Atom plütonyum numarası. Silah Plütonium: Uygulama, üretim, imha. Üretim Reaktörlerinin Yapıcı Özellikleri

Plütonyum 1940 sonunda Kaliforniya Üniversitesi'nde açıldı. Mac-Mill, Kennedy ve Val, Bombardıman Uranyum Oksit (U 3 O 8), Deuterium Nuclei'nin (Deuterons) siklotronunda ağır şekilde hızlandırılan bombardıman yaparak sentezlendi. Daha sonra, bu nükleer reaksiyonla, arz-238'in kısa ömürlü bir izotopu ilk elde edildiği ve yaklaşık 50 yılın yarı ömrü olan plütonium-238 olduğunu belirtti. Bir yıl sonra, Kennedy, Siforg, Segre ve Val, siklotron nötronunda ağır hızlandırılmış uranyumun ışınlanmasıyla daha önemli izotopik - 239 sentezlendi. Plütonyum-239, Neptün-239'un çürümesi sırasında oluşur; Alfa ışınlarını yayar ve 24.000 yılın yarı ömrüne sahiptir. Plütonyum ilk olarak 1942 R'de elde edildi. Daha sonra, özellikle cevhondaki salonlarda, özellikle cevherlerde, uranyum cevherlerinde keşfedilen doğal bir plütonyum olduğu biliniyordu.

Öğenin adı 1948'de önerildi: Mac-MillLan, Neptün'ün ilk transturanon unsurunu, Gezegen Neptün'ün uranyum için ilk olduğu gerçeğinden dolayı. Analoji ile, eleman 94, Plutonium'u aramaya karar verildi, çünkü Planet Pluto uranyum için ikinci. 1930 yılında açılan Pluto, Yunan mitolojisinde yeraltı krallığının kuralı olan Tanrı Pluto adına adını aldı. XIX yüzyılın başında. Clark, baray unsurunu isimlendirmeyi, bu adı doğrudan Pluto tanrısı adına üretmeyi teklif etti, ancak teklifi kabul edilmedi.

Plütonyum (Latin Plütonyum PU sembolü tarafından gösterilir) - Atom numarası 94 ve Atomik Ağırlık 244.064 olan bir radyoaktif kimyasal element. Plütonyum, Dmitry Ivanovich Mendeleev'in periyodik sisteminin III grubunun bir unsurudur, aktinit ailesini ifade eder. Plütonyum - Ağır (normal koşullar altında yoğunluk) 19.84 g / cm³) Kırılgan radyoaktif metal gümüş-beyaz renk.

Plütonyum stabil izotopları yoktur. Yirmi beş, plütonyumun yüz olası izotoplarından sentezlenir. Onbeş onbeş nükleer özellikler okudu (kütle sayıları 232-246). Dört pratik uygulama buldu. En uzun ömürlü izotoplar 244pu'dur (8.26.107 yılın yarı ömrü), 242PU (3.76 105 yılın yarı ömrü), 239PU (2.41 104 yılın yarı ömrü), 238PU (87.74 yılın yarı ömrü) - α-Yaygınlar ve 241PU (14 yılın yarı ömrü) - β-yayıcı. Doğada, plütonyum, uranyum cevherlerinde (239PU) önemsiz miktarlarda meydana gelir; Nötronların etkisiyle uranyumdan oluşur, kaynaklar, α-parçacıklarının ışık elemanları (cevherlerin bir kısmı), uranyum çekirdeğinin ve kozmik radyasyonun spontan bölünmesi ile ortaya çıkan reaksiyonlar olan reaksiyonlar olan reaksiyonlardır.

Doksan dördüncü eleman, bir grup Amerikan bilimcisi - Glen Siborgan (Kennedy), Edwin Macmillan (Edwin McMillan) ve Arthur Wahl, 1940 yılında Berkeley (Kaliforniya Üniversitesi'nde), Uranyum Oxice'in hedefinin bombardımanında (U3O8) ) Sixtiethyhan siklotronundan yüksek oranda hızlandırılmış deuteryum (Deuteron) çekirdeği (deuteron). Mayıs 1940'da, plütonyum özellikleri Louis Turner tarafından tahmin edildi.

Aralık 1940'ta PU-238 plütonyum izotopu açıldı, bir yılda ~ 90 yılın bir buçuk ömrü ile - 24.000 yılın yarı ömrü ile daha önemli PU-239.

1948'de Edwin Macmillalan, New Planet Pluto'nun açılışının onuruna ve Neptün'ün açılmasından sonra adlandırılan Neptün'le analoji ile plütonyumun kimyasal unsurunun çağrılmasını önerdi.

Metal plütonyum (izotop 239pu) nükleer silahlarda kullanılır ve termal ve özellikle hızlı nötrasyonlarda çalışan enerji reaktörlerinin nükleer yakıtı olarak hizmet eder. Bir metal formundaki 239pu için kritik kütle 5.6 kg'dır. Diğer şeylerin yanı sıra, Heotope 239PU, nükleer reaktörlerde transputonyum unsurları elde etmek için başlangıç \u200b\u200bmeselesidir. 238PU izotop, uzay çalışmalarında ve insan kalbi aktivite uyarıcılarında kullanılan küçük boyutlu nükleer elektrik akım kaynaklarında kullanılır.

Plütonyum-242, nükleer reaktörlerde daha yüksek transsiyonel elemanların nispeten hızlı bir şekilde birikmesi için "hammaddeler" olarak önemlidir. Δ-Stabilize edilmiş plütonyum alaşımları, yakıt hücrelerinin imalatında, saf plütoniuma kıyasla en iyi metalurjik özelliklere sahip oldukları için, ısı geçişi aşamalı olarak geçer. Plütonyum oksitler, uzay teknolojisi için bir enerji kaynağı olarak kullanılır ve Fuelve'de kullanılır.

Tüm plütonyum bileşikleri zehirlidir, bu da a-radyasyonun bir sonucudur. Alfa parçacıkları, kaynakları enfekte olmuş vücutta ise ciddi bir tehlikeyi temsil eder, vücudun çevreleyen elemanına zarar verirler. Gamma radyasyonu plütonyum vücut için tehlikeli değildir. Plütonyumun farklı izotoplarının farklı toksisiteye sahip olduğu göz önüne alındığında, örneğin, 239PU'dan 8-10 kez toksik olan tipik bir reaktör plütonium, 240pu nüklidlerin egemen olduğu için, güçlü bir alfa radyasyonu kaynağı olan 240pu nüklidlerdir. Bununla birlikte, Plutonius tüm aktinoidlerden en tehlikeli elementten uzak olduğu kabul edilir, bu nedenle yarıçap, zehirli plütonyum izotoptan neredeyse bin kat daha tehlikelidir - 239PU.

Biyolojik özellikler

Plütonyum deniz organizmalarıyla yoğunlaşmıştır: bu radyoaktif metalin biriktirme katsayısı (vücuttaki konsantrasyonların oranı ve dış ortamda konsantrasyonların oranı) algler için 1000-9000, plankton için - yaklaşık 2300, denizyıldızı için - yaklaşık 1000, yumuşakçalar için - 380'e kadar, kaslar, kemikler, karaciğer ve mide balığı için - sırasıyla 5, 570, 200 ve 1060. Yer Bitkileri, çoğunlukla kök sisteminden plütonyum emer ve kütlesinin% 0.01'ine kadar biriktirir. İnsan vücudunda, doksan dördüncü eleman, esas olarak iskelet ve karaciğerde geciktirilir, neredeyse atılır (özellikle kemiklerden).

Plütonyum oldukça toksiktir ve kimyasal tehlikesi (başka herhangi bir ağır metal olarak) önemli ölçüde daha az eksprese edilir (kimyasal bir bakış açısıyla), alfa radyasyonunun bir sonucu olan radyoaktif toksisitesine kıyasla, radyoaktif toksisitesine kıyasla. Dahası, α parçacıkları nispeten küçük bir nüfuz edici yeteneğe sahiptir: 239pu için, havadaki α-partiküllerin kilometresi 3.7 cm'dir ve yumuşak biyolojik dokusunda 43 mk'dir. Bu nedenle, α parçacıkları, kaynakları enfekte olmuş vücutta ise ciddi bir tehlikededir. Aynı zamanda, organizmaya çevreleyen elemanlara zarar verirler.

Aynı zamanda, plütonyumun da yaydığı ve dışarıda vücuda nüfuz edebilecek olan γ-ışınları ve nötronlar, çok tehlikeli değildir, çünkü seviyeleri sağlığa zarar vermek için çok küçük. Plütonyum, özellikle yüksek radiyotoksisite ile bir grup öğe anlamına gelir. Aynı zamanda, plütonyumun farklı izotopları farklı toksisiteye sahiptir, örneğin, tipik bir reaktör plütonium, saf 239pu'dan 8-10 kat daha toksiktir, çünkü 240pu nüklidlerin egemen olduğu için, güçlü bir alfa radyasyon kaynağıdır.

Bir element, su ve gıda plütonyumu ile birlikte, kafein, bazı vitaminler, psödoefedrin ve birçok bitki ve mantar gibi maddelerden daha az zehirli olduğunda. Bu, bu elemanın gastrointestinal sistem tarafından zayıf olması, çözünür tuz kabul edilmesine rağmen, bu tuz mide ve bağırsakların içeriği ile ilişkilidir. Bununla birlikte, küçük kokulu veya çözünmüş bir durumda 0,5 gram plütonyum emilimi, sindirim sisteminin akut ışınımından birkaç gün veya haftada (siyanür için, bu değer 0.1 gram).

Solunum açısından, plütonyum sıradan bir toksindir (yaklaşık olarak cıva çiftlerine karşılık gelir). Solunum sırasında, plütonyum kanserojen özelliklere sahiptir ve akciğer kanserine neden olabilir. Böylece, yüz miligram plütonyumun solunması, ışık boyutunda tutulması için optimal parçacıklar şeklinde (1-3 mikron), 1-10 gün boyunca akciğerlerin ödeminden ölüme neden olur. Yirmi miligram dozu, bir ay boyunca fibrozdan ölüme yol açar. Küçük dozlar kronik kanserojen zehirlenmeye yol açar. Plütonyumun vücuda inhalasyon nüfuzu riski, plütonyumun aerosollerin oluşumuna meyilli olması nedeniyle artar.

Metal olduğu gerçeğine rağmen, çok uçuyor. Metalin iç mekanlarının uzun süreli bulgusu havadaki konsantrasyonunu önemli ölçüde arttırır. Kısmen akciğer plütoniumu, akciğerlerin yüzeyine kısmen yerleştiğinde, kısmen kan içine ve sonra lenf ve kemik iliği maddesindedir. Çoğu (yaklaşık% 60) kemik dokusuna girer, karaciğerde% 30 ve sadece% 10'u doğal olarak elde edilir. Vücuduna düşen plütonyum miktarı, aerosol parçacıklarının değerine ve kandaki çözünürlüğe bağlıdır.

Plütonilerin insan vücuduna düşen olanlar, traverent demir, bu nedenle, dolaşım sisteme giren özelliklere benzer, plütonyum, demir içeren dokulara konsantre olmaya başlar: kemik iliği, karaciğer, dalak. Beden, plütonyumu demir olarak algılar, bu nedenle, transesterin protein, gövdede oksijen transferinin durdurulması nedeniyle demir yerine plütonyum alır. Mikrofajlar plütoniumu lenf nodlarında alır. Plütonyum vücuda düştü, çok uzun bir süre içinden elde edilir - vücuttan 50 yıl boyunca sadece% 80 görüntülenecektir. Karaciğerin yarı ömrü 40 yaşında. Kemik dokusu için, plütonyumun yarı ömrü 80-100 yaşındadır, aslında kemiklerdeki doksan dördüncü elemanın konsantrasyonu sabittir.

II. Dünya Savaşı boyunca, sonunda, Manhattan Projesi'nde çalışan bilim adamları, üçüncü Reich ve diğer araştırma organizasyonlarının bilim adamları, hayvanlar ve insanlar üzerinde plütonyum kullanarak deneyler gerçekleştirdi. Hayvan çalışmalarının sonuçları, kilogram doku başına birkaç miligram plütonyumun ölümcül doz olduğunu göstermiştir. İnsanlarda plütonyum kullanımı, kronik olarak intramüsküler olarak 5 μg plütonyum uygulanmasının idi. Sonuç olarak, hastanın ölümcül dozunun bir plütonyum mikrogramına eşit olduğu ve plütonyumun radyumdan daha tehlikeli olduğu ve kemiklerde birikmeye meyilli olduğu bulunmuştur.

Bildiğiniz gibi, Plütonyum - Öğe pratik olarak doğada bulunmamaktadır. Bununla birlikte, yaklaşık beş ton, 1945-1963 döneminde nükleer testlerin bir sonucu olarak atmosfere ayrıldı. 1980'lere kadar nükleer testler nedeniyle atmosfere atılan toplam plütonyum miktarı 10 tonda tahmin edilmektedir. Bazı tahminlere göre, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki toprak, KM2 başına radyoaktif yağışın sergisinden 2 milyon (28 mg) plütonyum içeriyor ve Plütonyumun Pasifik'teki bulguları toplam dağılımı ile karşılaştırıldığında arttı. Dünyadaki nükleer malzemeler.

