป็นไปได้ที่จะทำเช่นนี้หลังจากการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของพลูโทเนียมที่ได้รับในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู
การประยุกต์ใช้
ISOTOPE 239PU (พร้อมกับ U) ใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของเครื่องปฏิกรณ์พลังงานที่ทำงานบนนิวตรอนความร้อนและความร้อน (RHIN) เช่นเดียวกับในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์
ไฟฟ้าประมาณ 370 GW (หรือ 15% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในโลกสร้างรอบกึ่งกลางของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วโลก (หรือ 15% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในโลก) พลูโทเนียม -236 ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ไฟฟ้าอะตอมที่มีอายุการใช้งานถึงห้าปีขึ้นไปพวกเขาจะใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าปัจจุบันที่กระตุ้นการทำงานของหัวใจ (Pesemakers) 238PU ใช้ในแหล่งนิวเคลียร์ขนาดเล็กของกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในการศึกษาอวกาศ ดังนั้นพลูโทเนียม -388 เป็นแหล่งพลังงานสำหรับโพรบของขอบฟ้าใหม่ Galileo และ Cassini, Mashod Curiosity และยานอวกาศอื่น ๆ
Plutonium-239 ใช้ในอาวุธนิวเคลียร์เนื่องจากไอโซโทปนี้เป็นนิวเคลิดด์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในระเบิดนิวเคลียร์ นอกจากนี้การใช้พลูโทเนียม - 239 ในระเบิดนิวเคลียร์บ่อยครั้งมากขึ้นเนื่องจากพลูโทเนียมมีปริมาณที่น้อยลงในด้านของ (ที่ที่มีเคอร์เนลระเบิดตั้งอยู่) ดังนั้นคุณสามารถชนะในความแข็งแกร่งของระเบิดเนื่องจาก ไปยังคุณสมบัตินี้
โครงการที่การระเบิดนิวเคลียร์เกิดขึ้นกับการมีส่วนร่วมของพลูโทเนียมคือการออกแบบของระเบิดเองเคอร์เนลที่ประกอบด้วยทรงกลมที่เต็มไปด้วย 239pu ในช่วงเวลาของการปะทะกับพื้นดินทรงกลมถูกบีบอัดเป็นหนึ่งล้านชั้นเนื่องจากการออกแบบและต้องขอบคุณสารระเบิดที่ล้อมรอบทรงกลมนี้ หลังจากได้รับผลกระทบเคอร์เนลในปริมาณและความหนาแน่นสำหรับเวลาที่สั้นที่สุด - microseconds โหลชุดประกอบบิลสถานะวิกฤตในนิวตรอนความร้อนและย้ายไปยังสถานะที่สำคัญบนนิวตรอนที่รวดเร็ว - ปฏิกิริยานิวเคลียร์ของโซ่เริ่มต้นด้วยการมีส่วนร่วมนิวตรอนและนิวเคลียสนิวเคลียส . ด้วยการระเบิดครั้งสุดท้ายของระเบิดนิวเคลียร์อุณหภูมิประมาณสิบล้านองศามีความโดดเด่น
ไอโซโทปพลูโทเนียมได้พบว่าการใช้งานในการสังเคราะห์ของ Transputonium (ถัดไปหลังจากพลูโทเนียม) ตัวอย่างเช่นในห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak-Ridge ที่มีการสัมผัสนิวตรอนระยะยาว 239PU 24496cm, 24296cm, 24997bk, 25298cf, 253999 และ 257100fm ในทำนองเดียวกันในปี 1944 Americium ได้รับการตอบรับครั้งแรกและอเมริกา 24195AM ในปี 2010 พลูโทเนียม -242 ออกไซด์ทิ้งระเบิดโดยแคลเซียมไอออน 48 ทำหน้าที่เป็นแหล่งที่ได้รับ Ununkwaddia
โลหะผสมพลูโทเนียมที่มีเสถียรภาพถูกใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงเพราะพวกเขามีคุณสมบัติโลหะที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับพลูโทเนียมบริสุทธิ์ซึ่งภายใต้การทำความร้อนผ่านการเปลี่ยนเฟสและวัสดุที่บอบบางและไม่น่าเชื่อถือมาก โลหะผสมพลูโทเนียมที่มีองค์ประกอบอื่น ๆ (สารประกอบ interallic) มักจะได้รับจากการมีปฏิสัมพันธ์โดยตรงขององค์ประกอบในอัตราส่วนที่จำเป็นในขณะที่การละลายส่วนโค้งส่วนใหญ่จะใช้บางครั้งโลหะผสมที่ไม่เสถียรจะได้รับจากการตกตะกอนสเปรย์หรือการละลายของการละลาย
องค์ประกอบการผสมอุตสาหกรรมหลักสำหรับพลูโทเนียมเป็นแกลเลียมอลูมิเนียมและเหล็กแม้ว่าพลูโทเนียมสามารถสร้างโลหะผสมและสารประกอบระดับกลางด้วยโลหะส่วนใหญ่ที่มีข้อยกเว้นที่หายาก (โพแทสเซียมโซเดียมลิเธียมรูดิวีแมกนีเซียมแคลเซียมสตรอนเทียมแบเรียมยุโรปและ Ytterbium . โลหะการสรรเสริญ: โมลิบดีนัม, ไนโอเบียม, โครเมี่ยม, แทนทาลัมและทังสเตนละลายในพลูโทเนียมเหลว แต่เกือบไม่ละลายหรือละลายในพลูโทเนียมที่เป็นของแข็ง Indium, Silicon, สังกะสีและเซอร์โคเนียมมีความสามารถในการสร้าง metastable δ-plutonium (δ "-Fase) ด้วยการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วแกลเลียมอลูมิเนียม, อเมริกา, สแกนเนียมและซีเรียมสามารถรักษาเสถียรภาพδ-plutonium ที่อุณหภูมิห้อง
Golmia จำนวนมาก Hafnia และโทรออกช่วยให้คุณรักษาδ-plutonium ที่อุณหภูมิห้อง ดาวเนปจูนเป็นองค์ประกอบเดียวที่สามารถรักษาเสถียรภาพα-plutonium ได้ที่อุณหภูมิสูง ไทเทเนียม Hafnium และเซอร์โคเนียมมีเสถียรภาพโครงสร้างของβ-plutonium ที่อุณหภูมิห้องที่มีการระบายความร้อนที่คมชัด การใช้โลหะผสมดังกล่าวค่อนข้างแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นโลหะผสมพลูโทเนียม - แกลเลียมใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของ phase ของพลูโทเนียมซึ่งหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงของเฟสα-δ Triple Alloy Plutonium-Gallium-Cobalt (Pugaco5) - โลหะผสมตัวนำยิ่งยวดที่ 18.5 K มีโลหะผสมจำนวนมาก (พลูโทเนียม - เซอร์โคเนียมพลูโทเนียม - ซีเรียนพลูโทเนียม - ซีบัลโซเนียม) ซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
การผลิต
พลูโทเนียมอุตสาหกรรมจะได้รับในสองวิธี นี่คือการฉายรังสี 238u นิวเคลียสที่มีอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หรือการแยกด้วยวิธีการกามิยาย (การกระตุ้นร่วมการสกัดการแลกเปลี่ยนไอออน ฯลฯ ) พลูโทเนียมจากยูเรเนียมองค์ประกอบ Transuranone และผลิตภัณฑ์เติมน้ำมันที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงของเสีย
ในกรณีแรกไอโซโทปที่สำคัญที่สุดในการปฏิบัติ 239PU (ในส่วนผสมที่มีส่วนผสมเล็ก ๆ ของ 240PU) ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีการมีส่วนร่วมของยูเรเนียมและนิวเคลียสนิวตรอนโดยใช้β - การสลายตัวและการมีส่วนร่วมของไอโซโทปที่ไม่จัดส่งเช่น ผลิตภัณฑ์ส่วนกลาง:
23892U + 21D → 23893NP + 210N;
23893np → 23894PU
β - สลายตัว
ในกระบวนการนี้ Deuteron ตกอยู่ใน Uranus-238 ซึ่งเป็นผลมาจาก NEPTUNE-238 และนิวตรอนสองตัวที่เกิดขึ้น ถัดไป Neptune-238 แบ่งออกเป็นธรรมชาติแผ่กระจายอนุภาค Beta-minus ซึ่งเป็นพลูโทเนียม -388
โดยทั่วไปแล้วเนื้อหา 239PU ในส่วนผสมคือ 90-95%, 240PU-1-7% เนื้อหาของไอโซโทปอื่น ๆ ไม่เกินสิบของเปอร์เซ็นต์ ไอโซโทปที่มีครึ่งชีวิตจำนวนมาก - 242PU และ 244PU ได้รับการฉายรังสีต่อเนื่องกับนิวตรอน 239pu นอกจากนี้ผลผลิต 242PU มีหลายสิบเปอร์เซ็นต์และ 244PU เป็นผลประโยชน์ของเปอร์เซ็นต์ของเนื้อหา 242PU ISOTOPE-Pure Plutonium จำนวนเล็กน้อย -38 เกิดขึ้นในระหว่างการฉายรังสีนิวตรอนของนิวตรอน -337 ไอโซโทปแสงของพลูโทเนียมที่มีจำนวนมวล 232-237 จะได้รับบน Cyclotron เมื่อการฉายรังสีของยูเรเนียมไอโซโทปα-อนุภาคα
ในวิธีที่สองของการผลิตภาคอุตสาหกรรม 239PU ใช้กระบวนการ Peworc ตามการสกัดของ Tributyl ฟอสเฟตในแสงเจือจาง ในรอบแรกการทำความสะอาดร่วมของ PU และ U จากผลิตภัณฑ์ฟิชชันจะดำเนินการแล้วแยกออกจากกัน ในรอบที่สองและสามของพลูโทเนียมจะถูกทำให้บริสุทธิ์และความเข้มข้นต่อไป รูปแบบของกระบวนการดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับความแตกต่างในคุณสมบัติของสารประกอบสี่และ hexavalent ขององค์ประกอบที่ใช้ร่วมกัน
Tweeles ที่ใช้ในขั้นต้นถูกรื้อถอนและเปลือกที่มีพลูโทเนียมที่ใช้แล้วและยูเรเนียมจะถูกลบออกโดยวิธีการทางกายภาพและทางเคมี ต่อไปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สกัดถูกละลายในกรดไนตริก ท้ายที่สุดมันเป็นตัวแทนออกซิไดซ์ที่แรงเมื่อละลายและยูเรเนียมและพลูโทเนียมและสิ่งสกปรกออกซิไดซ์ อะตอมพลูโทเนียมที่มีศูนย์ Valence ถูกแปลงเป็น PU + 6 ละลายทั้งพลูโทเนียมและยูเรเนียม จากการแก้ปัญหาดังกล่าวองค์ประกอบเก้าสิบสี่จะลดลงเป็นสถานะที่มีการปรับค่าด้วยก๊าซซัลเฟอร์จากนั้นก็ตกตะกอน Lanthan Fluoride (LAF3)
อย่างไรก็ตามการตกตะกอนนอกเหนือไปจากพลูโทเนียมมีเนปจูนและองค์ประกอบโลกที่หายาก แต่มวลหลัก (ยูเรเนียม) ยังคงอยู่ในโซลูชัน ถัดไปพลูโทเนียมจะออกซิไดซ์อีกครั้งเพื่อเพิ่ม PU + 6 และ Lanthanum Fluoride อีกครั้ง ตอนนี้องค์ประกอบที่หายากโลกตกตะกอนและพลูโทเนียมยังคงอยู่ในการแก้ปัญหา ถัดไปจะถูกออกซิไดซ์ไปยังสถานะสี่ขูดที่มีโพแทสเซียมโบรมาตเนื่องจากรีเอเจนต์นี้ไม่ได้ทำหน้าที่บนพลูโทเนียมจากนั้นด้วยการตกตะกอนรองกับ Lanthanne Fluoride เดียวกันพลูโทเนียมที่ได้รับการปรับค่าจะตกตะกอนและเนปจูนยังคงอยู่ในสารละลาย ผลิตภัณฑ์ที่ จำกัด ของการดำเนินงานดังกล่าวเป็นสารประกอบที่มีพลูโทเนียม - Puo2 หรือฟลูออไรด์ไดออกไซด์ (PUF3 หรือ PUF4) ซึ่ง (โดยการกู้คืนแบเรียมแคลเซียมหรือลิเธียมคู่) พลูโทเนียมโลหะจะได้รับ
การเตรียมพลูโทเนียมทำความสะอาดสามารถทำได้โดยการกลั่นด้วยไฟฟ้าของโลหะที่ผลิต Pyroochemically ซึ่งผลิตในเซลล์สำหรับอิเล็กโทรไลซิสที่อุณหภูมิ 700 ° C ด้วยอิเล็กโทรไลต์จากโพแทสเซียมโซเดียมและพลูโทเนียมคลอไรด์โดยใช้ Tuntsten หรือ Tantalum Cathode พลูโตเนียมที่ผลิตด้วยวิธีนี้มีความบริสุทธิ์ 99.99%
เพื่อให้ได้พลูโทเนียมจำนวนมากเครื่องปฏิกรณ์ - ตัวคูณที่เรียกว่า "Briders" (จากคำกริยาภาษาอังกฤษถึงผสมพันธุ์ - ทวีคูณ) เครื่องปฏิกรณ์ข้อมูลได้รับชื่อเนื่องจากความเป็นไปได้ที่จะได้รับวัสดุที่แบ่งเป็นจำนวนเงินที่เกินกว่าค่าใช้จ่ายของวัสดุนี้ที่จะได้รับ ความแตกต่างระหว่างเครื่องปฏิกรณ์ชนิดนี้จากส่วนที่เหลืออยู่ในความจริงที่ว่านิวตรอนไม่ช้าลงในนั้น (ไม่มีผู้ดำเนินรายการเช่นกราไฟท์) เพื่อให้พวกเขาตอบสนองมากที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ที่จะตอบสนองด้วย 238U
หลังจากปฏิกิริยา, อะตอม 239u เกิดขึ้นซึ่งในอนาคตและรูปแบบ 239pu แกนหลักของเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวที่มี Puo2 ในยูเรเนียมหมดไดออกไซด์ (UO2) ถูกล้อมรอบด้วยเปลือกของยูเรเนียม -238 ไดออกไซด์ที่หมดลงมากขึ้น (238U2) ซึ่งเป็น 239pu ที่เกิดขึ้น การแชร์ 238U และ 235U ช่วยให้ "Bridders" ในการผลิตจากพลังงานยูเรเนียมธรรมชาติมากกว่าเครื่องปฏิกรณ์อื่น ๆ 50-60 เท่า อย่างไรก็ตามเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มีข้อเสียเปรียบขนาดใหญ่ - จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงให้เย็นปานกลางมากกว่าน้ำซึ่งช่วยลดพลังงานของพวกเขา ดังนั้นจึงตัดสินใจใช้โซเดียมเหลวเป็นเครื่องทำความเย็น
การก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าวในสหรัฐอเมริกาเริ่มขึ้นหลังจากสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สองสหภาพโซเวียตและสหราชอาณาจักรเริ่มสร้างเฉพาะในปี 1950
สมบัติทางกายภาพ
พลูโทเนียมหนักมาก (ความหนาแน่นกับ n. Y. 19.84 g / cm³โลหะเงินในสถานะบริสุทธิ์คล้ายกับนิกเกิลมาก แต่พลูโทเนียมจะออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศ, ยึด, ขึ้นรูปฟิล์มสายรุ้งสีเหลืองแล้วเปลี่ยนเป็น ม่วงทึบ. ด้วยการเกิดออกซิเดชันที่แรงบนพื้นผิวของโลหะผง Olive Green Oxide (Puo2) ปรากฏขึ้น
พลูโทเนียมเป็นโลหะที่ใช้งานด้วยไฟฟ้าและเคมีที่ใช้งานทางเคมีมากขึ้นมากกว่ายูเรเนียม มันมีการปรับเปลี่ยนทั้งหมดของ allotropic (α,, γ, δ, δ ", εและζ) ซึ่งเปลี่ยนในส่วนอุณหภูมิที่แน่นอนและในช่วงความดันที่อุณหภูมิห้องพลูโทเนียมอยู่ในรูปแบบα-นี่คือ ที่พบมากที่สุดสำหรับการปรับเปลี่ยน Plutonium allotropic ใน plutonies ที่สะอาดของ PLUTONIUM เฟสที่บอบบางและแข็งมาก - โครงสร้างนี้มีความแข็งเช่นเดียวกับเหล็กหล่อสีเทาถ้ามันไม่ได้ถูกนำไปใช้กับโลหะอื่น ๆ ซึ่งจะให้พลาสติกโลหะผสมและความนุ่มนวลนอกจากนี้ ในรูปแบบที่หนาแน่นสูงสุดของพลูโทเนียม - องค์ประกอบที่หกของความหนาแน่น (มันหนักกว่า Osmium, Iridium, Platinum, Rhenium และเนปจูน) การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดของพลูโทเนียมต่อไปนี้มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นเหมือนกระโดดดังนั้น ตัวอย่างมันไม่ขยายจาก 310 ถึง 480 ° C เป็นโลหะอื่น ๆ และการบีบอัด (Delta Phases "และ" Delta ประมาณ ") เมื่อโมดูล (การเปลี่ยนแปลงจากเฟส epsilon ในเฟสของเหลว) พลูโทเนียมก็ถูกบีบอัด การอนุญาตให้พลูโทเนียมที่ยังไม่ได้ใช้เพื่อปรากฏขึ้น
พลูโทเนียมมีคุณสมบัติที่ผิดปกติจำนวนมาก: มันมีค่าการนำความร้อนต่ำสุดของโลหะทั้งหมด - ที่ 300 k 6.7W / (m k); พลูโทเนียมมีการนำไฟฟ้าที่ต่ำที่สุด ในเฟสเหลว - พลูโทเนียมเป็นโลหะที่หนืดมากที่สุด ความต้านทานเฉพาะขององค์ประกอบเก้าสิบสี่ที่อุณหภูมิห้องมีขนาดใหญ่มากสำหรับโลหะและคุณสมบัตินี้จะได้รับการปรับปรุงด้วยอุณหภูมิที่ลดลงซึ่งไม่เฉพาะเจาะจงกับโลหะ "ความผิดปกติ" ดังกล่าวจะถูกติดตามอุณหภูมิ 100 K - ต่ำกว่าตราประทับนี้ความต้านทานไฟฟ้าจะลดลง อย่างไรก็ตามจากระดับ 20 ถึงการต่อต้านอีกครั้งเริ่มเพิ่มขึ้นเนื่องจากกิจกรรมรังสีของโลหะ
พลูโทเนียมมีความต้านทานไฟฟ้าสูงสุดในบรรดา actinoids ที่ศึกษาทั้งหมด (ในขณะนี้) ซึ่งเป็น 150 μm cm (ที่ 22 ° C) โลหะนี้มีจุดหลอมเหลวต่ำ (640 ° C) และจุดเดือดสูงผิดปกติ (3,227 ° C) ใกล้กับจุดหลอมเหลวพลูโทเนียมของเหลวมีตัวบ่งชี้ความหนืดสูงมากและความตึงเครียดพื้นผิวเมื่อเทียบกับโลหะอื่น ๆ
ขอบคุณกัมมันตภาพรังสีพลูโทเนียมที่อบอุ่นต่อการสัมผัส พลูโทเนียมชิ้นใหญ่ในปั๊มความร้อนมีความร้อนถึงอุณหภูมิมากกว่าจุดเดือด! นอกจากนี้เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีพลูโทเนียมเมื่อเวลาผ่านไปผ่านการเปลี่ยนแปลงในโครงตาข่ายคริสตัล - มีบางชนิดของการหลอมเนื่องจากการขับเคลื่อนด้วยตนเองเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิสูงกว่า 100 K
การปรากฏตัวของการดัดแปลง Altropic จำนวนมากในพลูโทเนียมทำให้โลหะยากในการประมวลผลและกลิ้งเนื่องจากการเปลี่ยนเฟส เรารู้อยู่แล้วว่าในอัลฟาฟอร์มองค์ประกอบเก้าสิบสี่นั้นคล้ายกับคุณสมบัติที่มีเหล็กหล่ออย่างไรก็ตามมันมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนแปลงและเปลี่ยนเป็นวัสดุพลาสติกและเพื่อสร้างรูปแบบการปลอมแปลงβที่อุณหภูมิสูงขึ้น พลูโทเนียมในรูปแบบδมักจะมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิจาก 310 ° C ถึง 452 ° C แต่อาจมีอยู่ที่อุณหภูมิห้องถ้ามันถูกนำไปใช้โดยอลูมิเนียมที่หยาบโลนต่ำซีเรียมหรือแกลเลียม ในขณะที่อยู่ในโลหะผสมกับโลหะเหล่านี้พลูโทเนียมสามารถใช้ในระหว่างการเชื่อม โดยทั่วไปแล้วรูปแบบเดลต้ามีลักษณะโลหะเด่นชัดมากขึ้น - เพื่อความแข็งแรงและความสามารถในการดื่มใกล้กับอลูมิเนียม
คุณสมบัติทางเคมี
คุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบเก้าสิบสี่ส่วนใหญ่คล้ายกับคุณสมบัติของรุ่นก่อนในระบบเป็นระยะ - ยูเรเนียมและเนปธาน พลูโทเนียมเป็นโลหะที่ค่อนข้างใช้งานเป็นรูปแบบสารประกอบที่มีองศาออกซิเดชั่นจาก +2 ถึง +7 ในโซลูชั่นที่เป็นน้ำองค์ประกอบนี้แสดงถึงองศาออกซิเดชั่นต่อไปนี้: PU (III) เป็น PU3 + (มีอยู่ในโซลูชั่นน้ำที่เป็นกรดมีสีม่วงอ่อน) PU (IV) ในฐานะ PU4 + (Shade Chocolate); PU (V) ในฐานะ Puo2 + (โซลูชั่นเบา); PU (VI) ในฐานะ Puo22 + (โซลูชั่นสีส้มอ่อน) และ PU (VII) เป็น Puo53- (โซลูชั่นสีเขียว)
ยิ่งไปกว่านั้นไอออนเหล่านี้ (ยกเว้น Puo53-) อาจเป็นไปได้ในการแก้ปัญหาพร้อมกันในสมดุลซึ่งอธิบายโดยการปรากฏตัวของอิเล็กตรอน 5F ซึ่งตั้งอยู่บนโซนอิเล็กตรอนอิเล็กตรอนที่มีการแปลและ delocalized ที่ PH 5-8, PU (IV) ครอบงำซึ่งมีเสถียรภาพมากที่สุดในหมู่วาลซ์เบนซ์อื่น ๆ (องศาออกซิเดชัน) พลูโทเนียมไอออนของการเกิดออกซิเดชันทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะไฮโดรไลซิสและความซับซ้อน ความสามารถในการสร้างสารประกอบดังกล่าวเพิ่มขึ้นใน PU5 +
พลูโทเนียมขนาดกะทัดรัดออกซิไดซ์อย่างช้าๆในอากาศปกคลุมด้วยม่านตาไอริสออกไซด์ พลูโทเนียมออกไซด์ต่อไปนี้เป็นที่รู้จัก: Puo, Pu2o3, Puo2 และ Puo2 และ Pu2o3 - PU4O7 (Bertollides) ในการปรากฏตัวของความชื้นเล็กน้อยความเร็วของการเกิดออกซิเดชันและการสึกกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ หากโลหะสัมผัสกับอากาศเปียกจำนวนเล็กน้อยเพียงพอแล้วพลูโทเนียมไดออกไซด์จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของมัน (Puo2) ด้วยการขาดออกซิเจนในรูปแบบ Dihydride อาจ (PUH2) น่าแปลกใจที่พลูโทเนียมปกคลุมไปด้วยสนิมในบรรยากาศก๊าซเฉื่อย (ตัวอย่างเช่นอาร์กอน) กับไอน้ำเร็วกว่าอากาศแห้งมากหรือในออกซิเจนบริสุทธิ์ ในความเป็นจริงความจริงนี้ง่ายต่อการอธิบาย - ผลกระทบโดยตรงของออกซิเจนเป็นชั้นของออกไซด์บนพื้นผิวของพลูโทเนียมซึ่งป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมการปรากฏตัวของความชื้นทำให้เกิดส่วนผสมที่หลวมของออกไซด์และไฮไดรด์ ด้วยวิธีการเคลือบด้วยการเคลือบเช่นนี้โลหะจะกลายเป็น pyrophoric นั่นคือมันสามารถเผาไหม้ตัวเองด้วยเหตุนี้พลูโทเนียมโลหะมักจะถูกประมวลผลในบรรยากาศเฉื่อยอาร์กอนหรือไนโตรเจน ในเวลาเดียวกันออกซิเจนเป็นสารป้องกันและป้องกันผลกระทบของความชื้นบนโลหะ