Son fenomen, 1950'lerin ortalarında Pasifik Polygon'daki Marshall Adaları topraklarında Amerika Birleşik Devletleri nükleer testleriyle ilişkilidir. Okyanusun yüzey sularında plütonyum bulma süresi, 6 ila 21 yıldır, ancak bu süreden sonra bile, plütonyum, mikrobiyal ayrışma sonucu çözünür formlara geri yüklendiği biyojenik parçacıklarla birlikte dibe düşer. .

Doksan dördüncü elemanın dünya kirliliği, yalnızca nükleer testlerle değil, aynı zamanda üretim ve teknikte bu elemanla etkileşime giren kazalarla da ilişkilidir. Bu nedenle Ocak 1968'de, gemideki dört nükleer suçlamayı taşıyan ABD Hava Kuvvetleri B-52 Hava Hava Kuvvetleri, Grönland topraklarına düştü. Patlamanın bir sonucu olarak, ücretlerin imhası ve plütonyumun okyanusa sızması meydana geldi.

Kazanın bir sonucu olarak bir başka radyoaktif çevre kirliliği vakası, 24 Ocak 1978'de Sovyet uzay aracı "COSMOS-954" ile gerçekleşti. Yörüngeden kontrolsüz bir toplantının bir sonucu olarak, nükleer enerji kaynağına sahip uydu, Kanada topraklarına gemiye düştü. Çevrede kazanın bir sonucu olarak, yaklaşık 124.000 m²'lik bölgede yaklaşık 124.000 m²'lik daha fazla kilogram plütonyum-238.

Çevreye radyoaktif maddelerin acil durum sızmasının en korkunç örneği - 26 Nisan 1986'da meydana gelen Chernobyl NPP'de bir kaza. Dördüncü güç ünitesinin çevreye tahrip olmasının bir sonucu olarak, yaklaşık 2,200 km²'lik bir alanda 190 ton radyoaktif madde (plütonyum izotopları dahil) atılmıştır.

Çevreye giren plütonyum sadece insan yapımı olaylarla ilgili değildir. Hem laboratuvardan hem de fabrika koşullarından plütonyum sızıntısı vakaları var. 235U ve 239PU laboratuvarlarından yirmi acil kaçak vakası bilinmektedir. 1953-1978 boyunca. Acil durum durumları, 0.81 (Mayak, 15 Mart 1953) ila 10.1 kg (Tomsk, 13 Aralık 1978) 239pu'ya neden oldu. Sanayi işletmelerinde olaylar, iki kaza vakası ve 6,2 kg plütonyum kayıpları nedeniyle Los Alamos kentinde (21 Ağustos 1945 ve 21 Mayıs 1946) olan iki kişiyi ölümüne kadar çağırdı. 1953 ve 1963'te Sarov şehrinde. Yaklaşık 8 ve 17.35 kg nükleer reaktörün dışına düştü. Bunlardan biri 1953'te bir nükleer reaktörün imha edilmesine yol açtı.

Nucleus 238PU nötronunun bölünmesinde, enerji, en bilinen ekzotermik reaksiyonun aktığı, 50 milyon kat daha büyük olan 200 MEV miktarında serbest bırakılır: C + O2 → CO2. Bir nükleer reaktörde "görme" bir gram plütonyum 2 107 kcal verir - bu 4 ton kömürde sonuçlandırılan enerjidir. Enerji eşdeğerinde aynı plütonyum yakıtın itişi, iyi odunların kırk vagonuna eşit olabilir!

"Doğal İzotop" Plütonium'un (244PU), tüm transsiyonel elementlerden en uzun izotop olduğuna inanılıyor. Yarı ömrü 8.26 ∙ 107 yıldır. Bilim adamları uzun süredir bir transsiyon elemanının izotopu almaya çalıştılar, bu da bu konuda 244PU'dan daha yüksek umutlar 247 cm'ye atandı. Bununla birlikte, sentezinden sonra, bu elemanın yarı ömrünün periyodunun sadece 14 milyon yıl olduğu ortaya çıktı.

Tarih

1934'te Enrico Fermi'nin önderliğindeki bir grup bilim adamı, Roma Üniversitesi'ndeki bilimsel çalışmalarda, 94 numaralı bir dizi ile kimyasal bir unsur bulduklarını açıkladı. Fermi'nin ısrarındaki eleman, bilim adamı, Hesperium'tan sonra adlandırıldı. Şimdi plütonyum olarak adlandırılan yeni bir unsur açtığını, bu nedenle, transsiyonel unsurların varlığının varsayımını yapmış ve teorik keşifleri haline getirmiştir. Fermi'nin bu hipotezi 1938'de Nobel dersinde savundu. Yalnızca Alman bilim adamları tarafından çekirdek bölümünün açılmasından sonra, FRITZ Strasnsman, Fermi, 1939'da Stockholm'de yayınlanan basılı versiyonda bir not almak zorunda kaldı, "Transuranon unsurlarının tüm sorununu" gözden geçirme gereğini belirten. Gerçek şu ki, Frisch ve Strasnsman'ın çalışmalarının, Fermi'nin deneylerinde bulunan faaliyetin, daha önce inandığı gibi transsiyonon elemanlarının açılmasından dolayı olmadığını göstermiştir.

1940 sonunda yeni - doksan dördüncü eleman açıldı. Kaliforniya Üniversitesi'nde Berkeley'de oldu. Glenn T. Siborg'un liderliğindeki bir Amerikan radyo briketiği olan bir grup Amerikan radyochemicals'u olan ağır hidrojen çekirdekleriyle (U3O8) uranyum oksitin (U3O8) bombardımanı altında, 90 yıllık bir buçuk ömrü olan bilinmeyen bir alfa parçacıklarını keşfetti. Bu yayıcı, 94 sayılı Element No. 94'ün 238 sayılı izotopuydu. Böylece, 14 Aralık 1940'ta, plütonyumun birinci mikrogram miktarı, diğer elementlerin ve bileşiklerinin bir karışımıyla birlikte elde edildi.

1940 yılında yapılan bir deney sırasında, yapılan nükleer reaksiyonda, Neptün-238'in kısa ömürlü izotopunun ilk alındığı (yarı ömrü 2,117 gün) ve zaten plütonium-238 olduğu tespit edildi:

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

Uzun ve zaman alan kimyasal deneyler, yeni bir unsurun safsızlıklardan ayrılması iki ay sürdü. Yeni bir kimyasal elementin varlığı 23 - 24 Şubat 1941 G. T. Siborg, E. M. Macmillan, J. V. Kennedy ve A. K. Vallell'in ilk kimyasal özelliklerinin çalışmasından dolayı, iki derece oksidasyonun çalışmasından dolayı. Deneylerin sonundan biraz sonra, bu izotopun göze çarpan ve bu nedenle daha fazla çalışma için ilgisiz olduğu bulundu. Yakında (Mart 1941) Kennedy, Siborg, Segre ve Val, daha önemli izotop - 239'u siklotron nötronunda ağır hızlandırılmış uranyumun ışınlanmasıyla daha önemli izotop. Bu izotop Neptün-239'un parçalanması sırasında oluşur, Alfa ışınlarını ye ve 24.000 yılın bir buçuk ömrüne sahiptir. Elemanın ilk saf bileşiği 1942'de elde edildi ve 1943'te metal plütonyumun ilk ağırlıkları elde edildi.

Yeni 94 elementinin adı, 1948 yılında Macmillan tarafından önerildi, hangi birkaç ay önce, F. Eibelson ile birlikte Plütonium keşfi, Neptün Neptün'sinin onuruna neptün adlı Uranium - Neptune adlı uranyumdan daha ağır olan ilk unsuru aldı. - Uranyum için ilk. Analoji ile, 94 numaralı element, Plutonium'u aramaya karar verdi, çünkü Planet Pluto uranyum için ikinci. Sırasında Sitobor, yeni bir unsur "Plotui" diymeyi önerdi, ancak sonra adın Plütonya'ya kıyasla çok fazla gelmediğini fark ettim. Buna ek olarak, yeni bir unsur için diğer isimleri geliştirmektedir: bir ultimium, exterminium, yanlış kararın yanı sıra, plütonyumun periyodik tablodaki son kimyasal element haline gelmesidir. Sonuç olarak, elemanın güneş sisteminin son gezegeninin açılışının onuruna "plütonyum" olarak adlandırıldı.

Doğada bulma

En uzun ömürlü plütonyum izotopunun yarı ömrü 75 milyon yıldır. Figür çok etkileyicidir, ancak galaksinin yaşı milyarlarca yıldır ölçülür. Bundan, birincil izotopların, evrenin unsurlarının büyük sentezi sırasında oluşan doksan dördüncü eleman olduğunu, günümüzde yaşama şansı yoktu. Yine de, bu, plütonyumun hiç yerde olmadığı anlamına gelmez. Sürekli uranyum cevherlerinde oluşur. Nuclei 238U'nun spontan (spontan) bölünmesi sırasında oluşan kozmik radyasyonun ve nötronların nötronlarının yakalanması, bu izotopun bazıları - çok az atomu 239U atomlarına dönüştürülür. Bu elemanın çekirdekleri çok dengesizdir, elektronlar yayarlar ve böylece yüklerini arttırırlar, neptal oluşum birinci transuranon elemanının oluşumudur. 239np ayrıca dengesiz, çekirdekleri de elektron yayar, bu nedenle 239np'nin sadece 56 saatinin yarısı 239PU'ya dönüşüyor.

Bu izotopun yarı ömrü zaten çok büyük ve 24.000 yıldır. Ortalama olarak, 239PU içeriği, radyumdan yaklaşık 400.000 kat daha azdır. Bu nedenle, sadece "dünyevi" plütonyumun algılanması için bile alışılmadık derecede zordur. Küçük miktarlarda 239pu trilyon fraksiyonu - ve çürüme ürünleri, örneğin, OKLO, Gabon (Batı Afrika )'daki doğal nükleer reaktörde uranyum oreslarında bulunabilir. "Doğal nükleer reaktör" olarak adlandırılan, dünyadaki, aktinitlerin oluşumunun ve geosferdeki bölüm ürünlerinin oluşumunun gerçekleştiği tek kişi olarak kabul edilir. Bu bölgedeki modern tahminlere göre, birkaç milyon yıl önce, yarım milyon yıldan fazla süren ısı salınması ile kendi kendine sürdürülebilir bir reaksiyon vardı.

Öyleyse, zaten nötronların, Neptün (239np) yakalamasının bir sonucu olarak, uranyum cevherinde, doğal plütonyum-239 olan ürünün ürününü oluşturduğunu biliyoruz. Özel cihazlar sayesinde - kütle spektrometreler, en büyük yarı ömrüne sahip olan Plütonium-244 (244pu) varlığını, Precambrian Basnezit'te (Ceryum cevherinde) yaklaşık 80 milyon yıldır. Doğada, 244PU esas olarak, suda kumdan (kuvars) daha az çözünür olan dioksit (PUO2) şeklindedir. Nispeten uzun ömürlü izotop plütonium-240 (240pu) plütonyum-244 plütonyum zincirinde olduğundan, çürüğü gerçekleşir, ancak bu çok nadirdir (10.000). Çok az miktarda Plütonium-238 (238PU), uranyum cevherlerinde bulunan uranyum-238'in çok nadir bir çift beta çürümesine atıfta bulunur.

247PU ve 255PU izotoplarının izleri, termonükleer bomba patlamalarından sonra toplanan tozda bulunur.

Asgari miktarda plütonyum, hipotetik olarak insan vücudunda olabilir, çok miktarda nükleer testlerin bir şekilde veya başka bir şekilde plütonyumla bağlantılı olduğu gerçeği göz önüne alındığında. Plütonyum esas olarak iskelet ve karaciğerde, neredeyse gösterilmediği yerden birikir. Ek olarak, doksan dördüncü eleman deniz organizmalarıyla biriktirir; Yer Bitkileri, çoğunlukla kök sisteminden plütonyum emer.

Yapay olarak sentezlenen plütonyumun hala doğada var olduğu ortaya çıkıyor, bu yüzden neden madencilik olmasın ve yapay girmiyor? Gerçek şu ki, bu elemanın konsantrasyonunun çok küçük olmasıdır. Başka Bir Radyoaktif Metal Hakkında - Radia: "Madencilik Gramlarında - Çalışma Yılında" ve Doğada Radyum, Plütonyumdan 400.000 kat daha fazla! Bu nedenle, sadece "dünyevi" plütonyumun alışılmadık derecede zor olduğunu tespit etmek bile. Bunu yalnızca atom reaktörlerinde elde edilen plütonyumun fiziksel ve kimyasal özelliklerinden sonra yapılması mümkündü.

Uygulama

İzotop 239PU (U), termal ve hızlı nötrasyonlarda (RHIN) ve nükleer silahların imalatında faaliyet gösteren enerji reaktörlerinin nükleer yakıtı olarak kullanılır.