องค์ประกอบเก้าสิบสี่ทำปฏิกิริยากับกรดออกซิเจนและคู่ของพวกเขา แต่ไม่ใช่กับอัลคาลิส พลูโทเนียมที่ละลายได้ดีในสื่อที่เป็นกรดมากเท่านั้น (ตัวอย่างเช่นกรดไฮโดรคลอริก HCL) เช่นเดียวกับละลายในคลอไรด์กรดไฮโดรคลอริกบรูมคอมโมโรดกรดไฮโดรคลอริก 72%, 85% H3PO4 กรดออร์โธฟอสฟอริค 85% กรดไนตริก ในการแก้ปัญหาด่างของพลูโทเนียมไม่ละลายอย่างน้อย
เมื่อสัมผัสกับอัลคาลิสเกี่ยวกับโซลูชันที่มีสี่ Valence Plutonium PU (OH) 4 XH2O ไฮดรอกไซด์ตกตะกอนด้วยคุณสมบัติหลัก เมื่อสัมผัสกับอัลคาลิสบนเกลือที่มี Puo2 + Solutions, Puo2Oh Amphoter Hydroxide Falls มันได้รับคำตอบจากเกลือ - พลูโตต์เช่น NA2PU2O6
เกลือพลูโทเนียมสามารถไฮโดรไลซ์ได้อย่างง่ายดายโดยการสัมผัสกับโซลูชันที่เป็นกลางหรืออัลคาไลน์สร้างพลูโทเนียมที่ไม่ละลายน้ำ โซลูชันพลูโทเนียมเข้มข้นนั้นไม่เสถียรเนื่องจากการสลายตัวของ RadioLithic นำไปสู่การตกต่ำของตะกอน
ปริมาณการสร้างรังสี ตอนที่ 5
วันที่: 03/08/2011
เรื่อง: สุขภาพ
ลักษณะหลักของ radionuclides การขึ้นรูปขนาดยา การเน้นหลักคือการนำเสนออันตรายที่อาจเกิดขึ้นของ radionuclides เพื่อจุดประสงค์ในการรักษาความปลอดภัยผลกระทบของ Radiotoxic และการถ่ายทอดซ้ำของผลกระทบของไอโซโทปวิทยุบนร่างกายและสภาพแวดล้อมที่ได้รับการพิจารณา ข้างต้นทำให้เป็นไปได้ที่จะอ้างถึงอันตรายจากรังสีของ radionuclides การสร้างขนาดยามากขึ้น
11. CEZIY-137
ซีเซียม (lat. ซีเซียม. - CS, องค์ประกอบทางเคมี i กลุ่มของระบบ mendeleev เป็นระยะ, หมายเลขอะตอม 55, น้ำหนักปรมาณู 132,9054 ตั้งชื่อจากละติน caesius - สีน้ำเงิน (เปิดในเส้นสเปกตรัมสีฟ้าสดใส) โลหะสีเงินสีขาวจากกลุ่มอัลคาไลน์; การสูญเสียนุ่มเหมือนขี้ผึ้ง; ความหนาแน่นของ 1.904 กรัม / ซม. 3 และมี UD น้ำหนัก 1.88 (ที่ 150.00), T PL - 28.4ºс ในอากาศไวไฟด้วยน้ำทำปฏิกิริยากับการระเบิด แร่หลัก - มลพิษ
34 ไอโซโทปซีเซียมที่มีจำนวนมวล 114-148 มีความเสถียรเพียงหนึ่งเดียว (133 CS) ส่วนที่เหลือเป็นกัมมันตภาพรังสี ความชุกของไอโซโทปของซีเซียม - 133 ในธรรมชาติประมาณ 100% 133 CS หมายถึงองค์ประกอบที่กระจัดกระจาย ในปริมาณเล็กน้อยมันมีอยู่ในวัตถุเกือบทั้งหมดของสภาพแวดล้อมภายนอก คลาร์ก (โดยเฉลี่ย) เนื้อหานิวไคลด์ในเปลือกโลก - 3.7 ∙ 10 -4% ในดิน - 5 ∙ 10 -5% ซีเซียมเป็นไมโครเซลล์ถาวรของสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์: ในไฟฉายที่มีชีวิตอยู่ในจำนวน 6 ∙ 10 -6% ในร่างกายมนุษย์ - ประมาณ 4 กรัมด้วยการกระจายตัวสม่ำเสมอของซีเซียม - 137 ในร่างกายของ คนที่มีกิจกรรมที่เฉพาะเจาะจง 1 BC / KG พลังงานของปริมาณที่ยอดเยี่ยมตามผู้เขียนหลายคนแตกต่างกันไปจาก 2.14 ถึง 3.16 μg / ปี
ในธรรมชาติโลหะอัลคาไลน์สีเงินสีเงินนี้พบได้ในรูปแบบของไอโซโทป CS-133 ที่มั่นคง นี่เป็นองค์ประกอบที่หายากที่มีเนื้อหาเฉลี่ยในเปลือกโลก 3.7 ∙ 10 -4% ปกติซีเซียมตามธรรมชาติและการเชื่อมต่อ ไม่กัมมันตภาพรังสี. กัมมันตภาพรังสีเท่านั้นที่ได้รับไอโซโทป 137 CS เท่านั้น ไอโซโทป Cesium Cesium 137 CS ที่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นเมื่อหารนิวเคลียส 235 U และ 239 PU ที่มีผลผลิตประมาณ 7% ด้วยการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี 137 C จะปล่อยอิเล็กตรอนด้วยพลังงานสูงสุด 1173 KEV และกลายเป็น Nuclide γ-Emitting γ-emitting 137m BA (ตารางที่ 18) มันสูงที่สุดในหมู่โลหะอัลคาไลที่มีกิจกรรมทางเคมีเป็นไปได้ที่จะเก็บไว้ในหลอดที่สูญญากาศที่ปิดสนิทเท่านั้น
ตารางที่ 18
ลักษณะสำคัญของ CESIA-137
| ไอโซโทป | มุมมองหลัก การฉายรังสี | ครึ่งชีวิต, T 1/2 | มูลค่าของ UV น้ำ , bk / dm 3 | รูปแบบธรรมชาติของ OA ในน่านน้ำ (MIN-MAX), BK / DM 3 |
137 cs | β (e β max \u003d 1173 keyv); | 11.0 (NRB-99) | n ∙ 10 -3 - n ∙ 10 -2 |
ซีเซียมส์โลหะถูกนำมาใช้ใน Photocells และ PhotoMultiels ในการผลิต PhotoCathodes และเป็น Getter ในหลอดเรืองแสง Cese Couples - ของเหลวในการทำงานในเครื่องปั่นไฟ MHD เลเซอร์ก๊าซ สารประกอบซีเซียมถูกใช้ในเลนส์และอุปกรณ์ยามค่ำคืน
ในผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาฟิชชันนิวเคลียร์มีจำนวนอย่างมีนัยสำคัญของรังสีซีเซียมโคเคนที่ย่อยสลายตัวซึ่ง 137 CS นั้นอันตรายที่สุด แหล่งที่มาของมลพิษสามารถเป็นพืชกัมมันตภาพรังสี การปล่อยของซีเซียม - 137 ในสภาพแวดล้อมเกิดขึ้นส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการทดสอบนิวเคลียร์และอุบัติเหตุที่องค์กรพลังงานนิวเคลียร์ ในตอนต้นของปี 1981 กิจกรรมทั้งหมดของ 137 CS ที่เปิดใช้งานในสภาพแวดล้อมถึง 960 PBC ความหนาแน่นของมลพิษทางตอนเหนือและซีกโลกใต้และโดยเฉลี่ยในโลกคือ 3.42 ตามลำดับ 0.86 และ 3.14 KBK / M 2 และในอาณาเขตของ USSR เดิมโดยเฉลี่ย - 3.4 KBK / M 2
เมื่ออุบัติเหตุจากอุบัติเหตุในเซาท์เทิร์ลในปี 1957 การระเบิดทางความร้อนของพื้นที่เก็บขยะกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นและ Radionuclides ได้รับให้กับบรรยากาศที่มีกิจกรรมทั้งหมด 74 PBC รวมถึง 0.2 PBC 137 CS ในกองไฟบน RHH ใน Wyndskayle ในสหราชอาณาจักรในปี 1957 Radionuclides 12 PBC เกิดขึ้นซึ่ง 46 TBK 137 CS การปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีของกัมมันตภาพรังสีของวิสาหกิจ Mayak ในทางใต้ของ Urals ในสาธารณรัฐ Turch ในปี 1950 เป็น 102 PBC รวมถึง 137 CS 12.4 PBC การกำจัดลมของ radionuclides จากน้ำท่วม Karachay ในอูรลใต้ในปี 1967 มีจำนวน 30 TBK 137 CS คิดเป็น 0.4 TBK
ภัยพิบัติที่แท้จริงคือในปี 1986 อุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล (Chernobyl): 1850 PBC Radionuclides ถูกโยนออกจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ถูกทำลายและ 270 PBCs คิดเป็นสัดส่วนของ Cesium กัมมันตภาพรังสี การแพร่กระจายของ Radionuclides ได้ใช้ระดับดาวเคราะห์ ในยูเครนในเบลารุสและเขตกลางของสหพันธรัฐรัสเซียมากกว่าครึ่งหนึ่งของจำนวนริกกลิกทั้งหมดซึ่งถูกตัดสินใน CIS มีบางกรณีของมลพิษของสภาพแวดล้อมภายนอกอันเป็นผลมาจากการจัดเก็บที่ประมาทของแหล่งซีเซียมที่มีกัมมันตภาพรังสีสำหรับการแพทย์และเทคโนโลยี
CESIUM-137 ใช้ใน Gamma Flawectoscopy อุปกรณ์วัดสำหรับการฆ่าเชื้อด้วยรังสีของอาหารการเตรียมการแพทย์และยาเสพติดในการรักษาด้วยรังสีสำหรับการรักษาเนื้องอกมะเร็ง CESIUM-137 ยังใช้ในการผลิตแหล่งข้อมูลปัจจุบันของ RadioSotope ซึ่งใช้ในรูปแบบของซีเซียมคลอไรด์ (ความหนาแน่น 3.9 กรัม / ซม 3 , พลังงานปล่อยประมาณ 1.27 w / cm 3 ).
CESIUM-137 ใช้ในเซ็นเซอร์ของระดับการ จำกัด สารจำนวนมากในบังเกอร์ทึบแสง Cesium-137 มีข้อได้เปรียบบางประการเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี Cobalt-60: ครึ่งชีวิตที่ยาวนานขึ้นและรังสีแกมม่าที่เข้มงวดน้อยลง ในเรื่องนี้อุปกรณ์ที่ใช้ 137 CS มีความทนทานมากขึ้นและการป้องกันรังสีนั้นยุ่งยากน้อยลง อย่างไรก็ตามข้อดีเหล่านี้กลายเป็นเรื่องจริงเท่านั้นในกรณีที่ไม่มีสิ่งเจือปน 137 CS ที่มีการแผ่รังสีครึ่งชีวิตที่สั้นกว่าและรังสีแกมม่าที่เข้มงวด
การกระจายที่กว้างขวางได้รับเป็นแหล่งกำเนิดของรังสีγ ในการแพทย์แหล่งซีซีเอเซียพร้อมกับเรเดียมใช้ในอุปกรณ์และอุปกรณ์การรักษาและอุปกรณ์สำหรับการรักษาแกมม่าของ Intramane และ Strip ตั้งแต่ปี 1967 ปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงระหว่างสองระดับบางเฉียบของสถานะหลักของ Atom Cesium-137 ใช้เพื่อกำหนดหนึ่งในหน่วยการวัดเวลาหลัก - วินาที
Radizesese 137 CS Technogenic Radionuclide เป็นพิเศษการปรากฏตัวของมันในสื่อภายใต้การศึกษามีความเกี่ยวข้องกับการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์หรือใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์ 137 CS - β-γ-γ-emitting Cesium RadioSotope หนึ่งในองค์ประกอบหลักของการปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสี Technogenic ของชีวมณฑล มันเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาฟิชชันนิวเคลียร์ มีอยู่ในอุปถัมภ์กัมมันตภาพรังสีปล่อยขยะมูลฝอยขยะ OA 137 CS ในน้ำดื่ม จำกัด อยู่ที่ระดับ 11BQ / DM 3 หรือ 8 BK / DM 3
คุณสมบัติทางธรณีวิทยาของ 137 CS คือความสามารถในการชะลอตัวดูดซับตามธรรมชาติอย่างแน่นหนา เป็นผลให้เมื่อเข้าสู่ ops กิจกรรมของมันจะลดลงอย่างรวดเร็วโดยการลบออกจากแหล่งที่มาของมลพิษ น่านน้ำธรรมชาติค่อนข้างทำความสะอาดตนเองอย่างรวดเร็วเนื่องจากการดูดซึม 137 CS กับ Weigon และ Saint Sediments
ซีเซียมสามารถสะสมในพืชทางการเกษตรและโดยเฉพาะในเมล็ด ความเข้มข้นที่สุดมาจากสื่อน้ำและความเร็วสูงที่เคลื่อนที่บนพืช การทำในดินของปุ๋ยโปแตชและความรักอย่างมีนัยสำคัญลดการดูดซึมของซีเซียมโดยพืชและความแข็งแกร่งของโพแทสเซียมที่สูงขึ้น
ค่าสัมประสิทธิ์การสะสมนั้นสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับสูงของสาหร่ายน้ำจืดและพืชที่ดินอาร์กติก (โดยเฉพาะไลเคน) จากสัตว์ของโลก - กวางเรนเดียร์เหนือยาเกลซึ่งพวกเขาเลี้ยง ด้านในของสิ่งมีชีวิตของ CESIUM-137 ส่วนใหญ่แทรกซึมผ่านอวัยวะทางเดินหายใจและการย่อยอาหาร นิวไคลด์นี้ส่วนใหญ่มาพร้อมกับอาหารจำนวน 10 μg / วัน มันถูกขับออกจากร่างกายส่วนใหญ่กับปัสสาวะ (เฉลี่ย 9 μg / วัน) ซีเซียมเป็นไมโครคอนไมโครคอมพิวเตอร์ถาวรของร่างกายพืชและสัตว์ ไดรฟ์ซีเซียมหลักในสิ่งมีชีวิตของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม - กล้ามเนื้อหัวใจตับ ประมาณ 80% ของซีเซียมในร่างกายที่สะสมอยู่ในกล้ามเนื้อ 8% ในโครงกระดูกส่วนที่เหลืออีก 12% ถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอในเนื้อเยื่ออื่น ๆ
CESIUM-137 ถูกขับออกมาส่วนใหญ่ผ่านไตและลำไส้ ระยะเวลาทางชีวภาพของการสำรวจกึ่งการสำรวจซีเซียม - 137 สะสมสำหรับบุคคลนั้นเท่ากับ 70 วัน (ตามการป้องกันรังสีระหว่างประเทศ) ในกระบวนการของการสืบทอดตำแหน่งที่สำคัญของซีเซียมจะถูกดูดซึมเข้าสู่เลือดในแผนกลำไส้ส่วนล่าง วิธีการที่มีประสิทธิภาพในการลดการดูดซึมของซีเซียมในลำไส้คือตัวดูดซับ Ferrocyanide ซึ่งผูก Nuclide เป็นรูปแบบที่ไม่เหมาะ นอกจากนี้เพื่อเร่งการกำจัดนิวลิเดอไรด์กระตุ้นกระบวนการขับถ่ายตามธรรมชาติมีการใช้คอมเพล็กซ์ต่างๆ
การพัฒนาแผลฉายรังสีในมนุษย์สามารถคาดหวังเมื่อปริมาณถูกดูดซึมประมาณ 2 กรัมขึ้นไป ปริมาณใน 148, 170 และ 740 MBK สอดคล้องกับแสงขนาดกลางและรุนแรงของแผล แต่ปฏิกิริยารังสีได้รับการบันทึกไว้อยู่ภายใต้หน่วยของ MBC
137 CS เป็นของกลุ่มสารกัมมันตรังสีที่มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอโดยอวัยวะและเนื้อเยื่อด้วยเหตุนี้หมายถึงความเป็นพิษของวิทยุของนิวคลีนซ์ มันมีความสามารถที่ดีในการเจาะร่างกายพร้อมกับโพแทสเซียมผ่านห่วงโซ่อาหาร
แหล่งที่มาหลักของการบริโภคของซีเซียมในร่างกายมนุษย์ - ปนเปื้อนจากอาหารนิวลิเดอไรด์ของต้นกำเนิดของสัตว์ เนื้อหาของ Cesium กัมมันตภาพรังสีในนมวัวหนึ่งลิตรถึง 0.8-1.1% ของการมาถึงทุกวันของ Nuclide แพะและแกะ - 10-20% อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่จะสะสมในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อสัตว์: ในวัว 1 กิโลกรัมแกะแกะหมูและไก่มี 4.8, 20 และ 26% (ตามลำดับ) จากการบริโภคซีเซียมทุกวัน ในโปรตีนของไข่ไก่น้อยกว่า 1.8-2.1% แม้ในปริมาณมากซีเซียมสะสมในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของกล้ามเนื้อของ hydrobionts: ปลาน้ำจืด 1 กิโลกรัมอาจสูงกว่ากิจกรรมของน้ำ 1 ลิตรมากกว่า 1,000 ครั้ง (โดยทางทะเล - ด้านล่าง)
แหล่งที่มาหลักของซีเซียมสำหรับประชากรของรัสเซีย - ผลิตภัณฑ์นมและข้าว (หลังจากเกิดอุบัติเหตุบนเชอร์โนบิลลัม - นมและเนื้อสัตว์) ในประเทศของยุโรปและสหรัฐอเมริกาซีเซียมส่วนใหญ่มีผลิตภัณฑ์นมและเนื้อสัตว์น้อยลง ผัก. การฉายรังสีภายในที่สร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องในลักษณะนี้ทำให้เกิดอันตรายต่อการสัมผัสภายนอกกับไอโซโทปนี้อย่างมีนัยสำคัญ
เทคนิคที่ตีพิมพ์สำหรับกิจกรรมการวัด 137 CS ตามการแผ่รังสีβ-แนะนำการเตรียมขยะดิบของตัวอย่างและการเปิดตัวของซีเซียมที่มีความบริสุทธิ์ระดับสูงเพื่อกำจัดผลการรบกวนของβ-emitters อื่น ๆ วิธีการที่ทันสมัยสำหรับการพิจารณา 137 CS เป็นไปตามกฎการลงทะเบียนรังสีแกมม่าด้วยพลังงาน 661.6 เคฟ พวกเขาแบ่งออกเป็นเครื่องมือ จำกัด ต่ำกว่าของการกำหนด (NGOs) ซึ่งเป็น 1-10 BQ / KG (หรือ BC / DM 3) และวิธีการที่มีการเสริมสมรรถนะของสารเคมีเบื้องต้น (NPOS สูงถึง 10 -2 BC / KG) สำหรับความเข้มข้นของ 137 CS จากการเจือจางโซลูชั่นส่วนใหญ่มักใช้โดยนิกเกิลทองแดงสังกะสีเหล็กโคบอลต์แคลเซียมแคลเซียมแมกนีเซียมหรือนักสะสม Shorbent - ขึ้นอยู่กับพวกเขา
12. พลูโตเนียม
พลูโทเนียม (พลูโทเนียม) PU - องค์ประกอบทางเคมีวิทยุเทียม III ของระบบเป็นระยะของระบบธาตุขององค์ประกอบ Mendeleev หมายเลขอะตอม 94 องค์ประกอบ transuranone เป็นของ actinoids Nuclide คนแรก 238 PU เปิดในปี 1940 T.Siborg (G.th.seaborg), E.m. makillan (em mcmillan), J.e. Banknedy (Jekennedy) และ a.ch.valom (a.ch.wahl) ในฤดูใบไม้ผลิปี 1941 SIFORG ที่มีพนักงานพบและจัดสรรครั้งแรกในไตรมาสไมโครกรัม 239 PU หลังจากการสลายตัวของ 239 NP ก่อตัวขึ้นระหว่างการฉายรังสีของ 238 U Nuclei ไฮโดรเจนหนัก (Dietons) ตามยูเรเนียมและเนปสององค์ประกอบใหม่ได้รับชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ดาวเคราะห์พลูโตเปิดในปี 1930 ตั้งแต่วันที่ 24 สิงหาคม 2549 โดยการตัดสินใจของสหภาพดาราศาสตร์ระหว่างประเทศพลูโตจะไม่เป็นดาวเคราะห์ของระบบสุริยะอีกต่อไป ในตำนานเทพเจ้ากรีกพลูโต (เขาช่วย) - พระเจ้าแห่งราชอาณาจักรแห่งความตาย
Pu Plutonium เป็นโลหะหนักที่อันตรายที่สุด มันมีไอโซโทปกัมมันตรังสี 15 ตัวที่มีจำนวนมวลตั้งแต่ 232 ถึง 246 ส่วนใหญ่เป็นα- eMitters บนโลกมีเพียงร่องรอยขององค์ประกอบนี้และเฉพาะใน ores ores ค่าของไอโซโทปพลูโตเนียมทั้งหมดนั้นน้อยกว่าอายุของโลกและดังนั้นพลูโทเนียมหลักทั้งหมด (มีอยู่บนโลกของเราในระหว่างการก่อตัว) ทรุดตัวลงอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตามจำนวนที่ไม่มีนัยสำคัญของ 239 PU นั้นเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องที่β-Decay 239 NP ซึ่งในทางกลับกันเกิดขึ้นกับปฏิกิริยานิวเคลียร์ของยูเรเนียมที่มีนิวตรอน (เช่น Neutrons รังสีจักรวาล)
ดังนั้นร่องรอยพลูโทเนียมจะพบในแร่ยูเรเนียมในปริมาณที่ใช้กล้องจุลทรรศน์ (0.4-15 ส่วนของ PU โดย 10 12 ส่วน U) ซึ่งไม่สามารถกล่าวสุนทรพจน์เกี่ยวกับการสกัดจาก uranium ores ประมาณ 5,000 กิโลกรัมมันถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการทดสอบนิวเคลียร์ ตามการประมาณการบางส่วนดินในสหรัฐอเมริกามีพลูโทเนียมเฉลี่ย 2 มิลลิกรัม (28 มก.) ที่กม. 2 จากการตกต่ำของการตกตะกอนกัมมันตภาพรังสี นี่เป็นผลิตภัณฑ์ทั่วไปของการสร้างมือมนุษย์ มันได้รับในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จากยูเรเนียม -338 ซึ่งเปลี่ยนเป็นดาวยูเรนัส - 239, เนปจูน - 239 และพลูโทเนียม -239
ไอโซโทปพลูโทเนียม -238, -240, -242 ไม่ได้ถูกหารด้วยวัสดุ แต่สามารถแบ่งภายใต้การกระทำของนิวตรอนพลังงานสูง (หาร) พวกเขาไม่สามารถรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ได้ (ยกเว้นพลูโทเนียม -40) 32 PU - 246 PU ไอโซโทป; นอกจากนี้ยังมี 247 PU และ 255 หนองในการระเบิดของฟิวชั่นของระเบิด Thermonuclear มีเสถียรภาพมากที่สุดคือเพิ่ม 244 PU (แผนกα-เสื่อมสลายและเป็นธรรมชาติ t 1/2\u003d 8.2 · 10 7 ปีน้ำหนักอะตอม 244.0642) ในรูปแบบอิสระของโลหะสีเงินสีขาวเปราะบาง ร่องรอยของไอโซโทป 247 PU และ 255 หนองพบในฝุ่นที่รวบรวมหลังจากการระเบิดของระเบิด Thermonuclear
สำหรับการวิจัยนิวเคลียร์และการสร้างอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ในสหรัฐอเมริกาดังต่อมาและในสหภาพโซเวียตกองกำลังและกองทุนจำนวนมากถูกโยนทิ้ง ในช่วงเวลาสั้น ๆ คุณสมบัตินิวเคลียร์และสรีรวิทยาของพลูโทเนียมถูกศึกษา (ตารางที่ 19) ค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์ครั้งแรกของพลูโทเนียมถูกเป่าขึ้นเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม 2488 ที่ Alamogordo Polygon (ชื่อทดลอง) ในสหภาพโซเวียตการทดลองครั้งแรกที่ได้รับ 239 PU เริ่มขึ้นในปี 2486-2487 ภายใต้คำแนะนำของนักวิชาการ i.v. Kurchatova และ v.g chlopin เป็นครั้งแรกที่พลูธในสหภาพโซเวียตถูกแยกออกจากนิวตรอนที่ฉายรังสียูเรเนียม ในปี 2488 และในปีพ. ศ. 2492 โรงงานจัดสรรรามประชากุมภ์แห่งแรกเริ่มทำงานในสหภาพโซเวียต
ตารางที่ 19.