Yaklaşık 370 GW elektrik (veya dünyadaki toplam elektrik üretiminin% 15'i, dünyadaki nükleer santrallerin yarı sütunları etrafında (veya dünyadaki toplam elektrik üretiminin% 15'i). Plütonyum-236, hizmet ömrü beş yıl veya daha fazla ulaşan atomik elektrikli pillerin imalatında kullanılır, kalbin çalışmalarını (kalp pili) uyaran mevcut jeneratörlerde kullanılırlar. 238PU, uzay çalışmalarında kullanılan küçük boyutlu nükleer elektrik akım kaynaklarında kullanılır. Böylece Plütonium-238, yeni ufuklar, Galileo ve Cassini, Marshod merakı ve diğer uzay aracının probları için bir güç kaynağıdır.

Plütonyum-239 nükleer silahlarda kullanılır, çünkü bu izotop, bir nükleer bombada kullanım için tek uygun nüklid ise. Buna ek olarak, nükleer bombalarda plütonyum-239'un daha sık kullanımı, plütonyumun (bomba çekirdeği bulunduğu yer) alanında (Bomba çekirdeği bulunduğu yer) daha küçük bir hacim olduğu gerçeğinden kaynaklanmaktadır, bu nedenle, bombanın patlayıcı gücünde kazanabilirsiniz. Bu özelliğe.

Plütonyumun katılımıyla nükleer bir patlamanın meydana geldiği şema, bombanın kendisinin tasarımıdır, bu da 239pu ile dolu bir küreden oluşur. Toprakla çarpışma sırasında, küre tasarım nedeniyle bir milyon atmosfere sıkıştırılır ve bu küreyi çevreleyen patlayıcı madde sayesinde. Etkiden sonra, çekirdek en kısa sürede hacim ve yoğunlukta genişletilir - bir düzine mikrosaniye, montaj, termal nötronlardaki kritik durumu kaydırır ve hızlı nötronlardaki bir süperkritik duruma hareket eder - nötron katılım ve eleman çekirdekleri ile bir zincir nükleer reaksiyonu başlar. . Nükleer bombanın son patlaması ile, yaklaşık on milyon derece sıcaklık ayırt edilir.

Plütonyum izotopları, transputonyumun (plütonyumdan sonra) elemanların sentezinde kullanımını buldu. Örneğin, OAK-Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda 239PU 24496cm, 24296cm, 24997BK, 25298CF, 25399 ve 257100FM uzun süreli nötron maruziyeti ile ulusal laboratuarda elde edilir. Aynı şekilde, 1944'te, Amerikal ilk önce alındı \u200b\u200bve 24195 am. 2010 yılında, kalsiyum iyonları-48 ile bombalanan plütonyum-242 oksit, Ununkwaddia'nın alınması kaynağı olarak görev yaptı.

Δ-Stabilize edilmiş plütonyum alaşımları yakıt görevlilerinin imalatında kullanılır, çünkü, ısı geçişi altında olan ve çok kırılgan ve güvenilmez bir malzemedir. Saf Plütonyum ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha iyi metalurji özellikleri vardır ve çok kırılgan ve güvenilmez bir malzemedir. Diğer elemanlara sahip plütonyum alaşımları (intermetalik bileşikler) genellikle elementlerin gerekli oranlarda doğrudan etkileşimi ile elde edilirken, ark erime esas olarak kullanılırken, bazen dengesiz alaşımlar sprey çökeltisiyle veya eriyiklerin soğutulmasıyla elde edilir.

Plütonyum için ana endüstriyel alaşım elemanları galyum, alüminyum ve demir, ancak plütonyum, nadir istisnalar (potasyum, sodyum, lityum, rubidyum, magnezyum, kalsiyum, stronsiyum, baryum, europium ve ytterbium ). Tugalasyon Metalleri: Sıvı plütonyumda molibden, niyobyum, krom, tantalum ve tungsten çözünür, ancak neredeyse çözünmez veya kısa süreli katı plütonyumda çözünür. İndiyum, silikon, çinko ve zirkonyum, hızlı soğutma ile bir metastable δ-plütonyum (δ "-Fase) oluşturabilir. Galyum, alüminyum, amerium, scandium ve seryum, oda sıcaklığında δ-plütonyum stabilize edebilir.

Büyük miktarlarda Golmia, Hafnia ve Toll, oda sıcaklığında bazı δ-plütonyumları korumanızı sağlar. Neptün, α-plütonyumu yüksek sıcaklıklarda stabilize edebilen tek elementtir. Titanyum, Hafnium ve Zirkonyum, β-plütonyumun yapısını keskin soğutma ile oda sıcaklığında stabilize eder. Bu tür alaşımların kullanımı oldukça çeşitlidir. Örneğin, plütonyum-galyum alaşımı, α-δ fazının geçişini önleyen plütonyumun δ fazını stabilize etmek için kullanılır. Üçlü Alaşımlı Plütonyum-Gallium-Cobalt (Pugaco5) - 18.5 K'lık süper iletken alaşım. Nükleer yakıt olarak kullanılan bir dizi alaşım (plütonyum-zirkonyum, plütonyum-seryum ve plütonyum-seryum kobalt) vardır.

Üretim

Endüstriyel plütonyum iki şekilde elde edilir. Bu, nükleer reaktörlerde bulunan 238U çekirdeğin ışınımı ya da radyoikematik yöntemlerle (eşkenarlık, ekstraksiyon, iyon değişimi vb.) Plütonyum, uranyum, transuranon elemanları ve atık yakıtta bulunan yakıt ürünleri ile ayrıştırma.

İlk durumda, pratikte en önemli izotop (239pu) (240pu'nun küçük bir karışımı olan bir karışımda), uranyum ve nötrör çekirdeğinin katılımıyla ur - çürüğü ve teslim edilmeyen izotopların katılımıyla katılımıyla nükleer reaktörlerde elde edilir. Bir ara bölünme ürünü:

23892U + 21D → 23893NP + 210N;

23893np → 23894PU

β - çürüme

Bu süreçte deuteron, Neptün-238 ve iki nötronun oluştuğu bir sonucu olarak Uranüs-238'e düşer. Daha sonra, Neptün-238 kendiliğinden bölünmüş, plütonyum-238 oluşturan beta-eksi parçacıkları yayılır.

Tipik olarak, karışımdaki 239PU içeriği% 90-95, 240PU-% 1-7, diğer izotopların içeriği yüzdesinin onuncularını geçmez. 239pu nötronlarıyla sürekli ışınlama ile yaklaşık 242PU ve 244PU yarı ömrüne sahip izotoplar elde edilir. Ayrıca, 242PU çıkışı birkaç on yüzde, 244PU 242PU içeriğinin yüzdesinin çıkarlarıdır. Nötron-237'nin nötron ışınımı sırasında izotop-saf plütonyum-238'in az miktarları oluşturulur. Kütle numaralarına sahip plütonyumun hafif izotopları 232-237, uranyum izotoplarının α-parçacıklarının ışınlanması durumunda, siklotronda genellikle siklotronda elde edilir.

İkinci endüstriyel üretim yönteminde, 239PU, bir ışık seyrelticide, tribütil fosfatın ekstraksiyonuna dayanan bir peworc işlemi kullanır. Birinci döngüde, fisyon ürünlerinden PU ve U'nın eklem temizliği yapılır ve daha sonra ayrılır. İkinci ve üçüncü plütonyum döngülerinde daha fazla saflaştırma ve konsantrasyona tabi tutulur. Böyle bir işlemin şeması, paylaşılan elementlerin dört ve onaltılmış bileşiklerinin özelliklerindeki farkı temel alır.

Başlangıçta harcanan tweeles sökülür ve harcanan plütonyum ve uranyum içeren kabuk, fiziksel ve kimyasal yöntemlerle giderilir. Daha sonra, çıkarılan nükleer yakıt nitrik asit içinde çözülür. Sonuçta, çözünürken ve uranyum ve plütonyumda güçlü bir oksitleyici ajandır ve safsızlıklar oksitlenir. Sıfır değerli plütonyum atomları PU + 6'ya, hem plütonyum hem de uranyum çözüldü. Böyle bir çözeltiden, doksan dördüncü eleman, kükürt gazı olan üçlü bir duruma düşürülür ve daha sonra lantan florürü (LAF3) çökerdi.

Bununla birlikte, plütonyuma ek olarak çökelti neptün ve nadir toprak elemanları içerir, ancak ana kütle (uranyum) çözeltide kalır. Daha sonra, plütonyum yine PU + 6'ya okside edilir ve lantanum florür tekrar eklenir. Şimdi nadir toprak öğeleri çöktü ve plütonyum çözeltide kalır. Daha sonra, potasyum bromatlı dört rendelenmiş bir duruma okside edilir, çünkü bu reaktif plütonyumda hareket etmeden, daha sonra aynı Lanthanne florür ile ikincil çökelme ile, üçlü plütonyum çökeltilir ve Neptün çözeltide kalır. Bu tür işlemlerin sonlu ürünleri, plütonyum içeren bileşikler - puo2 veya florür dioksit (PUF3 veya PUF4), (baryum, kalsiyum veya lityum çiftleri), metal plütonyum elde edilir.

Temizleyici plütonyumun hazırlanması, pirokimyasal olarak üretilen metalin elektrolitik olarak üretilmesiyle elde edilebilir; bu, bir tungsten veya tantalum katodu kullanılarak potasyum, sodyum ve plütonyum klorürden elektrolitli 700 ° C sıcaklıkta elektroliz içindeki hücrelerde üretilen hücrelerde üretilir. Bu şekilde üretilen plütonyum% 99,99'luk bir saflığa sahiptir.

Çok miktarda plütonyum elde etmek, reaktör - çarpanlar, sözde "briders" (İngilizce fiilden cins - çoğalmak için). Veri reaktörleri, bu malzemenin maliyetini aşan bir miktarda bölen bir malzeme elde etme olasılığı nedeniyle adını aldı. Bu türün reaktörleri arasındaki fark, nötronların içlerinde yavaşlamadığı gerçeğinde (örneğin, örneğin, örneğin, grafit), 238U ile reaksiyona girmeleri için mümkün olduğunca sıraya girmemektedir.

Reaksiyondan sonra, gelecekte 239PU formunda 239U atomu oluşur. Uranyum tükenmiş dioksit (UO2) içinde puo2 içeren böyle bir reaktörün çekirdeği, 239pu oluştuğu daha fazla tükenmiş uranyum-238 dioksit (238U2) bir kabukla çevrilidir. 238U ve 235U paylaşımı, "Bridders", doğal uranyum enerjisinden diğer reaktörlerden 50-60 kat daha fazla üretmeye izin verir. Bununla birlikte, bu reaktörler büyük bir dezavantajı vardır - sudan başka ortamı soğutmak için yakıt hatlarının enerjilerini azaltır. Bu nedenle, soğutucu olarak sıvı sodyum kullanmaya karar verildi.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bu tür reaktörlerin inşaatı II. Dünya Savaşı'nın sonundan sonra başladı, SSCB ve Birleşik Krallık, yaratılmalarına sadece 1950'lerde başladı.

Fiziki ozellikleri

Plütonyum çok ağırdır (Y. Y. Y. Y. Y. 19.84 g / cm³) Gümüş metal, saflaştırılmış durumda nikele çok benzer, ancak plütonyum hızla havada okside edilir, sabitlenir, gökkuşağı filmi oluşturur, sonra ilk sarı, sonra Koyu mor. Metalin yüzeyinde güçlü bir oksidasyon ile zeytin yeşili oksit tozu (PUO2) belirir.

Plütonyum, çoğu zaman, uranyumdan bile çok elektronegatif ve kimyasal olarak aktif bir metaldir. Belirli bir sıcaklık segmentinde ve belirli bir basınç aralığında değişen yedi allotropik modifikasyon (α, β, γ, δ, δ ", ε ve ζ) sahiptir. Oda sıcaklığında, plütonyum α-formundadır - bu Plütonyum allotropik modifikasyon için en yaygın. Alfa fazında, kırılgan ve çok katı plütonluklarında, bu yapı, alaşımlı plastisite ve yumuşaklık sağlayacak diğer metallerle katlanılmazsa, gri dökme demir kadar aynıdır. Ek olarak , bu maksimum yoğun plütonyum formunda - yoğunluk elemanının altıncıği (sadece osmiyum, iridyum, platin, renyum ve neptunyumdan daha ağırdır). Plütonyumun daha fazla allotropik dönüşümleri, zıplama benzeri yoğunluk değişikliği ile eşlik eder. Yani, için Örnek olarak, 310 ila 480 ° C arasında, diğer metaller ve sıkıştırma (delta fazları "ve" delta yakl "olarak genişlemez. (likit fazdaki epsilon fazından geçiş), plütonyum da sıkıştırılır, bozulmamış plütonyumun açılmasını sağlamak.

Plütonyum çok sayıda olağandışı özelliklere sahiptir: tüm metallerin en düşük termal iletkenliğine sahiptir - 300 k'de 6.7W / (M K); Plütonyum en düşük elektriksel iletkenliğe sahiptir; Sıvı fazında - plütonyum en viskoz metaldir. Oda sıcaklığında doksan dördüncü elemanın spesifik direnci metal için çok büyüktür ve bu özellik, metallere özgü olmayan sıcaklıkta bir azalma ile geliştirilecektir. Böyle bir "anomali", bu damganın altındaki 100 K - bir sıcaklığa kadar izlenir, elektrik direnci azalır. Bununla birlikte, 20 seviyesinden, metalin radyasyon aktivitesi nedeniyle tekrar yükselmeye başlar.