คุณสมบัตินิวเคลียร์ของไอโซโทปที่สำคัญที่สุดพลูโทเนียม
| คุณสมบัตินิวเคลียร์ | พลูโทเนียม - 238 | พลูโทเนียม -339 | พลูโทเนียม - 240 | พลูโทเนียม -241 | พลูโทเนียม -242 |
ครึ่งชีวิตปี | |||||
กิจกรรม, ki / g | |||||
ประเภทของการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี | อัลฟ่าสลายตัว | อัลฟ่าสลายตัว | อัลฟ่าสลายตัว | เบต้าสลายตัว | อัลฟ่าสลายตัว |
พลังงานการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี, MEV |
บันทึก. ไอโซโทปพลูโตเนียมทั้งหมดเป็นตัวปล่อยแกมมาที่อ่อนแอ พลูโทเนียม - 241 กลายเป็น Amerity-241 (Emitter แกมมาที่ทรงพลัง)
ไอโซโทปพลูโทเนียมสองตัวเท่านั้นที่ใช้งานได้จริงในอุตสาหกรรมและการทหาร พลูโทเนียม -388 ที่ได้รับในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จาก Neptune-237 ใช้ในการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกขนาดกะทัดรัด หกล้านอิเล็กตรอนโวลต์ได้รับการปล่อยตัวในระหว่างการสลายตัวของ Atomic Nucleus พลูโทเนียมหนึ่งครั้ง -38 ในปฏิกิริยาเคมีพลังงานเดียวกันนั้นแตกต่างกันในระหว่างการเกิดออกซิเดชันของอะตอมหลายล้านอะตอม ในแหล่งที่มาของกระแสไฟฟ้าที่มีหนึ่งกิโลกรัมของพลูโทารี -38 พลังความร้อน 560 เมกะวัตต์กำลังพัฒนา พลังสูงสุดของน้ำหนักด้วยน้ำหนักของแหล่งที่มาของสารเคมีคือ 5 วัตต์
มีตัวปล่อยเพียงไม่กี่ตัวที่มีลักษณะพลังงานที่คล้ายคลึงกัน แต่ลักษณะเฉพาะของพลูโทเนียม -38 เป็นไอโซโทปนี้ที่ขาดไม่ได้ โดยปกติการสลายตัวของอัลฟาจะมาพร้อมกับรังสีแกมม่าที่แข็งแกร่งทะลุความหนาที่ใหญ่ที่สุดของสาร 238 PU - ข้อยกเว้น พลังงานของแกมม่าควอนตัมมาพร้อมกับการสลายตัวของนิวเคลียสมีขนาดเล็กเพื่อป้องกันมันเป็นเรื่องง่าย: การแผ่รังสีถูกดูดซับโดยภาชนะที่มีกำแพงบาง ๆ Mala และความน่าจะเป็นของการแบ่งที่เกิดขึ้นเองของแกนของไอโซโทปนี้ ดังนั้นเขาพบว่าใช้ไม่เพียง แต่ในแหล่งปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังอยู่ในยา แบตเตอรี่ Plutonim-238 ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานในการกระตุ้นหัวใจพิเศษซึ่งมาถึง 5 ปีขึ้นไป
โลหะผสมพลูโทเนียมเบริลเลียมทำงานเป็นแหล่งที่มาของนิวตรอนในห้องปฏิบัติการ ไอโซโทป PU-238 ตั้งอยู่ในเครื่องกำเนิดพลังงานเทอร์โมอิเล็กทริกอะตอมจำนวนมากบนอุปกรณ์การวิจัยอวกาศ เนื่องจากอายุการใช้งานยาวนานและพลังงานความร้อนสูงไอโซโทปนี้จะใช้เกือบเฉพาะกับจังหวะจักรวาลเช่นบนอุปกรณ์ทั้งหมดที่บินบนวงโคจรของดาวอังคาร
ของไอโซโทปทั้งหมด PU-239 นั้นน่าสนใจที่สุดครึ่งชีวิตของมันคือ 24110 ปี เป็นวัสดุฟิชไซล์ 239 PU ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู (พลังงานที่วางจำหน่ายในระหว่างการแยก 1 กรัม 239 PU เทียบเท่ากับความร้อนที่ปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้ของถ่านหิน 4000 กิโลกรัม) ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ (เรียกว่า "Weapons Plutonium") และระเบิดปรมาณูและ thermonuclear รวมถึงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ในนิวตรอนที่รวดเร็วและเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู ของจุดหมายปลายทางโยธาและการวิจัย ในฐานะที่เป็นแหล่งกำเนิดของรังสีαของพลูโตเนียมพร้อมกับ 210 PO ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์กำจัดของประจุไฟฟ้าสถิต ไอโซโทปนี้ใช้และเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือ
พลูโทเนียมมีคุณสมบัติเฉพาะจำนวนมาก มันมีค่าการนำความร้อนต่ำสุดของโลหะทั้งหมดการนำไฟฟ้าที่ต่ำที่สุดยกเว้นแมงกานีส ในเฟสของเหลวมันเป็นโลหะที่หนืดมากที่สุด จุดหลอมเหลว -641 ° C; จุดเดือด -3232 ° C; ความหนาแน่น - 19.84 (ในอัลฟาเฟส) นี่เป็นองค์ประกอบทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานทางเคมีมากเกินกว่ายูเรเนียม มันสกปรกอย่างรวดเร็วสร้างฟิล์มสายรุ้ง (เช่นฟิล์มน้ำมันรุ้ง) เป็นสีเหลืองอ่อนเป็นครั้งแรกที่ผ่านไปสู่สีม่วงเข้ม หากการเกิดออกซิเดชันค่อนข้างใหญ่ซึ่งเป็นผงออกไซด์สีเขียวมะกอกปรากฏบนพื้นผิวของมัน (Puo 2) พลูโทเนียมมีการออกซิไดซ์อย่างกระตือรือร้นและกัดกร่อนอย่างรวดเร็วแม้ในการปรากฏตัวของความชื้นเล็กน้อย
เมื่อเปลี่ยนอุณหภูมิของพลูโทเนียมจะอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงที่แข็งแกร่งและไม่เป็นธรรมชาติในความหนาแน่น พลูโทเนียมมีหกขั้นตอนที่แตกต่างกัน (โครงสร้างผลึก) ในรูปแบบที่เป็นของแข็งมากกว่าองค์ประกอบอื่น ๆ
สารประกอบพลูโทเนียมกับออกซิเจนคาร์บอนและฟลูออรีนในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์ (โดยตรงหรือเป็นวัสดุกลาง) พลูโทเนียมโลหะไม่ละลายในกรดไนตริก แต่พลูโทเนียมไดออกไซด์ละลายในกรดไนตริกเข้มข้นร้อน อย่างไรก็ตามในส่วนผสมที่เป็นของแข็งกับยูเรเนียมไดออกไซด์ (ตัวอย่างเช่นในเชื้อเพลิงไอเสียของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์) ความสามารถในการละลายของพลูโทเนียมไดออกไซด์ในกรดไนตริกเพิ่มขึ้นเนื่องจากยูเรเนียมไดออกไซด์ละลายในนั้น คุณสมบัตินี้ใช้ในการประมวลผลของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ (ตารางที่ 20)
ตารางที่ 20
สารประกอบพลูโทเนียมและการใช้งานของพวกเขา
| สารประกอบพลูโทเนียม | การประยุกต์ใช้ |
Puo 2 พลูโทเนียมไดออกไซด์ | ในส่วนผสมกับยูเรเนียมไดออกไซด์ (UO 2) ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ |
พลูโทเนียมคาร์ไบด์ (PUC) | อาจใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์บราเดอร์ (ตัวคูณ) |
พลูโทเนียม Trifuoride (PUF 3) | เป็นสารกลางในการผลิตพลูโทเนียมโลหะ |
| พลูโทเนียมไนเตรต - PU (ไม่มี 3) 4 และ PU (NO 3) 3 | ไม่ได้ใช้. เป็นผลิตภัณฑ์รีไซเคิลผลิตภัณฑ์ (เมื่อถอดพลูโตเนียมออกจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว) |
สารประกอบที่สำคัญพลูโทเนียม: PUF 6 (ของเหลวเดือดต่ำ; มีความเสถียรน้อยกว่า UF 6), Solid Puo 2 ออกไซด์, PUC คาร์ไบด์และปุ้ยไนไตรด์ซึ่งในส่วนผสมที่มีสารประกอบยูเรเนียมที่เหมาะสมสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้
อุปกรณ์ RadioSotope เช่นสัญญาณเตือนภัยไอออนไนซ์หรือตัวบ่งชี้ควัน RadioSotope ได้รับการขยายพันธุ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ด้วยการประมวลผลเชิงกลพลูโตเนียมได้อย่างง่ายดายฟอร์มละอองลอย
ในธรรมชาติมันเกิดขึ้นที่β-Decay ของ NP-239 ซึ่งในทางกลับกันเกิดขึ้นที่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ยูเรเนียม -338 กับนิวตรอน (เช่นนิวตรอนของรังสีจักรวาล) การผลิตภาคอุตสาหกรรม PU-239 ยังขึ้นอยู่กับปฏิกิริยานี้และเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู พลูโทเนียม -339 เป็นคนแรกที่สร้างขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ภายใต้การฉายรังสียูเรเนียม -238 มากกว่ากระบวนการนี้อีกต่อไปไอโซโทปพลูโทเนียมที่หนักกว่าจะเกิดขึ้น พลูโทเนียม -339 ควรแยกทางเคมีออกจากผลิตภัณฑ์ฟิชชันและที่เหลือของยูเรเนียมที่เหลืออยู่ กระบวนการนี้เรียกว่าการประมวลผลซ้ำ เนื่องจากไอโซโทปทั้งหมดมีจำนวนโปรตอนและนิวตรอนที่แตกต่างกันคุณสมบัติทางเคมีของพวกเขา (คุณสมบัติทางเคมีขึ้นอยู่กับจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส) เหมือนกันดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากมากที่จะแบ่งไอโซโทปด้วยความช่วยเหลือของวิธีการทางเคมี
การแยกผลิตภัณฑ์ PU-239 ที่ตามมาจากยูเรเนียมเนปจูนและผลิตภัณฑ์ฟิชชันแรงดันสูงดำเนินการในโรงงานรามไฟด้วยวิธีการกามิยาย (การสกัดร่วมการสกัดการแลกเปลี่ยนไอออนอื่น ๆ ) พลูโทเนียมโลหะมักจะได้รับจากการกู้คืน PUF 3, PUF 4 หรือ Puo 2 คู่ของแบเรียมแคลเซียมหรือลิเธียม
จากนั้นจะใช้ความสามารถในการแยกภายใต้การกระทำของนิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูและความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ยั่งยืนของการแบ่งแยกในการปรากฏตัวของมวลวิกฤต (7 กิโลกรัม) - ในปรมาณูและระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ที่มันอยู่ ส่วนประกอบหลัก มวลวิกฤตของการปรับเปลี่ยนαคือ 5.6 กก. (ลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4.1 ซม.) 238 PU ใช้ในแบตเตอรี่ไฟฟ้าอะตอมที่มีอายุการใช้งานยาวนาน ไอโซโทปพลูโทเนียมทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์องค์ประกอบของ Transputonium (AM ฯลฯ )
การค้นหานิวตรอน PU-239 ส่วนผสมของไอโซโทปสามารถรับได้ซึ่งเป็นไอโซโทป PU-241 รวมถึง PU-239 แบ่งออกและสามารถใช้เพื่อรับพลังงาน อย่างไรก็ตามครึ่งชีวิตของมัน 14.4 ปีซึ่งไม่อนุญาตให้ดำเนินการต่อเพื่อดำเนินการต่อนอกเหนือจากการสลายตัวมันเป็นรูปแบบที่ไม่เล็ก AM-241 (α-, γ - กัมมันตภาพรังสี) ที่มีครึ่งชีวิต 432.8 ปี ปรากฎว่าประมาณทุก ๆ 14 ปีจำนวน AM-241 ในสภาพแวดล้อมสองเท่า ตรวจจับมันเช่นเดียวกับองค์ประกอบต่างประเทศอื่น ๆ อุปกรณ์γ-Spectrometric แบบดั้งเดิมนั้นมีความซับซ้อนและมีวิธีการตรวจจับที่มีราคาแพงและมีราคาแพง ไอโซโทป PU-242 เกี่ยวกับคุณสมบัตินิวเคลียร์เป็นเหมือนยูเรเนียม -238, AM-241 ได้รับจากการสลายตัวของไอโซโทป PU-241 ถูกนำมาใช้ในเครื่องตรวจจับควัน
America-241 เช่นเดียวกับองค์ประกอบต่างประเทศอื่น ๆ (ดาวเนปจูนแคลิฟอร์เนียและอื่น ๆ ) เป็นนิวัคไลด์ที่เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศน์ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่เปล่งแสงαซึ่งเป็นสาเหตุของการฉายรังสีภายในของร่างกาย