Plütonyum, çalışılan tüm aktinoidler (şu anda), 150 um cm (22 ° C'de) arasında en yüksek elektrik direncine sahiptir. Bu metal düşük erime noktasına (640 ° C) ve alışılmadık derecede yüksek kaynama noktasına (3,227 ° C) sahiptir. Erime noktasına daha yakın olan sıvı plütonyum, diğer metallere kıyasla çok yüksek bir viskoziteli gösterge ve yüzey gerilimine sahiptir.

Radyoaktivitesi sayesinde, plütonyum dokunuşa kadar sıcak. Termal pompada büyük bir plütonyum parçası, su kaynama noktasından daha büyük bir sıcaklığa ısıtılır! Ek olarak, radyoaktivitesi nedeniyle, zamanla plütonyum kristal kafesindeki değişikliklere uğrar - 100 K'ın üzerindeki sıcaklıktaki artış nedeniyle kendini tahrik nedeniyle bir tür tavlama vardır.

Plütonyumda çok miktarda tüm altropik modifikasyonların varlığı, faz geçişleri nedeniyle işleme ve haddeleme işleminde zor metal yapar. Alfa formunda doksan dördüncü bir elemanın, dökme demir içeren özelliklere benzer olduğunu zaten biliyoruz, ancak, plastik malzemeye dönüşmek ve dönüşecek bir özelliğe sahiptir ve daha yüksek sıcaklık aralıklarında bir dövme β-form oluşturur. Δ-formda plütonyum genellikle 310 ° C ila 452 ° C arasındaki sıcaklıklarda kararlıdır, ancak düşük pürüzlü alüminyum, seryum veya galyum içeriği tarafından katlanırsa oda sıcaklığında bulunabilir. Bu metallerle alaşımdayken, kaynak sırasında plütonyum kullanılabilir. Genel olarak, Delta Formu, Güç ve Alüminyum'a yakın dövme yeteneği için daha belirgin metal özelliklere sahiptir.

Kimyasal özellikler

Doksan dördüncü elemanın kimyasal özellikleri, periyodik sistemde - uranyum ve neptalda öncüllerinin özelliklerine büyük ölçüde benzerdir. Plütonyum oldukça aktif metaldir, +2 ila +7 arasında oksidasyon derecelerine sahip bileşikler oluşturur. Sulu çözeltilerde, eleman aşağıdaki oksidasyon derecelerini gösterir: PU3 + olarak PU (III) (asidik sulu çözeltilerde bulunur, hafif mor rengi vardır); PU4 + (Çikolata Gölgesi) olarak PU (IV); PUO2 + (Hafif Solution) olarak PU (V); PUO22 + (Hafif Turuncu Solüsyon) ve PUO53- (Yeşil Çözüm) olarak PUO22 + (Hafif Turuncu Solüsyon) ve PU (VII) olarak.

Ayrıca, bu iyonlar (PUO53-) hariç, aynı anda, yerelleştirilmiş ve deloksalize edilmiş bir elektron orbital bölgesinde bulunan 5F elektronların varlığı ile açıklanan dengede aynı anda çözeltide olabilir. PH 5-8'de, PU (IV), diğer değerler arasında (oksidasyon dereceleri) en kararlı olan hakimdir. Tüm oksidasyon derecelerinin plütonyum iyonları hidroliz ve kompleksasyona eğilimlidir. PU5 + 'da bu tür bileşikleri oluşturma yeteneği

Kompakt plütonyum yavaş yavaş havada oksitlenir, iris oksit iris ile kaplanmıştır. Aşağıdaki plütonyum oksitler bilinmektedir: PUO, PU2O3, PUO2 ve PU2O3 - PU4O7 (Bertolides) aşaması. Çok az miktarda nem varlığında, oksidasyon ve aşındırılmış hızı önemli ölçüde artmaktadır. Metal, az miktarda ıslak havaya yeterince maruz kalırsa, plütonyum dioksit yüzeyinde (PUO2) oluşturulur. Oksijen eksikliği ile, dihidriti oluşabilir (PUH2). Şaşırtıcı bir şekilde, plütonyum (örneğin, argon) su buharı, kuru havadan veya saf oksijenden çok daha hızlı olan bir atıl gaz atmosferinde (örneğin, argon) pas ile kaplanmıştır. Aslında, bu gerçeğin açıklaması kolaydır - oksijenin doğrudan etkisi, plütonyumun yüzeyinde bir oksit tabakası oluşturur, bu da daha fazla oksidasyonu önleyen, nem varlığı gevşek bir oksit ve hidrit karışımı üretir. Bu arada, tam olarak böyle bir kaplama sayesinde, metal piroforik olur, yani kendi kendine yakışır, bu nedenle metal plütonyum genellikle bir inert argon veya azot atmosferinde işlenir. Aynı zamanda, oksijen koruyucu bir maddedir ve nemin metal üzerindeki etkisini önler.

Doksan dördüncü eleman asitler, oksijen ve çiftleri ile reaksiyona girer, ancak alkalilerle değil. Plütonyum, sadece çok asidik ortamlarda (örneğin, hidroklorik asit HCI) içinde çözünür, klorür, hidroklorik asit, bromomomorod,% 72 hidroklorik asit,% 85 H3PO4 ortofosforik asit, konsantre CCL3COOH, sülfamik asit ve kaynama konsantre içerisinde çözündürülmenin de çözünür. Nitrik asit. Çözeltilerde, plütonyumun alkalileri özellikle çözülmez.

Dört valans plütonyum içeren çözeltiler üzerine alkalilere maruz kaldığında, PU (OH) 4 XH2O hidroksit, ana özelliklerle çökeltilir. PUO2 + çözümleri içeren tuzlarda alkalilere maruz kaldığında, PUO2OH Amfoter Hidroksit Düşüyor. Salt - plütonitler, örneğin NA2PU2O6 ile cevaplanır.

Plütonyum tuzları, çözünmeyen plütonyum hidroksit oluşturarak nötr veya alkalin çözeltilerle temasla kolayca hidrolize edilir. Konsantre plütonyum çözeltileri, tortunun sergisine yol açan radyolitik ayrışma nedeniyle kararsızdır.

Doz oluşturan radyonüklidler. Bölüm 5.
Tarih: 03/08/2011
Konu: Sağlık

Doz oluşturucu radyonüklidlerin ana özellikleri verilmiştir. Ana vurgu, radyonüklidlerin potansiyel tehlikesinin sunulması üzerinedir. Güvenlik amacıyla, radyoizotopların vücuttaki ve çevre üzerindeki etkilerinin radyooksik ve radyobiyolojik etkileri göz önünde bulundurulur. Yukarıdakiler daha bilinçli olarak, doz oluşturan radyonüklidlerin radyasyon tehlikesini belirlemeyi mümkün kılar.

11. Ceziy-137

Sezyum (lat. sezyum. - CS, kimyasal element I grubu periyodik MendeleV sistemi, atom numarası 55, atom ağırlığı 132,9054. Latince adında saesius. - Mavi (parlak mavi spektral çizgilerde açık). Alkalin Grubu'ndan Gümüş-Beyaz Metal; kayıp, yumuşak, balmumu gibi; 1.904 g / cm3 yoğunluğu ve bir UD'ye sahiptir. Ağırlık 1.88 (15ºС), TL - 28.4ºС. Havada yanıcı, su ile bir patlama ile reaksiyona girer. Ana Mineral - Pollosit.

34 Kütoz numaralarına sahip sezyum izotopları 114-148, sadece bir (133 cs) kararlı, gerisi radyoaktif değildir. Doğada sezyum-133'ün izotopik prevalansı yaklaşık% 100'dür. 133 CS dağınık elemanları ifade eder. Küçük miktarlarda, dış ortamın hemen hemen tüm nesnelerinde bulunur. Clark (ortalama) Nükled içeriği, yer kabuğundaki - 3.7 ∙% 10-4, toprakta - 5 ∙% 10%. Sezyum, bitki ve hayvan organizmalarının kalıcı bir mikroelemesidir: yaşayan bir fitomasta, insan vücudunda% 10 -6 miktarında, yaklaşık 4 g. Cesium-137'nin vücudundaki tek tip dağılımıyla Muhteşem bir dozun 1 BC / KG gücünün spesifik bir aktivitesine sahip olan kişi, çeşitli yazarlara göre, 2.14'ten 3.16 μg / yıl arasında değişmektedir.

Doğada, bu gümüş beyaz alkalin metal, stabil bir CS-133 izotopu şeklinde bulunur. Bu, ortalama 3,7 ∙% 10'luk kabuğundaki ortalama içeriğe sahip nadir bir unsurdur. Normal, doğal sezyum ve bağlantıları radyoaktif yapmayın. Radyoaktif sadece yapay olarak elde edilen izotop 137 CS. Uzun ömürlü radyoaktif sezyum izotopu 137 CS, Nuclei 235 U ve 239 PU'yu yaklaşık% 7 verimle bölünürken oluşur. Radyoaktif çürüme ile, 137 CS, maksimum 1173 KEV enerjisine sahip elektronlar yayar ve kısa ömürlü bir γ-yayan nüklid 137m ba (Tablo 18) dönüşür. Kimyasal aktiviteli alkali metaller arasında en yükseğe sahiptir, sadece mühürlü vakumlu ampullerde saklamak mümkündür.

Tablo 18.
Cesia-137'nin ana özellikleri

İzotop	Ana görünüm radyasyon	Yarı ömür, t 1/2	UV'nin değeri Su , BK / DM 3	Sularda (Min-Max), BK / DM'de OA'nın doğal varyasyonları 3
137 cs. (+ 137m ba)	β (E β MAX \u003d 1173 KEV); Γ (e Γ \u003d 661 KEV)		11.0 (NRB-99) 8.0 (SANPINE 2.3.2.560-96)	n ∙ 10 -3 - n ∙ 10 -2

Metal sezyumlar fotoseller ve foto-kültülerde fotoseller ve fotomeultiplistlerde ve lüminesanslı tüplerde bir alıcı olarak kullanılır. CESE çiftler - MHD jeneratörlerinde, gaz lazerlerinde çalışma sıvısı. Sezyum bileşikleri, gece görüş optik ve cihazlarında kullanılır.

Nükleer fisyon reaksiyonunun ürünlerinde, 137 C'ün en tehlikeli olduğu, önemli miktarda ayrışmış sezyum radyonüklidleri vardır. Kirlilik kaynağı radiokimyasal bitkiler olabilir. Cesium-137 çevredeki emisyonlar, esas olarak nükleer enerji işletmelerinde nükleer testler ve kazaların bir sonucu olarak ortaya çıkar. 1981'in başında, ortamda etkin olan 137 CS'nin toplam aktivitesi 960 PBC'ye ulaştı. Kuzey ve Güney Yarımküre'deki kirliliğin yoğunluğu ve dünyadaki ortalama olarak sırasıyla 3.42 idi; 0.86 ve 3.14 KBK / m2 ve eski SSCB topraklarında ortalama - 3.4 KBK / m2.

1957'de Güney Urallarındaki kaza kazalarının, radyoaktif atık deposunun bir termal patlaması ve radyonüklidler, 0,2 PBC 137 CS de dahil olmak üzere toplam 74 PBC'nin toplam aktivitesi ile atmosfere radyonüklidler alınmıştır. 1957'de İngiltere'deki Wyndskayle'deki RHH'deki bir yangında, 46 TBK 137 CS olan 12 pbc radyonüklidler gerçekleşti. Cumhuriyetteki Güney Urallarındaki Mayak İşletmesinin Radyoaktif Atıklarının Teknolojik Deşarjı. 1950'de Tur, 137 CS 12.4 PBC de dahil olmak üzere 102 PBC idi. Radyonüklidlerin taşkın yatağından çıkarılması. 1967'deki Güney Urallarındaki Karachay 30 TBK'DAN HAZIRLANMIŞTIR. 137 CS 0,4 TBK için hesaplandı.

Gerçek bir felaket 1986'daydı. Çernobil nükleer santralde (Çernobil): 1850 PBC radyonüklidleri yok edilen reaktörden atıldı ve radyoaktif sezyum payı için 270 PBC. Radyonüklidlerin yayılması gezegensel bir ölçek aldı. Ukrayna'da, Belarus'ta ve Rusya Federasyonu'nun merkez ilçesinde, BDT'ye yerleşmiş olan toplam radyonüklidlerin yarısından fazlası. Tıbbi ve teknolojik amaçlar için radyoaktif sezyum kaynaklarının ihmalkar depolanması sonucu dış ortamın kirlenmesi durumları vardır.

Cesium-137, gama flawectoskopi, ölçüm cihazlarında, malign tümörlerin tedavisi için radyoterapide gıda, tıbbi preparatların ve ilaçların radyasyon sterilizasyonu için kullanılır. Sezyum-137, sezyum klorür formunda kullanıldığı radyoizotop akım kaynaklarının üretiminde kullanılır (3.9 g / cm yoğunluğu) 3 , enerji yaklaşık 1.27 w / cm 3 ).