พลูโทเนียมที่สะสมบนโลกมีมากเกินพอ การผลิตนั้นไม่จำเป็นสำหรับการป้องกันและพลังงานอย่างแน่นอน อย่างไรก็ตามจาก 13 เครื่องปฏิกรณ์ที่มีอยู่ใน USSR ผลิตอาวุธพลูโทเนียมยังคงทำงาน 3: สองคนใน Seversk เครื่องปฏิกรณ์ครั้งสุดท้ายในสหรัฐอเมริกาหยุดลงในปี 1988
คุณภาพของพลูโทเนียมถูกกำหนดโดยเปอร์เซ็นต์ของไอโซโทปในนั้น (ยกเว้นพลูโทเนียม -239) (ตารางที่ 21)
สำหรับเดือนกันยายนปี 1998 ราคาพลูโทเนียมที่จัดตั้งขึ้นโดยกรม ISOTOPIC ของ Lab ของ OK Ridge แห่งชาติ (ORNL) มีดังนี้: $ 8.25 / mg ต่อพลูโทเนียม -238 (ความบริสุทธิ์ 97%); $ 4.65 / mg ต่อพลูโทเนียม -339 (\u003e 99.99%); $ 5.45 / mg ต่อพลูโทเนียม -240 (\u003e 95%); $ 14.70 / mg ต่อพลูโทเนียม -241 (\u003e 93%) และ $ 19.75 / mg ต่อพลูโทเนียม -242
ตารางที่ 21คุณภาพของพลูโทเนียม
การจำแนกประเภทนี้ของพลูโทเนียมในคุณภาพที่พัฒนาโดยกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาค่อนข้างเป็นไปตามอำเภอใจ ตัวอย่างเช่นจากเชื้อเพลิงและเครื่องปฏิกรณ์พลูโทเนียมที่เหมาะสำหรับการทหารน้อยกว่าอาวุธสามารถทำระเบิดนิวเคลียร์ได้ พลูโทเนียมที่มีคุณภาพใด ๆ สามารถนำไปใช้ในการสร้างอาวุธรังสี (เมื่อสารกัมมันตรังสีถูกฉีดพ่นโดยไม่ต้องใช้การระเบิดนิวเคลียร์)
เพียง 60 ปีที่แล้วพืชสีเขียวและสัตว์ไม่มีพลูโทเนียมในองค์ประกอบของพวกเขาตอนนี้ถึง 10 ตันในบรรยากาศ พลังงานปรมาณูประมาณ 650 ตันและการผลิตทางทหารมากกว่า 300 ตัน ส่วนสำคัญของการผลิตพลูโทเนียมทั้งหมดอยู่ในรัสเซีย
การค้นหาในชีวมณฑลพลูโตเนียมย้ายไปอยู่บนพื้นผิวโลกรวมถึงวงจรชีวเคมี พลูโทเนียมมีความเข้มข้นโดยสิ่งมีชีวิตทางทะเล: ค่าสัมประสิทธิ์การสะสม (เช่นอัตราส่วนของความเข้มข้นในร่างกายและในสภาพแวดล้อมภายนอก) สำหรับสาหร่ายคือ 1,000-9,000 สำหรับแพลงก์ตอน (ผสม) - ประมาณ 2300 สำหรับหอย - มากถึง 380 สำหรับ ปลาดาว - ประมาณ 1,000 สำหรับกล้ามเนื้อกระดูกตับและกระเพาะอาหาร - 5,570, 200 และ 1060 ตามลำดับ พืชพื้นดินดูดซับพลูโทเนียมส่วนใหญ่ผ่านระบบรากและสะสมเป็น 0.01% ของมวลของพวกเขา จากยุค 70 ศตวรรษที่ 20 สัดส่วนของพลูโทเนียมในการปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสีของชีวมณฑลเพิ่มขึ้น (การฉายรังสีของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังทางทะเลเนื่องจากพลูโทเนียมจะยิ่งใหญ่กว่า 90 SR และ 137 CS) MPC สำหรับ 239 หนองในอ่างเก็บน้ำแบบเปิดและอากาศของสถานที่ทำงานตามลำดับ 81.4 และ 3.3 ּ 10 -5 BQ / L
พฤติกรรมของพลูโทเนียมในอากาศกำหนดเงื่อนไขสำหรับการจัดเก็บที่ปลอดภัยและจัดการในกระบวนการผลิต (ตารางที่ 22) พลูโทเนียมออกซิเดชันสร้างความเสี่ยงต่อสุขภาพของผู้คนเนื่องจากพลูโทเนียมไดออกไซด์เป็นสารประกอบที่มั่นคงเข้าสู่ปอดได้อย่างง่ายดายเมื่อหายใจ กิจกรรมเฉพาะของมันสูงกว่ายูเรเนียม 200,000 ครั้งนอกเหนือจากการปลดปล่อยร่างกายจากพลูโทเนียมที่ล้มเหลวในทางปฏิบัติไม่ได้เกิดขึ้นตลอดชีวิตมนุษย์
ระยะเวลาของการครบรอบกึ่งวิงกุฎชีวภาพของพลูโทเนียมมีอายุ 80-100 ปีเมื่ออยู่ในเนื้อเยื่อกระดูกความเข้มข้นของมันเกือบจะคงที่ที่นั่น ครึ่งชีวิตของตับอายุ 40 ปี สารเติมแต่งที่คีเลตสามารถเร่งการกำจัดพลูโทเนียม
การเปลี่ยนคุณสมบัติของพลูโทเนียมในอากาศ
| สภาพแวดล้อมและสภาพแวดล้อม | ปฏิกิริยาพลูโทเนียม |
แท่งโลหะ | ค่อนข้างเฉื่อย |
ผงโลหะ | ทำปฏิกิริยากับการศึกษาอย่างรวดเร็ว |
ผงเจียรขนาดเล็ก: | มุ่งเน้นโดยพลการ: |
ที่อุณหภูมิสูงและความชื้น | ทำปฏิกิริยากับการศึกษา |
พลูโทเนียมเรียกว่า "พิษนิวเคลียร์" เนื้อหาที่อนุญาตในร่างกายมนุษย์มีการประเมินโดย Nanograms คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศเกี่ยวกับการป้องกันรังสี (MCRZ) ได้จัดตั้งอัตราการดูดซึมประจำปีที่ 280 Nanograms ซึ่งหมายความว่าสำหรับการฉายรังสีระดับมืออาชีพความเข้มข้นของพลูโทเนียมในอากาศไม่ควรเกิน 7 picocuria / m 3 ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของ PU-239 (สำหรับบุคลากรมืออาชีพ) 40 Nanocuri (0.56 micrograms) และ 16 Nanocuri (0.23 ไมโครกรัม) สำหรับเนื้อเยื่อที่มีน้ำหนักเบา
การดูดซึมของพลูโทเนียมขนาด 500 มก. ในฐานะที่เป็นวัสดุในสมองขนาดเล็กหรือการละลายสามารถนำไปสู่การเสียชีวิตจากการฉายรังสีเฉียบพลันของระบบย่อยอาหารเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ การสูดดมพลูโทเนียม 100 มก. ในรูปแบบของอนุภาคที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการถือขนาดที่มีน้ำหนักเบา 1-3 ไมครอนนำไปสู่การเสียชีวิตจากการปล่อยแปดใน 1-10 วัน การสูดดมยา 20 มก. นำไปสู่การเสียชีวิตจากพังผืดประมาณหนึ่งเดือน สำหรับปริมาณเอฟเฟกต์สารก่อมะเร็งเรื้อรังนั้นแสดงถึงค่าที่เล็กลงมากมาย
ตลอดชีวิตความเสี่ยงของการพัฒนามะเร็งปอดสำหรับผู้ใหญ่ขึ้นอยู่กับจำนวนพลูโทเนียมในร่างกาย แผนกต้อนรับใน 1 ไมโครกรัมของพลูโทเนียมแสดงถึงความเสี่ยงที่ 1% ของการพัฒนามะเร็ง (ความน่าจะเป็นมะเร็งปกติ 20%) ดังนั้น 10 ไมโครกรัมเพิ่มความเสี่ยงของโรคมะเร็งจาก 20% เป็น 30% รายการ 100 ไมโครกรัมหรือมากกว่ารับประกันการพัฒนาของมะเร็งปอด (โดยปกติหลังจากไม่กี่ทศวรรษ) แม้ว่าหลักฐานของความเสียหายปอดอาจปรากฏขึ้นภายในไม่กี่เดือน ถ้ามันแทรกซึมระบบไหลเวียนโลหิตมันจะมีแนวโน้มที่จะเข้มข้นในเนื้อเยื่อที่มีธาตุเหล็ก: ไขกระดูก, ตับ, ม้าม หาก 1.4 ไมโครกรัมจะจัดเรียงในกระดูกของผู้ใหญ่เป็นผลให้ภูมิคุ้มกันจะเสื่อมสภาพและไม่กี่ปีสามารถพัฒนาโรคมะเร็ง
ความจริงก็คือ PU-239 เป็นα-Emitter และแต่ละอนุภาคαในเนื้อเยื่อชีวภาพเป็นรูปแบบ 150,000 คู่ของไอออนตามการรันระยะสั้นเซลล์ที่สร้างความเสียหายทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีต่างๆ 239 PU เป็นของสารที่มีประเภทการกระจายที่ไร้สาระเนื่องจากมันสะสมไม่เพียง แต่ในโครงกระดูกกระดูก แต่ยังอยู่ในตับด้วย เก็บไว้เป็นอย่างดีในกระดูกและไม่ได้ถูกลบออกจากร่างกายเนื่องจากกระบวนการแลกเปลี่ยนช้าที่สุดในเนื้อเยื่อกระดูก ด้วยเหตุนี้นิวบิลด์นี้เป็นของประเภทของพิษมากที่สุด
การอยู่ในร่างกายพลูโทเนียมกลายเป็นแหล่งที่มาถาวรของα-rediation สำหรับบุคคลที่ก่อให้เกิดเนื้องอกกระดูกมะเร็งตับและโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว, ความผิดปกติของเลือด, osteosarcoma, มะเร็งปอดดังนั้นหนึ่งในสารก่อมะเร็งที่อันตรายที่สุด (ตารางที่ 23)
บรรณานุกรม
1. Tikhonov M.N. , Muratov O.E. , Petrov E.L. เทคโนโลยีไอโซโทปและการแผ่รังสี: เข้าใจความเป็นจริงและมองเข้าไปในอนาคต // ความเชี่ยวชาญด้านสิ่งแวดล้อม obz.inf., 2006, №6, p. 38--99 - M. , Wounds Viniti
Tikhonov M.N. , Muratov O.e. , Petrov E.L. เทคโนโลยีไอโซโทปและการแผ่รังสี: เข้าใจความเป็นจริงและมองเข้าไปในอนาคต // ความเชี่ยวชาญด้านสิ่งแวดล้อม obz.inf., 2006, №6, p. 38--99 - M. , Viniti Ras.2 Bazhenov v.a. , buldakov l.a. , vasilenko i.ya. และอื่น ๆ สารเคมีที่เป็นอันตราย สารกัมมันตภาพรังสี: Edition อ้างอิง // ed. v.a. Filova และอื่น ๆ : เคมี, 1990. - 464 p.
3. สารานุกรมเคมี: ที่ 5 ตัน // ch. เอ็ด Zephyrov N.S. - ม.: สารานุกรมรัสเซียขนาดใหญ่, 1995. - T. 4, p. 153-154 (เรเดียม), p. 282 (rubidium), p. 283 (รูทีเนียม), หน้า 300 (ตะกั่ว), หน้า 560 (technetium), p. 613 (ทอเรียม); 1999. - T. 5, p. 41 (ยูเรเนียม), หน้า 384 (เซอร์โคเนียม)
4. สารานุกรมเคมี: ที่ 5 ตัน // ch. เอ็ด knunyantz i.l. - ม.: สารานุกรมโซเวียต, 1990.- T.1, P. 78 (Actinis), p. 125 (Emerizations), หน้า 241 (แบเรียม); T. 2, p. 284 (โพแทสเซียม), p. 286 (แคลิฟอร์เนีย), P.414 (โคบอลต์), หน้า 577 (Lantant); 1992. T. 3, P 580 (พลูโทเนียม)
5. NESMEYANOV A.N. รูปแภารณ์ - ม.: เคมี, 1978 - 560 p
6. Shirokov Yu.m. , Yudin N.P. ฟิสิกส์นิวเคลียร์ - เอ็ม. วิทยาศาสตร์ปี 1980
7. Kozlov v.f. การอ้างอิงความปลอดภัยรังสี - 5th ed., Pererab และเพิ่ม - ม.: Energoatomizdat, 1999 - 520 p.
8. Moiseev A.A. , Ivanov V.I การอ้างอิงสำหรับยาฆ่าเชื้อและสุขอนามัยรังสี - ม.: Energoatomizdat, 1992 - 252 p.
9. Kirillov V.f. , Knitnikov V.A. , Korenkov I.P. Hygiene รังสี // ed. l.a. ilina - M.: ยา 1988 - 336 หน้า
10. Ryzhanov L.p. ปัญหาทั่วไปและภูมิภาคของกากื้อน - Tomsk: TPU, 1997 - 384 p.
11. Bannal K. เคมีขององค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีหายาก Poloniy - Actinia: ต่อ จากอังกฤษ // ed. yu.v. Gagarinsky - ม.: การเผยแพร่ House of Forers lit-ry - 256 หน้า
12. Gusev N.G. , Rubtsov P.M. , Kovalenko V.V. , Kolobashkin V.V ลักษณะรังสีของผลิตภัณฑ์ฟิชชัน: ไดเรกทอรี - ม.: Atomizdat, 1974 - 224 p.
13. องค์ประกอบ transuran ในสภาพแวดล้อม // ed เรา. Hanson: ต่อ จากอังกฤษ - m.: MIR, 1985 - 344 p.
14. หมายถึง A.A ยูเรเนียมและทอเรียมในเปลือกโลก - L.: Nedra, 1974 - 232 p.
15. รังสีไอออไนซ์: แหล่งที่มาและผลกระทบทางชีวภาพ คณะกรรมการวิทยาศาสตร์สหประชาชาติเกี่ยวกับการกระทำของรังสีปรมาณู (NCDAR) รายงานสำหรับปี 1982 ในสมัชชา t.1 - นิวยอร์ก, สหประชาชาติ, 1982 - 882 p.
16. แหล่งที่มาเอฟเฟกต์และอันตรายจากการแผ่รังสีไอออไนซ์ // รายงานของคณะกรรมการวิทยาศาสตร์สหประชาชาติเกี่ยวกับการกระทำของรังสีปรมาณูโดยสมัชชาประจำปี 2531 - m.: MIR, 1992. - 1232 p.
17. Vasilenko I.Y พิษวิทยาของผลิตภัณฑ์ฟิชชันนิวเคลียร์ - M.: ยา, 1999 - 200 p.
18. อิสราเอล Yu.a. , Stukin E.D. แกมม่า - รังสีของเงินฝากกัมมันตภาพรังสี - ม.: Atomizdat, 1967 - 224 p.
19. Aleksakhin R.M. , Arkhipov N.P. , Vasilenko I.Ya. radionuclides ธรรมชาติหนักในชีวมณฑล - m.: วิทยาศาสตร์, 1990 - 368 p.