Cesium-137, opak bunkerlerdeki dökme maddelerin sınırlayıcı seviyelerinin sensörlerinde kullanılır. Cesium-137, radyoaktif kobalt-60 üzerinden bazı avantajlara sahiptir: daha uzun bir yarı ömür ve daha az katı gama radyasyonu. Bu bağlamda, 137 CS'ye dayanan cihazlar daha dayanıklıdır ve radyasyon koruması daha az hantal. Bununla birlikte, bu avantajlar sadece daha kısa bir yarı ömür ve katı gama radyasyonu olan bir safsızlık olmaması için gerçekleşir.

Geniş dağıtım, bir-radyasyon kaynağı olarak alındı. Tıpta, sezyum kaynakları, radyum ile birlikte, terapötik γ-cihazlarda ve intramsan ve şerit gama terapisi için cihazlarda kullanılır. 1967'den bu yana, sezyum-137 atomunun ana halinin iki ultra ince seviyesi arasındaki geçişin fenomeni, ana zaman ölçüm birimlerinden birini - saniyelerden birini belirlemek için kullanılır.

Radizese 137 CS, son derece teknojenik radyonüklid, çalışma altındaki ortamdaki varlığı nükleer silahların testleri ile veya nükleer teknolojiler kullanılarak ilişkilidir. 137 CS - β-γ-yayan sezyum radyoizotop, biyosferin teknojenik radyoaktif kontaminasyonunun ana bileşenlerinden biri. Nükleer fisyon reaksiyonlarının bir sonucu olarak oluşur. Radyoaktif falaflarda, deşarjlarda, radyoaksik bitki atıklarında bulunur. OA 137 CS içme suyunda 11bq / dm 3 veya 8 bk / dm 3 seviyeleri ile sınırlıdır.

137 CS jeokimyasal bir özelliği, doğal sorbentleri çok sıkıca geciktirme yeteneğidir. Sonuç olarak, OPS'ye girerken, faaliyeti kirlilik kaynağından çıkarılarak hızla azalır. Doğal sular, Weigon ve alt çökeltilerle 137 C'ün emilimi nedeniyle nispeten hızlı bir şekilde kendi kendini temizler.

Sezyum, tarım bitkilerinde ve özellikle tohumlarda biriktirilebilir. En yoğun şekilde sulu ortamdan ve bitkiye yüksek hızdan gelir. Potaslı gübrelerin toprağında yapmak ve sevgi dolu, sezyumların bitkiler tarafından emilimini önemli ölçüde azaltır ve daha güçlü olan potasyumun payı daha yüksektir.

Biriktirme katsayısı, tatlı su algleri ve Kuzey Kutbu Arazi bitkilerinde (özellikle, likenler), dünyanın hayvanından - yayınladıkları YAGEL'in üzerinde Ren Geyiği'nde. Cesium-137 canlı organizmalarının içi, özellikle solunum ve sindirim organlarından nüfuz eder. Bu nükled, esas olarak 10 ug / gün miktarında yiyeceklerle birlikte gelir. Vücuttan çoğunlukla idrarla atılır (ortalama 9 μg / gün). Sezyum, bitki ve hayvanların vücudunun kalıcı bir kimyasal mikrobükülasyonudur. Memeliler organizmasındaki ana sezyum sürücüsü - kaslar, kalp, karaciğer. Sezyumun yaklaşık% 80'i gövdeye düştü, kaslarda, iskelette% 8, kalan% 12'si diğer dokularda eşit olarak dağıtılır.

Cesium-137, esas olarak böbrekler ve bağırsaklardan atılır. Bir kişi için birikmiş sezyum-137'nin yarı araştırılmasının biyolojik dönemi, 70 güne eşit olarak kabul edilir (Uluslararası Radyolojik Koruma Komisyonuna göre). Türev sürecinde, düşük bağırsak bölümlerinde kan içine önemli miktarda sezyum yeniden emilir. Bağırsakta sezyum emilimini azaltmak için etkili bir araç, nüklidiyi aşırı formda bağlayan ferrosiyanür sorbent'tir. Ek olarak, nüklidin çıkarılmasını hızlandırmak için doğal boşaltma işlemlerini uyarır, çeşitli kompleksler kullanılır.

İnsanlarda radyasyon lezyonlarının gelişimi, doz yaklaşık 2 g veya daha fazla emilirken beklenebilir. 148, 170 ve 740 MBK'daki dozlar, ışık, orta ve şiddetli lezyon derecesine karşılık gelir, ancak radyasyon reaksiyonu zaten MBC'nin birimleri altında belirtilmiştir.

137 CS, organlar ve dokular tarafından eşit şekilde dağılmış olan radyoaktif maddelerin grubuna aittir, çünkü bu nedenle, nüklidlerin radyo toksisitesi üzerindeki orta tehlikeye işaret eder. Gıda zincirleriyle vücuda potasyum ile birlikte nüfuz etme yeteneğine sahiptir.

İnsan vücudundaki ana sezyum alımının ana kaynağı - hayvan kökenli nüklid yemekleri ile kirlenmiştir. Bir litre inek sütündeki radyoaktif sezyum içeriği, nüklid, keçi ve koyunların günlük gelişiminin% 0.8-1.1 oranında ulaşır -% 10-20. Bununla birlikte, esas olarak hayvan kas dokusunda biriktirilir: 1 kg inek, koyun, koyun, domuz ve tavuklar, günlük sezyum alımından 4.8, 20 ve% 26 (sırasıyla) içerir. Tavuk yumurtalarının proteininde, daha az% 1.8-2.1'dir. Büyük miktarlarda bile, sezyum hidrobiontların kas dokularında birikir: 1 kg tatlı su balığının aktivitesi, 1000'den fazla su aktivitesini 1000'den fazla (deniz ile) geçebilir.

Rusya'nın nüfusu için ana sezyum kaynağı - süt ve tahıl ürünleri (Çernobylum - süt ve et için bir kazadan sonra), Avrupa ve ABD ülkelerinde, sezyum esas olarak süt ve et ürünleri ve tahıl ile daha az gelir ve sebze. Bu şekilde yaratılan sabit iç ışınlama, bu izotopa dış maruziyetten önemli ölçüde daha fazla zarar verir.

Aktiviteyi ölçmek için yayınlanan teknikler, β-radyasyonuna göre 137 CS, numunenin radyo brikik hazırlığı ve diğer β-yayıcıların müdahale etkisini ortadan kaldırmak için sezyum salınımını yüksek saflıkta salınır. 137 CS belirlemek için modern yöntemler, bir kural olarak, GAMMA radyasyonunun 661.6 KEV enerjisi ile kaydedilmesindedir. 1-10 BQ / KG (veya BC / DM 3) olan enstrümantal, düşük belirleme sınırına (STK'lar) ayrılırlar ve ön kimyasal zenginleştirme yöntemleri (10 -2 M.Ö. / kg'a kadar olan NOP). Seyreltilmiş çözeltilerden 137 cs konsantrasyonu için, en sık nikel, bakır, çinko, demir, kobalt, kalsiyum, kalsiyum, magnezyum veya sorbent-kollektörleri tarafından kullanılır.

12. Plütonyum

Plütonyum (plütonyum.) PU - MendeleV elemanlarının periyodik sisteminin periyodik bir sisteminin yapay bir radyo kimyasal elemanı, bir transturanon elemanı aktinoidlere aittir. İlk nüklid 238 PU, 1940'ta açıldı. T.Siborg (G.Seaborg), E.M. MAK Millan (EM McMillan), J.E. Bannedy (Jekennedy) ve A.Ch.Valom (A.Ch.wahl). 1941 baharında, çalışanları olan Siforg, 239 U ağır hidrojen çekirdeğinin (diyetonun) ışınlanması sırasında oluşan 239 NP'nin bozulduktan sonra, bir çeyrek mikrogram 239 PU tespit edildi. Uranyum ve Neptal'ın ardından, yeni unsur, 1930'da Pluto Planets'in onuruna adını aldı. 24 Ağustos 2006 arasında, uluslararası astronomik birliğin kararı ile Pluto artık güneş sisteminin bir gezegeni değildir. Yunan mitolojisinde Pluto (o yardımcısı) - ölülerin krallığı tanrısı.

PU Plütonyum en tehlikeli ağır metaldir. 232'den 246'ya, çoğunlukla α-yeminli 15 radyoaktif izotopu vardır. Dünyada bu elemanın sadece izleri ve sadece uranyum cevherlerinde. Tüm plütonyum izotoplarının T½ değeri, dünyanın yaşından çok daha azdır ve bu nedenle tüm primer plütonyum (oluşumu sırasında gezegenimizde bulundu) tamamen çöktü. Bununla birlikte, 239 PU'lık önemsiz miktarlar sürekli olarak 239 NP'de, yani, uranyumun nötronlar (örneğin kozmik radyasyon nötronları) nükleer reaksiyonu ile ortaya çıkan 239 NP'de sürekli olarak oluşturulur.

Bu nedenle, plütonyum izleri, bu gibi mikroskobik miktarlarda (10.4-15 kısım PU, 0.4-15 kısım PU), uranyum cevherlerinden ekstraksiyonu hakkında konuşamazlar. Nükleer testlerin bir sonucu olarak yaklaşık 5000 kg atmosfere serbest bırakıldı. Bazı tahminlere göre, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki toprak, KM2'de radyoaktif yağıştan falafından ortalama 2 milyon (28 mg) plütonyum içermektedir. Bu, insan elinin yaratılmasının tipik bir ürünüdür; Uranyum-238'den, Uranus-239, Neptün-239 ve Plütonium-239'a dönüşen uranyum-238'den nükleer reaktörlerde elde edilir.

Plütonium-238, -240, -242 izotopları malzemelere bölünmez, ancak yüksek enerjili nötronların etkisi altına bölünebilir (bölünebilir). Bir zincir reaksiyonunu koruyamazlar (Plütonium-240 hariç). 32 PU - 246 PU izotopları elde edilir; Termonükleer bombaların füzyon patlaması ürünleri arasında 247 PU ve 255 irin. En istikrarlı, 244 PU'yu artırıyor (a-çürüme ve spontan bölünme, T 1/2\u003d 8.2 · 10 7 yıl, Atomik Ağırlık 244.0642). Kırılgan gümüş-beyaz metal formunda. Termonükleer bombaların patlamalarından sonra toplanan tozlarda 247 PU ve 255 irin izotopları bulunur.

Nükleer araştırma ve ABD'de nükleer endüstrinin yaratılması için, sonrasında ve SSCB'de, büyük güçler ve fonlar atıldı. Kısa sürede plütonyumun nükleer ve fizikokimyasal özellikleri incelenmiştir (Tablo 19). Plütonyum tabanlı ilk nükleer şarj, 16 Temmuz 1945'te Alamogordo Poligon'da (deneme başlığı) üflendi. SSCB'de, 239 PU elde etme konusundaki ilk deneyler 1943-1944'te başlamıştır. Akademisyenlerin rehberliğinde i.v. Kurchatova ve v.g. Chlopine. İlk defa, SSCB'deki plütolar, uranyum ışınlanmış nötrondan izole edildi. 1945'te ve 1949'da, ilk radyocimik tahsis tesisi SSCB'de çalışmaya başladı.

Tablo 19.
En önemli izotoplar plütonyumun nükleer özellikleri

Nükleer Özellikler	Plütonyum-238.	Plütonyum-239.	Plütonium-240.	Plütonyum-241.	Plütonyum-242.
Yarı ömür, yıllar
Etkinlik, Ki / g
Radyoaktif çürüme türü	alfa çürüğü	alfa çürüğü	alfa çürüğü	beta çürüğü	alfa çürüğü
Radyoaktif çürüme enerjisi, MEV

Not. Tüm plütonyum izotopları zayıf gamma yayıcılardır. Plütonium-241, Amerity-241'e dönüşüyor (Güçlü Gama Yeminli)

Sadece iki plütonyum izotop endüstriyel ve askeri amaçlarla pratik kullanımlara sahiptir. Neptün-237'den nükleer reaktörlerde elde edilen plütonyum-238, kompakt termoelektrik jeneratörler üretmek için kullanılır. Bir atomik çekirdek plütonium-238 çürümesinde altı milyon elektron volt piyasaya sürülür. Kimyasal reaksiyonda, aynı enerji birkaç milyon atomun oksidasyonu sırasında ayırt edilir. Bir kilogram plütonyum-238 içeren elektrik kaynağında, 560 MW'lık termal gücü gelişmektedir. Kimyasal akım kaynağının ağırlığı ile aynı olan maksimum güç 5 W'dir.

Benzer enerji özelliklerine sahip çok az sayıda yayıcı vardır, ancak bir plütonyum-238 tuhaflığı bu izotopu vazgeçilmez hale getirir. Genellikle, alfa çürüğü, maddenin en büyük kalınlığına nüfuz eden güçlü bir gama radyasyonu eşlik eder. 238 PU - İstisna. Çekirdeğinin çürümesine eşlik eden GAMMA QUANTA'nın enerjisi, küçüktür, kolaydır: radyasyon ince duvarlı bir kap tarafından emilir. MALA ve bu izotopun çekirdeklerinin kendiliğinden bölünmesinin olasılığı. Bu nedenle, yalnızca mevcut kaynaklarda değil, aynı zamanda tıpta da uygulanmış bulundu. Plutonim-238 pil, 5 yıla ve daha fazlasına ulaşan özel kardiyak uyarıcılarda bir enerji kaynağı olarak hizmet eder.
Plütonyum-berilyum alaşımı, nötronların laboratuvar kaynağı olarak çalışır. PU-238 izotop, uzayda araştırma aparatında bir dizi atom termoelektrik enerji jeneratöründe bulunur. Uzun ömür ve yüksek termik güç nedeniyle, bu izotop neredeyse sadece, örneğin, Mars'ın yörüngelerinde uçan tüm cihazlarda kozmik ritimle kullanılır.

Tüm izotopların, PU-239 en ilginç, yarı ömrü 24110 yıldır. Fissile bir malzeme olarak, 239 PU yaygın olarak atom reaktörlerinde nükleer yakıt olarak kullanılmaktadır (bölünme sırasında serbest bırakılan enerji 1 g. 239 PU, 4000 kg kömürün yanması sırasında, nükleer silahların ("silah plütonium" olarak adlandırılan) ve atomik ve termonükleer bombalarda, ayrıca hızlı nötronlar ve atomik reaktörler üzerindeki nükleer reaktörlerin yanı sıra, nükleer silahların yanı sıra ısıya eşdeğer. sivil ve araştırma yerlerinin. Plütonyumun α-radyasyonunun kaynağı, 210 PO ile birlikte, endüstride, özellikle elektrostatik ücretlerin giderilmesi cihazlarında yaygın olarak kullanılmıştır. Bu izotop kullanılır ve enstrümantasyonun bir parçası olarak kullanılır.

Plütonyumun birçok özel özelliğine sahiptir. Manganez hariç, en düşük elektriksel iletkenlik, tüm metallerin en düşük termal iletkenliğine sahiptir. Sıvı fazında en viskoz metaldir. Erime noktası -641 ° C; Kaynama noktası -3232 ° C; Yoğunluk - 19.84 (alfa aşamasında). Bu, uranyumdan çok daha fazlası olan son derece elektronik, kimyasal olarak aktif bir elemandır. Hızlı bir şekilde kirli, bir gökkuşağı filmi (bir gökkuşağı yağ filmi gibi), ilk önce açık sarı, zamanla koyu mor bir mora geçirerek. Oksidasyon oldukça büyükse, yüzeyinde bir zeytin-yeşil oksit tozu belirir (PUO 2). Plütonyum hevesle oksitlenir ve küçük nem varlığında bile hızlıca aşındırıcıdır.

Plütonyumun sıcaklığını değiştirirken yoğunluktaki en güçlü ve doğal olmayan değişikliklere tabi tutulur. Plütonyum, katı halde altı farklı aşamaya (kristalin yapılar), diğer herhangi bir elementten daha fazlası vardır.

Nükleer endüstride oksijen, karbon ve florlu plütonyum bileşikleri kullanılır (doğrudan veya ara maddeler olarak). Metal plütonyum nitrik asit içinde çözülmez, ancak plütonyum dioksit sıcak konsantre nitrik asit içinde çözülür. Bununla birlikte, uranyum dioksitli (örneğin, nükleer reaktörlerin egzoz yakıtı) ile katı bir karışımda, uranyum dioksitin içinde çözüldüğünden, nitrik asitte plütonyum dioksitin çözünürlüğü artar. Bu özellik nükleer yakıtın işlenmesinde kullanılır (Tablo 20).

Tablo 20.
Plütonyum bileşikleri ve kullanımları

Plütonyum bileşikleri	Uygulama
PUO 2 Plütonyum Dioksit	Nükleer reaktörler için yakıt olarak kullanılan uranyum dioksit (UO 2) ile karışımda
Plütonyum Karbür (PUC) DICARBIDE PLUTONIUM (PUS 2) Trucarbide Plütonyum (PUC 3)	Potansiyel olarak kardeş reaktörler için yakıt olarak kullanılabilir (çarpanlar)
Plütonyum triflorür (PUF 3) Tetrafluoride Plütonyum (PUF 4)	Metal plütonyum üretiminde ara bileşiklerdir
Plütonyum Nitratlar - PU (NO 3) 4 ve PU (No 3) 3	Kullanılmamış. Ürün geri dönüşüm ürünleridir (plütonyumdan harcanan nükleer yakıttan çıkarırken)

Başlıca Plütonyum Bileşikleri: PUF 6 (düşük kaynar sıvı; UF 6'dan termal olarak anlamlı derecede daha az stabil, katı puo 2 oksit, pUC karbür ve pun nitrür, uygun uranyum bileşikleri olan karışımlarda nükleer yakıt olarak kullanılabilir.

İyonizasyon alarmları veya radyoizotop duman göstergeleri gibi radyoizotop cihazları en büyük yayılım elde edildi. Mekanik işleme ile plütonyum kolayca aerosoller oluşturur.

Doğada, NP-239'un β-çürüğünde, noktalarda uranyum-238 nükleer reaksiyonda meydana gelir (örneğin, kozmik radyasyonun nötron). Endüstriyel üretim PU-239 ayrıca bu reaksiyona dayanır ve atom reaktörlerinde meydana gelir. Plütonyum-239, uranyum-238'in ışınlanmasında bir nükleer reaktörde oluşan ilk bu işlemdir, daha fazla daha ağır plütonyum izotopları meydana gelir. Plütonyum-239, fisyon ürünlerinden kimyasal olarak ayrılmalı ve kalan uranyum kalmalıdır. Bu işlem yeniden işleme denir. Tüm izotoplar aynı sayıda proton ve farklı - nötronlara sahip olduğundan, kimyasal özellikleri (kimyasal özellikler çekirdeğin içindeki protonların sayısına bağlıdır) aynıdır, bu nedenle izotopları kimyasal yöntemlerin yardımıyla bölmek çok zordur.

PU-239'un uranyumdan, Neptün ve yüksek basınçlı fisyon ürünlerinden sonraki ayrılması, radyoakimik yöntemlerle radyoakimik fabrikalar üzerinde gerçekleştirilir (eş-ekstraksiyon, ekstraksiyon, diğer diğer borsalar) Metal plütonyum genellikle geri yükleme PUF 3, PUF 4 tarafından elde edilir. veya PUO 2 çift baryum, kalsiyum veya lityum.

Daha sonra, nötronların atomik reaktörlerdeki etkisiyle ayrılma kabiliyetini ve kritik bir kitle (7 kg) varlığında kendi kendine sürdürülebilir bir zincir reaksiyonu kabiliyeti, atomik ve termonükleer bombalarda, ana bileşen. Α-modifikasyonunun kritik kütlesi 5.6 kg'dır (4,1 cm çapında bir top). 238 PU, uzun ömürlü olan atomik elektrikli pillerde kullanılır. Plütonyum izotopları, transputonyum elemanların (AM, vb.) Sentezi için hammaddelerdir.

PU-239 nötronlarının bulunması, PU-241 izotopunun yanı sıra PU-239, PU-239'un bölündüğü ve enerji elde etmek için kullanılabileceği bir izotop karışımı elde edilebilir. Bununla birlikte, 14.4 yılın yarısı ömrü, devam etmeye devam etmesine izin vermez, ayrıca çürümüş, 432.8 yılın yarısı ömrü olan küçük bir AM-241 (a-, γ-radyoaktif) oluşturur. Her 14 yılda bir çevresin etrafında, ortamdaki AM-241 miktarı ikiye katlanır. Diğer transuran elemanları gibi, geleneksel γ-spektrometrik ekipman karmaşık ve oldukça spesifik ve pahalı algılama yöntemleri gibi tespit edin. Nükleer özellikler üzerindeki PU-242 izotopu, PU-241 izotopunun çürümesiyle elde edilen uranyum-238, AM-241 gibidir, duman dedektörlerinde kullanılmıştır.

Amerika-241, yanı sıra diğer transturan elemanları (Neptün, Kaliforniya ve diğerleri), ekolojik olarak tehlikeli bir radyonüklid, vücudun iç ışınlamasına neden olan ağırlıklı olarak a-yayan bir elemandır.

Dünyada biriken plütonyum fazlasıyla yeterli. Hem savunma hem de enerji için üretimi kesinlikle gerekli değildir. Bununla birlikte, SSCB'de var olan 13 kişiden, Silahlar Plütonyum Üreten Reaktörler Plütonyum 3: Onlardan Serserk'te çalışmaya devam ediyor. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki son reaktör 1988'de durduruldu.

Plütonyum kalitesi, içinde izotopların yüzdesi ile belirlenir (plütonyum-239 hariç) (Tablo 21).

Eylül 1998'de, OK Ridge Ulusal Laboratu (ORNL) izotopik departmanı tarafından kurulan plütonyum fiyatları aşağıdaki gibidir: Plütonium-238 başına 8.25 $ / mg (% 97 saflık); Plütonyum-239 başına 4.65 $ / mg (\u003e% 99,99); Plütonyum-240 başına 5.45 $ / mg (\u003e% 95); Plütonium-241 (\u003e% 93) başına 14.70 $ / mg ve Plütonium-242 başına 19.75 $ / mg.

Tablo 21.
Plütonyum Kalitesi

ABD Enerji Bakanlığı tarafından geliştirilen kalitedeki plütonyumun bu sınıflandırması oldukça keyfidir. Örneğin, yakıt ve reaktör plütonyumundan, askeri amaçlar için bir silahtan daha az uygun, bir nükleer bomba yapılabilir. Radyolojik silahlar oluşturmak için herhangi bir kalitenin plütonyumu uygulanabilir (radyoaktif maddeler nükleer patlamanın uygulanmasından dolayı püskürtülürse).

Sadece 60 yıl önce, yeşil bitkiler ve hayvanlar kompozisyonlarında plütonyum içermedi, şimdi atmosferde 10 tona kadar. Yaklaşık 650 ton atom enerjisi ve 300 tondan fazla askeri üretim. Tüm plütonyum üretiminin önemli bir kısmı Rusya'da bulunmaktadır.

Biyosferde bulma, plütonyum biyokimyasal döngüler de dahil olmak üzere, yeryüzünün yüzeyinde göç eder. Plütonyum deniz organizmalarıyla konsantre edilir: biriktirme katsayısı (yani, gövdedeki konsantrasyonların ve dış ortamda konsantrasyonların oranı) algler için 1000-9000'dir, plakton (karışık) - Yumuşaklıklar için - 380'e kadar Deniz yıldızı - yaklaşık 1000, kaslar, kemikler, karaciğer ve mide balığı için - sırasıyla 5.570, 200 ve 1060. Yer Bitkileri, çoğunlukla kök sisteminden plütonyum emer ve kütlelerinin% 0.01'ini biriktirir. 70'lerden. 20. yüzyıl, plütonyumun biyosferin radyoaktif kontaminasyonunda oranı artıyor (plütonyum nedeniyle deniz omurgasızlarının ışınlanması, 90 SR ve 137 CS'den daha büyük hale gelir). Açık rezervuarlarda 239 irin ve iş tesislerinin havası için MPC sırasıyla 81.4 ve 3.3 ּ 10 -5 BQ / L'dir.

Plütonyumun havadaki davranışı, güvenli depolama ve üretim sürecinde kullanım koşullarını tanımlar (Tablo 22). Plütonyum oksidasyonu, insanların sağlığına riski oluşturur, çünkü sabit bir bileşik olan plütonyum dioksit, nefes alırken akciğerlere kolayca girer. Spesifik aktivitesi, uranyumdan 200 bin kat daha yüksektir, yanı sıra, vücudun plütonyumdan plütonyumdan kurtulması, insan yaşamında pratik olarak ortaya çıkmaz.

Plütonyumun Biyolojik Yarı Yıldönümü dönemi, kemik dokusunda 80-100 yaşındadır, konsantrasyonu orada neredeyse sabittir. Karaciğerin yarı ömrü 40 yaşında. Şelatlı katkı maddeleri plütonyumun çıkarılmasını hızlandırabilir.

Tablo 22.
Plütonyumun özelliklerini havada değiştirme

Form ve Çevre Koşulları	Plütonyum reaksiyonu
Metal çubuklar oda sıcaklığında	Nispeten inert yavaş oksitler
Metal tozu oda sıcaklığında	Hızlı bir şekilde eğitim ile reaksiyona girer plütonyum dioksit (PUO 2)
Küçük Taşlama Tozu: d. parçacıkları ile<1 мм и d>1 mm sS parçacıkları D\u003e 1 mm	Keyfi olarak odaklanmış: sırasıyla 150 ° C ve 500 ° C sıcaklıkta
Yüksek sıcaklık ve nemde	Eğitim ile reaksiyona girer plütonyum dioksit (PUO 2)

Plütonyum "nükleer zehir" olarak adlandırılır, insan vücudundaki izin verilen içeriği nanogramlar tarafından tahmin edilmektedir. Uluslararası Radyolojik Koruma Komisyonu (MCRZ), 280 nanogramda yıllık bir emilim oranı kurmuştur. Bu, profesyonel ışınlama için, havadaki plütonyum konsantrasyonunun 7 pikoküriyi / m3'ü geçmemesi gerektiği anlamına gelir. PU-239 (profesyonel personel için) 40 nanokuri (0.56 mikrogram) (0.56 mikrogram) (0.56 mikrogram) ve 16 nanokuri (0.23 mikrogram) için maksimum maksimum konsantrasyon (0.23 mikrogram).