20. Kimilutsky D.A และคนอื่น ๆ ผลของการแผ่รังสีไอออนไอออนไนซ์บน biogeocenosis - m.: hydrometeoisdat, 1977 - 320 p.
21. Buldakov L.A สารกัมมันตภาพรังสีและมนุษย์ - ม.: Energoatomizdat, 1990 - 160 s
22. Rasener L.S. Aerosols กัมมันตภาพรังสี // ed A.N Martynyuk - ม.: Energoatomizdat, 2001 - 230 S
23. Zhuravlev V.f. พิษวิทยาของสารกัมมันตภาพรังสี - M.: Energoatomizdat, 1990 - 336 p.
24. Moiseev A.a. CESIUM-137 สภาพแวดล้อม - มนุษย์ - ม.: Energoatomizdat, 1985 - 121 หน้า
25. Tikhonov M.N. , Muratov O.E. วัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทางเลือก: ความต้องการและความเกี่ยวข้อง // นิเวศวิทยาการผลิตภาคอุตสาหกรรม, 2009, vol. 4, p. 40-48
26. Aleksakhin R.M. , Vasilyev A.v. , Dicarev V.G. และอื่น ๆ . วิทยุการเกษตร - M. , นิเวศวิทยา, 1991
27. Chalov P.I. isotopic fracconation ของยูเรเนียมธรรมชาติ - Frunze: Ilim, 1975
28. Pilipenko A.T. โซเดียมและโพแทสเซียม // คู่มือเคมีประถม - 2nd ed. - เคียฟ: Naukova Dumka, 1978, p. 316-319
29. Tikhonov M.n. รัศมีอันตราย: แหล่งที่มาปริมาณและคำถามที่ยังไม่แก้ // ความเชี่ยวชาญด้านสิ่งแวดล้อม obz.inf., 2009, ไม่ 5, p. 2-108 - M. , Wounds Viniti
30. Gudseenko v.v. , Dubinchuk V.t. เรเดียมและเรดอนไอโซโทปในน้ำธรรมชาติ - m.: วิทยาศาสตร์, 1987 - 157 p
31. Martynyuk Yu.n. เกี่ยวกับคุณภาพของน้ำดื่มบนสัญญาณรังสี // HENRI, 1996, №1, P 64-66
32. Borisov N.B. , Ilyin L.A. , Margulis U.Y. และความปลอดภัยของรังสีอื่น ๆ เมื่อทำงานกับ Polonium-210 // ed i.v. Petryanova และ L.A ilina - ม.: Atomizdat, 1980 - 264 p
33. วิธีการในการวัดการวัดกิจกรรมปริมาตรของโพลิเนียม -210 และตะกั่ว 210 ในน้ำธรรมชาติของวิธีการอัลฟาเบต้าร่องรอยด้วยการเตรียมขยะกามิกวิเศษ - M. , 2001
34. Gusev N.G. , Belyaev V.A. การปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีในชีวมณฑล: คู่มือ - ม.: Energoatomizdat, 1991 - 255 หน้า
35. Bolsunovsky A. ยา การผลิตวัสดุนิวเคลียร์ในรัสเซียและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม - ในหนังสือ: อะตอมโดยไม่มีการบด "ความลับ": มุมมอง - Moscow-Berlin, 1992, P. 9-29
36. Fedorova E.A. , Ponomareva R.P. , Milakina L.A. รูปแบบของพฤติกรรม 14 C ในบรรยากาศของระบบภายใต้สภาวะที่ไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ของ CO 2 ในอากาศ // นิเวศวิทยา, 1985, หมายเลข 5, p. 24-29
37. PonamaReva R.p. , Milakina L.A. , Savina V.i. รูปแบบของพฤติกรรมคาร์บอน - 14 ในห่วงโซ่อาหารของบุคคลในเงื่อนไขของแหล่งที่มาของการปล่อยก๊าซในท้องถิ่น // อุตสาหกรรมนิวเคลียร์: สิ่งแวดล้อมและสาธารณสุข / ed l.a. buldakova, s.n. Demin - M. , 1988, p. 240-249
38. RUBLLEVSKY V.P. , Goleztsky S.P. , Kirdin G.S. คาร์บอนกัมมันตภาพรังสีในชีวมณฑล - ม.: Atomizdat, 1979 - 150 s
39. Artemova N.E. , Bondarev A.a. , Karpov V.i. , Kurdyumov B. และอัล. การปล่อยสารเคมีที่มีกัมมันตภาพรังสีและอันตรายในชั้นพื้นผิวของบรรยากาศ - ม.: Atomizdat, 1980 - 235 p
40. Demin S.n. ปัญหาของคาร์บอน -14 ในพื้นที่ของ "Mayak" // คำถามเกี่ยวกับความปลอดภัยของรังสี, 2000, №1, p. 61-66
41. Sahars A.D. การระเบิดนิวเคลียร์คาร์บอนกัมมันตภาพรังสีและผลกระทบทางชีวภาพที่ไม่ได้เจรจาต่อรอง // พลังงานปรมาณู, 1958, T. 4, №6, p. 576-580
42. Sakharov A.D. การระเบิดนิวเคลียร์คาร์บอนกัมมันตภาพรังสีและผลกระทบทางชีวภาพที่ไม่ใช่หยาบคาย // วิทยาศาสตร์และความปลอดภัยทั่วไป, 1991, T. 1, №4, P 3-8
43. Hermansky M. Radiocarbon บรรยากาศและการตายในเดนมาร์ก นิตยสารอินเทอร์เน็ต "เทคโนโลยีชีวภาพเชิงพาณิชย์", 2005
44. Evans E. Tithium และสารประกอบ - M. , Atomizdat, 1970
45. Lensky L.A. ฟิสิกส์และเคมีของ Tritium - M. , Atomizdat, 1981
46. \u200b\u200bBeloveodsky L.f. , Gaeva V.K. , Grishmanovsky V.i. tritium - M. , Atomizdat, 1985
47. Andreev B.m. , Zelvensky Y.d. , Katalnikov S.G ไอโซโทปไฮโดรเจนหนักในเทคโนโลยีนิวเคลียร์ - M. , Atomizdat, 1987
48. Leenson i.a. 100 คำถามและคำตอบในวิชาเคมี - เอ็ม. Ast-Astrel, 2002
49. Dubasov Yu.v. , Okunev N.S. , Pakhomov S.a. การตรวจสอบ Radionuclides Xenon และ Krypton-85 ในภูมิภาคตะวันตกเฉียงเหนือของรัสเซียในปี 2550-2551 // sb III interddes นิวเคลียร์ฟอรั่ม 22-26 เซนต์ 2008 - SPB.: Nou DPO "Atomprof", 2008, P. 57-62
50. Ksenzenko v.i. , Stasinovich D.S. เคมีและเทคโนโลยีของโบรมีนไอโอดีนและสารประกอบของพวกเขา 2nd ed. - m.: in.lit, 1995. - 562 p
51. Reznal K. เคมี Selena, Telllur และ Polonia - M. , 1971
52. คำแนะนำวิธีการ mu 2.6.1.082-96 การประเมินผลของปริมาณของการเปิดรับภายในของต่อมไทรอยด์ Iodine-131 ตามผลการนิยามของเนื้อหาของไอโอดีน -129 ในวัตถุของสภาพแวดล้อม (อนุมัติรองผู้อำนวยการรัฐหลักสุขาภิบาลแพทย์ของสหพันธรัฐรัสเซียในเดือนพฤษภาคม 24, 1996)
53. Gavrilin Yu.i. , Volkov v. Ya. , Makarenkova I.I. การฟื้นฟูย้อนหลังของไอโอดีน -131 Integral Fallouts ในการตั้งถิ่นฐานของภูมิภาค Bryansk ของรัสเซียขึ้นอยู่กับผลการนิยามในปี 2008 เนื้อหาของไอโอดีน -129 ในดิน // สุขอนามัยรังสี, 2009, ฉบับที่ 3, ฉบับที่ 3 , p. 38-44
54. Vasilenko I.Y. , Vasilenko Oi. Strontium กัมมันตภาพรังสี // พลังงาน: เศรษฐศาสตร์, เทคนิค, นิเวศวิทยา, 2002, №4, p. 26-32
55. Vasilenko i.ya Cesium-137 // กัมมันตภาพรังสี, 1999, №3, p. 70-76
56. เศรษฐกิจพลูโทเนียม: เอาท์พุทหรือการหยุดชะงัก พลูโทเนียมในสภาพแวดล้อม // sost Mironova n.i - Chelyabinsk, 1998 - 74 หน้า
57. Blumetal U.B. เคมีเซอร์โคเนียม - M. , 1963
58. Pertsov L.A รังสีไอออไนซ์ของชีวมณฑล - ม.: Atomizdat, 1973 - 288 p
59. ห้องสมุดองค์ประกอบทางเคมียอดนิยม kn.2 Silver-Nielsborii และต่อไป - 3rd ed - m.: วิทยาศาสตร์, 1983 - 573 p.
60. Ogorodnikov B.I. Toron และ บริษัท ย่อยในปัญหาการล่วงละเมิดการสูดดม // เทคนิคอะตอมในต่างประเทศ, 2549, №6, p. 10-15
61. Yarmonenko S.p. การตั้งถิ่นฐานของมนุษย์และสัตว์ - ม.: โรงเรียนมัธยมปลายปี 1988. -424 p.
62. Babaev N.S. , Demin V.f. , Ilyin L.A. และคณะนิวเคลียร์พลังนิวเคลียร์มนุษย์และสิ่งแวดล้อม / เอ็ด กษัตริย์ A.P. Alexandrova - M.: Energoatomizdat, 1984 - 312 p.
63. Abramov Yu.V et al. การกำหนดปริมาณของการฉายรังสีภายนอกของอวัยวะและเนื้อเยื่อตามข้อกำหนดของ NRB -99 ในสภาพการผลิต // ยาของสถานการณ์ที่รุนแรง, 2000, หมายเลข 3 (6), S.55-60
64. Aleksakhin R.M. , Buldakov L.A. , Gubanov V.A. และอื่น ๆ . อุบัติเหตุจากรังสีขนาดใหญ่: ผลที่ตามมาและมาตรการป้องกัน / ภายใต้ทั้งหมด เอ็ด l.a.ilina และ v.a. Gubanova - ม.: Publis, 2001 -752 p
65. Mashkovich V.p. , Kudryavtseva A.V. การป้องกันรังสีไอออไนซ์: ไดเรกทอรี, ที่ 4 - ม.: Energoatomizdat, 1995
66. การแพทย์รังสี T.2 การแผ่รังสีของมนุษย์ / ภายใต้ทั้งหมด เอ็ด กษัตริย์ ramne l.a.ilina -m.: Extras, 2001. -432 p.
พลูโตเนียรายละเอียด
พลูโทเนียม (พลูโทเนียม) เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีน้ำหนักมากของสีเงิน, โลหะกัมมันตรังสีที่มีหมายเลขอะตอม 94 ซึ่งในงวดที่แสดงโดยสัญลักษณ์ PU
องค์ประกอบทางเคมีที่ใช้งานด้วยอิเล็กโตรนสะสมนี้เกี่ยวข้องกับกลุ่มของ Actinoids กับมวลอะตอม 244.0642 และเช่นเดียวกับเนปจูนซึ่งได้รับชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ดาวเคราะห์ของชื่อเดียวกันสารเคมีนี้เป็นของ Planet Pluto ซึ่งเป็นเจ้าของของ Planet Pluto เนื่องจากรุ่นก่อน ขององค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีในตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ Mendeleev คือและดาวเนปจูนซึ่งได้รับการตั้งชื่อตามดาวเคราะห์อวกาศที่ห่างไกลของกาแลคซีของเรา
ต้นกำเนิดของพลูโทเนียม
องค์ประกอบพลูโทเนียม เป็นครั้งแรกที่เขาเปิดในปี 2483 ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียโดยกลุ่มนักวิชาการนักวิชาการและนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ใน Siborg, E. Macmillan, Kennedy, A. Walkh ด้วยการทิ้งระเบิดของเป้าหมายยูเรเนียมจาก Cyclotron Deuterons - หนัก นิวเคลียสไฮโดรเจน
ในเดือนธันวาคมของปีเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ถูกเปิด ไอโซโทปพลูโซเนีย - PU-238 ครึ่งชีวิตที่มีมากกว่า 90 ปีพบว่าภายใต้อิทธิพลของปฏิกิริยาเคมีนิวเคลียร์ที่ซับซ้อนที่สุดในขั้นต้นได้รับไอโซโทปของเนปจูน -238 หลังจากนั้นการก่อตัวของไอโซโทปแล้ว พลูโทเนียม - 238.
ในต้นปี 2484 นักวิทยาศาสตร์เปิด พลูโทเนียม 239 ด้วยระยะเวลาการสลายตัว 25,000 ปี ไอโซโทปพลูโทเนียมสามารถมีเนื้อหานิวตรอนที่แตกต่างกันในเคอร์เนล
การเชื่อมต่อที่บริสุทธิ์ขององค์ประกอบสามารถรับได้เฉพาะในตอนท้ายของปี 1942 ทุกครั้งนักรังสีวิทยาค้นพบไอโซโทปใหม่พวกเขามักจะวัดช่วงเวลาครึ่งชีวิตของไอโซโทป
ปัจจุบันไอโซโทปพลูโตเนียมซึ่งรวมทั้งสิ้น 15 แตกต่างกัน ระยะทางบรรเลง. มันอยู่กับองค์ประกอบนี้ที่มีความหวังสูงมีความสัมพันธ์กลุ่มเป้าหมาย แต่ในขณะเดียวกันความกังวลอย่างจริงจังของมนุษยชาติ
พลูโทเนียมมีกิจกรรมมากขึ้นกว่าเช่นยูเรเนียมและเป็นของสารที่มีความสำคัญทางเทคนิคที่แพงที่สุดและมีความสำคัญของธรรมชาติทางเคมี
ตัวอย่างเช่นค่าใช้จ่ายของ Gram พลูโทเนียมมีมากกว่าหนึ่งครั้งมากกว่าหนึ่งกรัมหรืออื่น ๆ ไม่มีโลหะที่มีค่าน้อยกว่า
การผลิตการผลิตพลูโทเนียมถือว่ามีค่าใช้จ่ายและค่าใช้จ่ายของโลหะหนึ่งกรัมในเวลาของเราอย่างมั่นใจที่ 4,000 ดอลลาร์สหรัฐ
พลูโตเนียมได้รับอย่างไร การผลิตพลูโทเนียม
การผลิตองค์ประกอบทางเคมีเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูภายในซึ่งยูเรเนียมจะถูกแยกภายใต้อิทธิพลของกระบวนการเชื่อมต่อระหว่างเทคโนโลยีเคมีที่ซับซ้อน
ยูเรเนียมและพลูโทเนียมเป็นส่วนประกอบหลักในการผลิตเชื้อเพลิงอะตอม (นิวเคลียร์)
หากคุณต้องการรับองค์ประกอบกัมมันตรังสีจำนวนมากใช้วิธีการฉายรังสีองค์ประกอบของ Transuranional ซึ่งสามารถรับได้จากการฉายรังสีอะตอมและการฉายรังสียูเรเนียม การไหลของปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อนช่วยให้การแยกโลหะออกจากยูเรเนียม
เพื่อที่จะได้รับไอโซโทปคือพลูโทเนียม - 238 และพลูโทเนียมเกราะ - 239 ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์สลายตัวระดับกลางใช้นิวตรอนที่ไม่น่าเบื่อ -237
ส่วนเล็ก ๆ ที่ไม่มีนัยสำคัญของพลูโทเนียม -244 ซึ่งเป็นรุ่น "ยาวนาน" ที่สุดของไอโซโทปเนื่องจากเป็นระยะเวลานานของชีวิตครึ่งชีวิตที่ค้นพบในระหว่างการศึกษาในซีเรียมแร่ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเก็บรักษาไว้มากที่สุดในขณะนี้ ของการก่อตัวของโลกโลกของเรา ในรูปแบบธรรมชาติในธรรมชาติองค์ประกอบกัมมันตรังสีนี้ไม่เกิดขึ้น
คุณสมบัติทางกายภาพและลักษณะหลักของพลูโทเนียม
พลูโทเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีกัมมันตรังสีที่ค่อนข้างหนักของสีเงินซึ่งเปล่งประกายในรูปแบบที่บริสุทธิ์เท่านั้น อะตอม พลูโทเนียมโลหะโลหะ เท่ากับ 244 กิน.