Küçük kokulu veya çözünmüş bir malzeme olarak 500 mg plütonyum emilimi, sindirim sisteminin akut ışınımından birkaç gün veya hafta boyunca ölüme neden olabilir. 100 mg plütonyumun solunması, 1-3 mikron ışık boyutunda tutun için optimal parçacıklar formunda, 1-10 gün içinde yayan sekizinci ölümden ölüme neden olur. 20 mg dozunun solunması, bir ay boyunca fibrozdan ölüme yol açar. Dozlar için, kronik bir kanserojen etkisi birçok daha küçük değerleri gösterir.
Yaşam boyunca, bir yetişkin için akciğer kanseri geliştirme riski, vücuttaki plütonyum sayısına bağlıdır. 1 mikrogram plütonyumdaki alım, kanser gelişiminin% 1'ini (normal kanser olasılığı% 20) temsil eder. Buna göre, 10 mikrogram kanser riskini% 20 ila% 30 artırır. 100 mikrogram veya daha fazla giriş, akciğer kanserinin (genellikle birkaç on yıl sonra) gelişimini garanti eder, ancak akciğer hasarı kanıtı birkaç ay içinde görünebilir. Dolaşım sistemine nüfuz ederse, demir içeren dokularda konsantre edilmesi muhtemel olacaktır: kemik iliği, karaciğer, dalak. 1.4 mikrogram bir yetişkinin kemiklerini düzenlerse, sonuç olarak, bağışıklık bozulur ve birkaç yıl kanser geliştirebilir.

Gerçek şu ki, PU-239'un bir α-yayıcıdır ve biyolojik dokudaki α-partikülünün her biri, kısa vadeli, hasarlı hücreleri boyunca 150 bin çift iyon, çeşitli kimyasal dönüşümler üreten 150 bin çift iyon oluşturur. 239 PU, saçma bir dağıtım türüne sahip maddelere aittir, çünkü sadece kemik iskeletinde değil, aynı zamanda karaciğerde de birikir. Kemiklerde çok iyi tutulur ve kemik dokusundaki değişim süreçlerinin yavaşlığı nedeniyle pratik olarak vücuttan çıkarılmaz. Bu nedenle, bu nüklid en zehirli kategoriye aittir.

Vücutta olmak, plütonyum bir kişi için kalıcı bir α-radyasyon kaynağı haline gelir, kemik tümörlerine, karaciğer kanseri ve lösemi, kanama bozuklukları, osteosarkom, akciğer kanseri, bu nedenle en tehlikeli kanserojenlerden biri (Tablo 23).

Bibliyografi

1. Tikhonov M.N., Muratov O.E., Petrov e.l. İzotoplar ve Radyasyon Teknolojileri: Gerçekliği kavrar ve geleceğe bakın // çevre uzmanlığına bakın. Obz.inf., 2006, №6, s. 38--99. - M., Viniti yaraları.
Tikhonov M.N., Muratov O.E., Petrov e.l. İzotoplar ve Radyasyon Teknolojileri: Gerçekliği kavrar ve geleceğe bakın // çevre uzmanlığına bakın. Obz.inf., 2006, №6, s. 38--99. - M., Viniti Ras.2. Bazhenov V.A., Buldaakov L.A., Vasilenko i.ya. ve diğerleri. Zararlı kimyasallar. Radyoaktif maddeler: Referans Edition // Ed. V.a. Filova ve diğer: Kimya, 1990. - 464 s.
3. Kimyasal ansiklopediler: 5 ton // ch. ed. Zephyrov n - M.: Büyük Rus Ansiklopedisi, 1995. - T. 4, s. 153-154 (Radyum), s. 282 (Rubidium), s. 283 (Ruthenium), s. 300 (kurşun), s. 560 (TechNesium), s. 613 (toryum); 1999. - T. 5, s. 41 (Uranyum), s. 384 (zirkonyum).
4. Kimyasal ansiklopediler: 5 tonda. // ch. ed. Knunyantz i.l. - m.: Sovyet ansiklopedi, 1990.- T.1, s. 78 (Actinis), s. 125 (Emerizations), s. 241 (baryum); T. 2, s. 284 (Potasyum), s. 286 (California), s.414 (Kobalt), s. 577 (LANTANT); 1992. T. 3, s. 580 (plütonyum).
5. NESMEYANOV A.N. Radyoçemy. - m.: Kimya, 1978. - 560 s.
6. Shirokov Yu.m., Yudin N.P. Nükleer Fizik. - M., Science, 1980.
7. Kozlov v.f. Radyasyon Güvenliği Referansı. - 5. ed., Pererab. ve Ekle. - m.: Energoatomizdat, 1999. - 520 p.
8. Moiseev A.A., Ivanov v.i. Dozimetri ve radyasyon hijyeni referansı. - M .: Energoatomizdat, 1992. - 252 s.
9. Kirillov v.f., Knitnikov V.A., Korenkov I.P. Radyasyon hijyeni // ed. L.a. İlina. - m.: Tıp, 1988. - 336 s.
10. RYZHANOV L.P. Radyoekolojinin genel ve bölgesel sorunları. - Tomsk: TPU, 1997. - 384 s.
11. BANNAL K. Nadir Radyoaktif Elemanların Kimyası. Poloniy - Actinia: Per. İngilizceden // ed. YU.V. Gagarinsky. - M.: Forers Evi Yayınları. lit-ry. - 256 s.
12. Gusev N.G., Rubtsov P.M., Kovalenko V.V., Kolobashkin V.V. Fisyon Ürünlerin Radyasyon Özellikleri: Dizin. - m.: Atomizdat, 1974. - 224 s.
13. Çevredeki transuran elemanları // ed. BİZE. Hanson: per. İngilizceden - m.: Mir, 1985. - 344 s.
14. A.A. anlamına gelir. Dünyanın kabuğunda uranyum ve toryum. - l .: NEDRA, 1974. - 232 s.
15. İyonlaştırıcı radyasyon: kaynaklar ve biyolojik etkiler. BM Bilim Komitesi, Atomik Radyasyonun (NCDAR) eylemindedir. Genel Kurul'da 1982 Raporu. T.1. - New York, UN, 1982. - 882 p.
16. İyonize radyasyonun kaynakları, etkileri ve tehlikesi // BM bilimsel komitesinin Raporu, 1988'de Genel Kurul tarafından atomik radyasyonun eylemi üzerine. - m.: Mir, 1992. - 1232 s.
17. Vasilenko I.Y. Nükleer fisyon ürünlerinin toksikolojisi. - m.: Tıp, 1999. - 200 p.
18. İsrail Yu.a., Stukin E.D. Gama - radyoaktif birikintilerin radyasyonu. - m.: Atomizdat, 1967. - 224 s.
19. Aleksakhin R.M., Arkhipov N.P., Vasilenko i.ya. Biyosferde ağır doğal radyonüklidler. - m.: Bilim, 1990. - 368 s.
20. KIMILUTSKY D.A. ve diğerleri. İyonize radyasyonun biyojenoz üzerindeki etkisi. - m.: Hydrometeoisdat, 1977. - 320 p.
21. Buldaakov L.A. Radyoaktif maddeler ve adam. - m.: Energoatomizdat, 1990 - 160 s.
22. Rasener L.S. Radyoaktif aerosoller // ed. A.N. Martynyuk. - M .: Energoatomizdat, 2001. - 230 s.
23. Zhuravlev v.f. Radyoaktif maddelerin toksikolojisi. - M .: Energoatomizdat, 1990. - 336 s.
24. Moiseev A.A. Cesium-137. Çevre - Adam. - m.: Energoatomizdat, 1985. - 121 p.
25. Tikhonov M.N., Muratov O.E. Alternatif nükleer yakıt döngüsü: İhtiyaç ve alaka düzeyi // endüstriyel üretim ekolojisi, 2009, Vol. 4, s. 40-48.
26. Aleksakhin R.M., Vasilyev A.V., Dicarev V.G. ve diğerleri. Tarım radyoekolojisi. - M., Ekoloji, 1991.
27. Chalov P.i. Doğal uranyumun izotopik fraksiyonlaması. - FRUNZE: ILIM, 1975.
28. Pilipenko A.T. Sodyum ve potasyum // ilköğretim kimyasının el kitabı. - 2. ed. - Kiev: Naukova Dumka, 1978, s. 316-319.
29. Tikhonov M.N. Radon tehlikesi: kaynaklar, dozlar ve çözülmemiş sorular // çevre uzmanlığı. Obz.inf., 2009, hayır 5, s. 2-108. - M., Viniti yaraları.
30. GUDSEENKO V.V., DUBINCHUK V.T. Doğal sularda radyum ve radon izotopları. - m.: Bilim, 1987. - 157 s.
31. Martynyuk Yu.n. Radyasyon işareti üzerindeki içme suyunun kalitesi // henri, 1996, №1, s. 64-66.
32. Borisov N.B., Ilyin L.A., Margulis U.Y. ve Polonyum-210 // Ed ile çalışırken diğer radyasyon güvenliği. İ.v. Petryanova ve L.A. İlina. - m.: Atomizdat, 1980. - 264 s.
33. Radyo-beta radyometrik yönteminin doğal sularında polonyum-210 volumetrik aktivitesinin ölçümlerini gerçekleştirme yöntemleri ve radyo beta radyometrik yönteminin doğal sularında. - M., 2001.
34. Gusev N.G., Belyaev V.A. Biyosferdeki radyoaktif emisyonlar: el kitabı. - M .: Energoatomizdat, 1991. - 255 s.
35. Bolsunovsky A.YA. Rusya ve çevre kirliliğinde nükleer malzeme üretimi. - Kitapta: "Sırrı" eziyetsiz atom: bakış açıları. - Moskova-Berlin, 1992, s. 9-29.
36. Fedorova E.A., Ponomareva R.P., Milakina l.a. Davranışın kalıpları 14 C, AIR // ekolojisinde, 1985, No. 5, s. 24-29.
37. Ponomareva R.P., Milakina l.a., Savina v.i. Yerel emisyon kaynağı koşullarında bir kişinin yiyecek zincirlerinde karbon-14 davranışları // nükleer endüstrisi: çevre ve halk sağlığı / ed. L.a. Buldaakova, S.N. Demin. - M., 1988, s. 240-249.
38. RUBLLEVSKY V.P., GOLEZTSKY S.P., KIRDIN G.S. Biyosferde radyoaktif karbon. - m.: Atomizdat, 1979. - 150 s.
39. Artemova N.E., Bondarev A.A., Karpov V.i., Kurdyumov B.S. et diğ. Atmosferin yüzey tabakasında radyoaktif ve zararlı kimyasalların izin verilen emisyonları. - m.: Atomizdat, 1980. - 235 p.
40. DEMIN S.N. "Mayak" alanında karbon-14 problemi // radyasyon güvenliği, 2000, №1, s. 61-66.
41. Sahars A.D. Radyoaktif Karbon Nükleer Patlamalar ve Anlaşmalı Biyolojik Etkiler // Atom Enerjisi, 1958, T. 4, №6, s. 576-580.
42. Sakharov. Radyoaktif Karbon Nükleer Patlamaları ve Kaba Olmayan Biyolojik Etkiler // Bilim ve Genel Güvenlik, 1991, T. 1, №4, s. 3-8.
43. Hermansky A.M. Danimarka'da atmosferik radyokarbon ve mortalite. İnternet Dergisi "Ticari Biyoteknoloji", 2005.
44. Evans E. Trityum ve Bileşikleri. - M., Atomizdat, 1970.
45. Lensky l.a. Trityum fiziği ve kimyası. - M., Atomizdat, 1981.
46. \u200b\u200bBeloveodsky L.F., Gaeva V.K., Grishmanovsky v.i. Trityum. - M., Atomizdat, 1985.
47. Andreev B.M., Zelvensky Y.D., KATALNIKOV S.G. Nükleer teknolojideki ağır hidrojen izotopları. - M., Atomizdat, 1987.
48. Leenson I.A. Kimyada 100 soru ve cevap. - M., AST-ASTREL, 2002.
49. Dubasov Yu.v., Okunev N.S., Pakhomov S.A. 2007-2008 yıllarında Rusya'nın Kuzey-Batı bölgesinde Radyonüklidler Xenon ve Krypton-85'i izleme. // sb. III interddes Nükleer Forum 22-26 Saint. 2008 - SPB .: Nou DPO "Atomprof", 2008, s. 57-62.
50. Ksenzenko v.i., Stasinovich D.S. Brom, iyot ve bileşiklerinin kimyası ve teknolojisi. 2. ed. - m.: In.Lit., 1995. - 562 s.
51. REZNAL K. Kimya Selena, Telllur ve Polonia. - M., 1971.
52. Metodik talimatlar MU 2.6.1.082-96. Çevrenin nesnelerinde iyot-129 içeriğinin tanımının sonuçlarına göre tiroid bezi iyot-131'in iç maruziyetinin dozunun değerlendirilmesi (onaylandı. Milletvekili. Milletvekili. Milletvekilinin Ana Devlet Sıhhi Doktoru 24, 1996).
53. Gavrilin Yu.i., Volkov V.YA., Makarenkova I.I. İyodin-131'in retrospektif restorasyonu, Rusya'nın Bryansk bölgesinde, 2008'deki tanımın sonuçlarına dayanarak, topraktaki iyodin-129'un içeriği // Radyasyon Hijyen, 2009, Vol. 2, No. 3 , s. 38-44.
54. Vasilenko I.Y., Vasilenko Oi. Strontium radyoaktif // Enerji: Ekonomi, Teknik, Ekoloji, 2002, №4, s. 26-32.
55. Vasilenko i.ya. Radyoaktif Cesium-137 // Nature, 1999, №3, s. 70-76.
56. Plütonyum Ekonomisi: Çıktı veya kilitlenme. Çevrede plütonyum // sost. Mironova n.i. - Chelyabinsk, 1998. - 74 s.
57. Blumetal U.B. Kimya zirkonyum. - M., 1963.
58. Pertsov L.A. Biyosferin iyonlaştırılması. - m.: Atomizdat, 1973. - 288 s.
59. Popüler kimyasal elementlerin kütüphanesi. Kn.2. Silver-nielsborii ve daha fazla. - 3. ed. - m.: Bilim, 1983. - 573 s.
60. Ogorodnikov b.i. Toron ve bağlı ortaklıkları inhalasyon ışınımı // ATOT Yurtdışında Atom Tekniği, 2006, №6, s. 10-15.
61. Yarmonenko S.P. Adam ve hayvanın radyobiyolojisi. - m.: Yüksek okul, 1988.-424 s.
62. BABAV N.S., DEMIN V.F., ILYIN L.A. et al. Nükleer güç, insan ve çevre / ed. Acad. A.P. Alexandrova. - M .: Energoatomizdat, 1984. - 312 s.
63. Abramov Yu.v. et al. Üretim koşullarında NRB -99'un gereksinimlerine göre organ ve dokuların dış ışınlama dozlarının belirlenmesi // aşırı durumların tıbbı, 2000, No. 3 (6), S.55-60.
64. Aleksakhin R.M., Buldaakov L.A., Gubanov V.A. ve diğerleri. Büyük radyasyon kazaları: sonuçları ve koruyucu önlemler / toplam altında. ed. L.a.ilina ve v.a. Gubanova. - m.: Publis, 2001. -752 s.
65. Mashkovich V.P., Kudryavtseva A.V. İyonlaştırıcı radyasyona karşı koruma: Dizin, 4. ed. - M .: Energoatomizdat, 1995.
66. Radyasyon tıbbı. T.2. Adamın radyasyon lezyonları / toplamın altında. ed. Acad. Ramne l.a.ilina. -M.: Ekstralar, 2001. -432 s.