เนื่องจากกัมมันตภาพรังสีสูงองค์ประกอบนี้ให้ความอบอุ่นต่อการสัมผัสสามารถอุ่นขึ้นถึงอุณหภูมิที่เกินตัวบ่งชี้อุณหภูมิเมื่อน้ำเดือด
พลูโทเนียมภายใต้อิทธิพลของอะตอมออกซิเจนมันมืดอย่างรวดเร็วและถูกปกคลุมด้วยฟิล์มบางสายรุ้งในตอนแรกแสงสีเหลืองและเงา - หรือสีน้ำตาลอิ่มตัว
ด้วยการเกิดออกซิเดชันที่รุนแรงมันขึ้นอยู่กับพื้นผิวขององค์ประกอบ - Puo2 Powder โลหะเคมีประเภทนี้อยู่ภายใต้การเกิดออกซิเดชันที่แข็งแกร่งและกระบวนการกัดกร่อนแม้จะมีระดับความชื้นเล็กน้อย
เพื่อป้องกันการกัดกร่อนและออกซิไดซ์พื้นผิวโลหะจำเป็นต้องมีการอบแห้ง ภาพพลูโตเนีย คุณสามารถดูด้านล่าง
พลูโทเนียมหมายถึงโลหะเคมี tetravalent ละลายและละลายอย่างรวดเร็วในสาร Iodiyol-hydraulic, สื่อกรด, ตัวอย่างเช่น, คลอรีน,
เกลือโลหะถูกทำให้เป็นกลางอย่างรวดเร็วในสื่อที่มีปฏิกิริยาที่เป็นกลาง, โซลูชั่นอัลคาไลน์, ด้วยการสร้าง hydroxide plutonium ที่ไม่ละลายน้ำ
อุณหภูมิที่พลูโทเนียมละลายคือ 641 องศาเซลเซียสจุดเดือดคือ 3230 องศา
ภายใต้อิทธิพลของโหมดอุณหภูมิสูงการเปลี่ยนแปลงที่ผิดธรรมชาติในความหนาแน่นของโลหะเกิดขึ้น พลูโทเนียมมีขั้นตอนที่แตกต่างกันมีโครงสร้างคริสตัลหกแบบ
เมื่อเคลื่อนที่ระหว่างเฟสการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในปริมาณขององค์ประกอบที่เกิดขึ้น องค์ประกอบที่มีความหนาแน่นมากที่สุดได้รับในเฟสอัลฟ่าที่หก (ขั้นตอนสุดท้ายของการเปลี่ยนแปลง) ในขณะที่โลหะที่หนักกว่าในสถานะนี้เป็นเพียงดาวเนปจูน, เรเดียม
เมื่อละลายการบีบอัดองค์ประกอบที่แข็งแกร่งเกิดขึ้นดังนั้นโลหะสามารถเก็บไว้บนพื้นผิวของน้ำและสื่อของเหลวที่ไม่ก้าวร้าวอื่น ๆ
แม้จะมีความจริงที่ว่าองค์ประกอบกัมมันตรังสีนี้เป็นของกลุ่มของโลหะเคมี แต่องค์ประกอบค่อนข้างบินและเมื่ออยู่ในพื้นที่ปิดมันจะเพิ่มขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ และเพิ่มความเข้มข้นในอากาศหลายครั้ง
คุณสมบัติทางกายภาพหลักของโลหะรวมถึง: ระดับต่ำระดับของการนำความร้อนขององค์ประกอบทางเคมีที่มีอยู่และเป็นที่รู้จักทั้งหมดซึ่งเป็นการนำไฟฟ้าในระดับต่ำในสถานะของเหลวของพลูโทเนียมหมายถึงหนึ่งในโลหะที่มีความหนืดมากที่สุด
เป็นที่น่าสังเกตว่าสารประกอบพลูโทเนียมใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับพิษพิษและเป็นอันตรายต่อการฉายรังสีอย่างรุนแรงต่อร่างกายมนุษย์ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการแผ่รังสีอัลฟาที่ใช้งานอยู่ดังนั้นงานทั้งหมดจะต้องดำเนินการอย่างระมัดระวังและเฉพาะในเครื่องแต่งกายพิเศษด้วยการป้องกันสารเคมี .
เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติทฤษฎีต้นกำเนิดของโลหะที่ไม่ซ้ำกันสามารถพบได้ในหนังสือ Obrucheva "พลูโซเนีย" ผู้เขียน v.a. Obruchev เชิญผู้อ่านเข้าสู่โลกที่น่าตื่นตาตื่นใจและไม่เหมือนใครของประเทศพลูโทเนียมที่ยอดเยี่ยมซึ่งตั้งอยู่ในระดับความลึกของโลก
แอปพลิเคชันพลูโทเนียม
องค์ประกอบทางเคมีอุตสาหกรรมเป็นธรรมเนียมในการจำแนกบนอาวุธและเครื่องปฏิกรณ์ ("พลังงาน") พลูโทเนียม
ดังนั้นสำหรับการผลิตอาวุธนิวเคลียร์จากไอโซโทปที่มีอยู่ทั้งหมดมีเพียงพลูโทเนียม 239 เท่านั้นที่ควรมีอยู่ไม่เกิน 4.5% พลูโทเนียม 240 เนื่องจากมีความอ่อนไหวต่อการแบ่งที่เกิดขึ้นเองซึ่งทำให้ยากต่อการผลิตหอยต่อสู้
พลูโทเนียม - 238 เหมาะกับการใช้งานสำหรับการทำงานของแหล่งพลังงานขนาดเล็กของพลังงานไฟฟ้าเช่นเป็นแหล่งพลังงานสำหรับเทคโนโลยีอวกาศ
ไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาพลูโทเนียมถูกใช้ในการแพทย์ในเครื่องกระตุ้นหัวใจ (อุปกรณ์เพื่อรักษาจังหวะการเต้นของหัวใจ)
ระเบิดปรมาณูครั้งแรกที่สร้างขึ้นในโลกมีค่าใช้จ่ายพลูโทเนียม พลูโทเนียมนิวเคลียร์ (PU 239) เป็นที่ต้องการเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์พลังงาน ไอโซโทปนี้ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาเพื่อรับองค์ประกอบ transputonium ในเครื่องปฏิกรณ์
หากคุณมีการเปรียบเทียบกับพลูโทเนียมนิวเคลียร์ที่มีโลหะบริสุทธิ์ไอโซโทปมีพารามิเตอร์โลหะที่สูงกว่าไม่มีขั้นตอนการเปลี่ยนภาพดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการของการได้รับองค์ประกอบเชื้อเพลิง
ไอโซโทปไอโซโทปออกไซด์ 242 ยังเป็นที่ต้องการเป็นแหล่งพลังงานสำหรับยูนิตแห่งจักรวาลช่างเทคนิคใน Twuelh
คลังแสงพลูโทเนียม - นี่คือองค์ประกอบที่แสดงในรูปแบบของโลหะขนาดกะทัดรัดซึ่งมีอย่างน้อย 93% ของไอโซโทป PU239
โลหะกัมมันตรังสีชนิดนี้ใช้กับการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ประเภทต่างๆ
Weapon Plutonium ในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูอุตสาหกรรมเฉพาะซึ่งทำหน้าที่เกี่ยวกับยูเรเนียมธรรมชาติหรืออุดมสมบูรณ์อันเป็นผลมาจากการจับนิวตรอน
โลหะนี้เรียกว่ามีค่า แต่ไม่ใช่เพื่อความงาม แต่เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ ในระบบ Mendeleev เป็นระยะองค์ประกอบนี้ใช้เซลล์ที่หมายเลข 94 อยู่กับเขาที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อมโยงความหวังที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของพวกเขาและมันเป็นพลูตที่พวกเขาเรียกว่าโลหะที่อันตรายที่สุดสำหรับมนุษยชาติ
Plutonius: คำอธิบาย
ในลักษณะนี้เป็นโลหะสีเงินสีขาว มันเป็นกัมมันตภาพรังสีและสามารถแสดงในรูปแบบของไอโซโทป 15 ไอโซโทปที่มีช่วงเวลาที่แตกต่างกันของครึ่งชีวิตเช่น:
- Pu-238 - ประมาณ 90 ปี
- PU-239 - ประมาณ 24,000 ปี
- PU-240 - 6580 ปี
- PU-241 - 14 ปี
- PU-242 - 370 พันปีปี
- PU-244 - ประมาณ 80 ล้านปี
โลหะนี้ไม่สามารถสกัดจากแร่เนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์ของการเปลี่ยนแปลงกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม
พลูโตเนียมได้รับอย่างไร
การผลิตพลูโทเนียมต้องมีความแตกแยกยูเรเนียมซึ่งสามารถดำเนินการได้เฉพาะในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู ถ้าเราพูดถึงการปรากฏตัวขององค์ประกอบ PU ในเปลือกโลกของโลกนั้นมีเพียง 1 กรัมของพลูโทเนียมบริสุทธิ์เท่านั้นที่จะต้องมีแร่ยูเรเนียม 4 ล้านตัน และกรัมนี้เกิดขึ้นจากการจับนิวตรอนตามธรรมชาติของยูเรเนียมนิวเคลียส ดังนั้นเพื่อให้ได้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์นี้ (โดยปกติ - ไอโซโทป 239-PU) ในปริมาณของหลายกิโลกรัมจำเป็นต้องดำเนินการกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู
คุณสมบัติของพลูโทเนียม
พลูโทเนียมโลหะกัมมันตภาพรังสีมีคุณสมบัติทางกายภาพต่อไปนี้:
- ความหนาแน่นของ 19.8 กรัม / ซม. 3
- จุดหลอมเหลว - 641 ° C
- จุดเดือด - 3232 ° C
- การนำความร้อน (ที่ 300 k) - 6.74 w / (m · k)
พลูโทเนียมกัมมันตภาพรังสีที่อบอุ่นต่อการสัมผัส ในเวลาเดียวกันสำหรับโลหะนี้การนำความร้อนต่ำสุดและการนำไฟฟ้าเป็นลักษณะ ของเหลวพลูโทเนียมเป็นโลหะที่มีความหนืดมากที่สุดของโลหะที่มีอยู่ทั้งหมด
การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในอุณหภูมิพลูโทเนียมนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทันทีในความหนาแน่นของสาร โดยทั่วไปมวลของพลูโทเนียมมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากแกนของโลหะนี้อยู่ในสภาวะของการแบ่งคงที่เป็นเคอร์เนลและนิวตรอนขนาดเล็ก มวลวิกฤตของพลูโทเนียมเรียกว่ามวลขั้นต่ำของสารที่มีการห้อยอยู่ซึ่งการไหลของหน่วยงาน (ปฏิกิริยานิวเคลียร์ของห่วงโซ่) ยังคงเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่นมวลวิกฤตที่สำคัญของพลูโทเนียมคือ 11 กิโลกรัม (สำหรับการเปรียบเทียบมวลวิกฤตที่มีการตกแต่งอย่างมากคือ 52 กก.)
ยูเรเนียมและพลูโทเนียม - เชื้อเพลิงนิวเคลียร์หลัก เพื่อรับพลูโทเนียมในปริมาณมากใช้เทคโนโลยีสองแห่ง:
- การฉายรังสียูเรเนียม
- การเปิดรับองค์ประกอบทรานอรันที่ได้มาจากเชื้อเพลิงที่ใช้แล้ว
ทั้งสองวิธีเป็นการแยกพลูโทเนียมและยูเรเนียมเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี
เพื่อรับพลูโทเนียมบริสุทธิ์ - 238 การฉายรังสีนิวตรอนของความเรียบร้อย -237 ที่ใช้ ไอโซโทปเดียวกันนี้มีส่วนร่วมในการสร้างอาวุธพลูโทเนียม -339 โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันเป็นผลิตภัณฑ์สลายตัวระดับกลาง $ 1 ล้าน - อย่างแม่นยำมากคือราคาสำหรับพลูโทเนียม 1 กิโลกรัม - 238