Plutonia Açıklaması

Plütonyum (Plütonyum), gümüş rengin ağır bir kimyasal elemanıdır, periyodik olarak PU sembolü tarafından gösterilen bir atom numarası 94 olan bir radyoaktif metaldir.

Bu elektronizatif aktif kimyasal element, 244.0642 atom kütlesine sahip bir aktinoid grubu ile ilgilidir ve aynı adın gezegeninin onuruna adını alan Neptün gibi, bu kimyasal, öncekilerden bu yana Gezegen Pluto'ya aittir. Mendeleev'in kimyasal elementlerinin periyodik tablosundaki radyoaktif elemanın, galaksimizin uzak alan gezegenlerinden sonra da adlandırılmış olan Neptün'dir.

Plütonyumun kökeni

Plütonyum elemanı İlk defa, 1940 yılında California Üniversitesi'nde, Siborg, E. Macmillan, Kennedy, A. Walkh'teki bir grupta radyolog ve bilimsel araştırmacı tarafından açıldı. hidrojen çekirdeği.

Aynı yılın Aralık ayında, bilim adamları açıldı plütonya izotop - Yarı ömrü 90 yıldan fazla olan PU-238, en karmaşık nükleer kimyasal reaksiyonların etkisi altında, başlangıçta bir Neptün-238 izotopu elde ettiği tespit edildi, ardından izotop oluşumu zaten plütonyum-238..

1941'in başlarında, bilim adamları açıldı plütonyum 239. 25.000 yıllık bozulma süresi ile. Plütonyum izotopları çekirdeğinde farklı nötron içeriğine sahip olabilir.

Öğenin saf bağlantısı sadece 1942'nin sonunda alabildi. Her seferinde radyologlar yeni bir izotop keşfetti, her zaman izotopların yarı ömrünün dönemlerini ölçtüler.

Şu anda, toplam 15, zamanla farklılık gösteren plütonyum izotopları peniyografi dönemi. Bu unsur, yüksek umutların ilişkili, beklentileri, ancak aynı anda, insanlığın ciddi kaygıları olduğu içindir.

Plütonyum, örneğin uranyumdan çok daha büyük bir aktiviteye sahiptir ve en pahalı teknik olarak önemli ve önemli kimyasal doğanın önemli maddelerine aittir.

Örneğin, bir plütonyum gramın maliyeti birden fazla gramdan birkaç kez veya başka hiçbir zaman değerli metal değildir.

Üretim, plütonyum üretimi maliyet olarak kabul edilir ve zamanımızdaki bir gram metalin maliyeti 4.000 ABD Doları cinsindendir.

Plütonyum nasıl geçiyor? Plütonyum üretimi

Kimyasal elemanın üretimi, uranyumun karmaşık kimyasal-teknolojik birbirine bağlı işlemlerin etkisi altında ayrıldığı atomik reaktörlerde meydana gelir.

Uranyum ve plütonyum, atomik (nükleer) yakıt üretimindeki ana bileşenlerdir.

Çok sayıda radyoaktif eleman elde etmeniz gerekiyorsa, harcanan atomik yakıt ve uranyum ışınımından elde edilebilecek transuranyonel eleman ışınlama yöntemi kullanılır. Karmaşık kimyasal reaksiyonların akışı, metalin uranyumdan ayırmasını sağlar.

Orta ayrışma ürünleri olan Plütonyum-238 ve Armory Plütonium-239'u elde etmek için, dulling-237 nötronları kullanın.

İZOTOP'un en uzun süren "uzun ömürlü" versiyonu olan plütonyum-244'ün önemsiz derecede küçük bir parçası olan, büyük olasılıkla andan itibaren korunmuş bir seryum cevherindeki çalışmalar sırasında keşfedilen Dünya gezegenimizin oluşumunun. Doğada doğal biçimde, bu radyoaktif eleman oluşmaz.

Plütonyumun ana fiziksel özellikleri ve özellikleri

Plütonyum, sadece saflaştırılmış biçimde parlayan, gümüş rengin oldukça ağır bir radyoaktif kimyasal elemanıdır. Atomik metal metal plütonyum 244 a'ya eşit. yemek.

Yüksek radyoaktivitesi nedeniyle, bu eleman dokunuşa kadar sıcaktır, su kaynatıldığında sıcaklık göstergesini aşan bir sıcaklığa kadar ısınabilir.

Plütonyum, oksijen atomlarının etkisi altında, hızlı bir şekilde kararır ve başlangıçta açık sarı ve sonra doymuş veya kahverengi gölge bir gökkuşağı ince film ile kaplanır.

Güçlü oksidasyon ile, elemanın yüzeyine dayanır - PUO2 tozu. Bu tür kimyasal metal, küçük bir nem seviyesinde bile güçlü oksidasyon ve korozyon işlemlerine tabidir.

Metal yüzeyi korozyonu önlemek ve oksitlemek için kurutmanın gereklidir. Plütonya fotoğrafı Aşağıda görebilirsiniz.

Plütonyum, tetravalent kimyasal metalleri, iyodiyol-hidrolik maddelerde, asit ortamlarında, örneğin, klor, asit ortamlarında hızlı bir şekilde çözünür.

Metal tuzları, çözünmeyen plütonyum hidroksit oluşturarak nötr bir reaksiyon, alkalin çözeltileri olan ortamlarda hızlı bir şekilde nötralize edilir.

Plütonyum eritmenin 641 derece santigrat olduğu sıcaklık, kaynama noktası 3230 derecedir.

Yüksek sıcaklık modlarının etkisi altında, metal yoğunluğundaki doğal olmayan değişiklikler meydana gelir. Plütonyum farklı aşamalara sahiptir, altı kristal yapıya sahiptir.

Aşamalar arasında geçerken, elemanın hacminde önemli değişiklikler meydana gelir. En yoğun form elemanı, altıncı alfa aşamasında (geçişin son aşaması), bu durumda daha ağır metal, Neptün, Radyum'dur.

Erime ederken, elemanın güçlü bir sıkışması meydana gelir, böylece metal su ve diğer agresif olmayan sıvı ortamların yüzeyinde tutulabilir.

Bu radyoaktif elemanın kimyasal metallerin grubuna ait olması gerçeğine rağmen, eleman oldukça uçuyor ve kapalı bir alanda, kısa bir süre içinde artar ve birkaç kez havada konsantrasyonunu arttırır.

Metalin ana fiziksel özellikleri şunlardır: düşük bir derece, tüm mevcut ve bilinen kimyasal elementlerin ısıl iletkenliği seviyesi, düşük bir elektrik iletkenliğinin, bir plütonyumun sıvı halinde, en viskoz metallerinden birini ifade eder.

Herhangi bir plütonyum bileşiğinin toksik, zehirli ve aktif alfa radyasyonu nedeniyle meydana gelen insan vücudu için ciddi bir ışınlama tehlikesini temsil etmesine dikkat etmeye değer, bu nedenle tüm işlerin son derece dikkatlice ve sadece özel kostümlerle kimyasal korumalı özel kostümlerle gerçekleştirilmelidir. .

Özellikler hakkında daha fazla bilgi, benzersiz bir metalin kökenli teorileri kitapta bulunabilir. Obrucheva "Plütonya" Yazar V.A. Obruchev, okuyucuları dünyanın derinliklerinde bulunan muhteşem Plutonium ülkesinin muhteşem ve eşsiz dünyasına dalmaya davet ediyor.

Plütonyum uygulaması

Endüstriyel kimyasal element, silah ve reaktörü ("enerji") plütonyumda sınıflandırma alışılmıştır.

Böylece, mevcut tüm izotoplardan nükleer silahların üretimi için, sadece plütonyum 239'a izin verilir, bu nedenle,% 4,5 plütonyum 240'dan fazla olmamalıdır, çünkü kendiliğinden bölünmeye karşı duyarlıdır, bu da mücadele kabukları üretmeyi zorlaştırır.

Plütonyum-238. Örneğin, alan teknolojisi için enerji kaynağı olarak, küçük boyutlu radyoizotop kaynaklarının elektrik enerjisi kaynaklarının işleyişi için kullanıma uyar.

Birkaç yıl önce, plütonyumlar pasemakilerde tıpta kullanılmıştır (kalp ritmini korumak için cihazlar).

Dünyada yaratılan ilk atom bombası bir plütonyum şarjı vardı. Nükleer plütonyum (PU 239), enerji reaktörlerinin işleyişini sağlamak için nükleer yakıt olarak talep edilir. Bu izotop ayrıca reaktörlerde transputonyum elemanları elde etmek için bir kaynak görevi görür.

Saf bir metalle bir nükleer plütonyum ile bir karşılaştırma varsa, izotop daha yüksek metal parametreleri vardır, bir geçiş fazına sahip değildir, bu nedenle yakıt elemanları elde etme işleminde yaygın olarak kullanılır.

Plütonyum İzotop Oksitler 242, kozmik ölümcül birimler, teknisyenler, Twuelh'de güç kaynağı olarak da talepte bulunmaktadır.

Zırh plütonium - Bu, PU239 izotopunun en az% 93'ünü içeren kompakt bir metal biçiminde temsil edilen bir unsurdur.

Bu tip radyoaktif metal, çeşitli nükleer silah türlerinin üretimi hakkında kullanılır.

Nötronların yakalanmasının bir sonucu olarak doğal veya düşük zenginleştirilmiş uranyum üzerinde çalışan özel endüstriyel atom reaktörlerinde silah plütonium.

Bu metal değerli, ancak güzellik için değil, fakat vazgeçilmezlik için. Periyodik MendeleV sisteminde, bu eleman 94 numaralı bir hücreyi alır. Bilim adamlarının en büyük umutlarını bağladıkları ve insanlık için en tehlikeli metalleri aradıkları plütonlardır.

Plutonius: Açıklama

Görünüşe göre, bu gümüş beyaz bir metaldir. Radyoaktif ve örneğin, farklı yarı ömürlere sahip olan 15 izotop şeklinde gösterilebilir:

PU-238 - yaklaşık 90 yıl
PU-239 - Yaklaşık 24 Bin Yıl
PU-240 - 6580 yıl
PU-241 - 14 YIL
PU-242 - 370 Bin Yıl
PU-244 - yaklaşık 80 milyon yıl

Bu metal, uranyumun radyoaktif dönüşümünün bir ürünü olduğu için cevherden çıkarılamaz.

Plütonyum nasıl geçiyor?

Plütonyum üretimi, yalnızca atom reaktörlerinde yapılabilen uranyum bölünmeyi gerektirir. Eğer dünyanın kabuğundaki PU elemanın varlığı hakkında konuşursak, sadece 1 gram saf plütonyum 4 milyon tondur uranium cevheri olmalıdır. Ve bu gram, uranyum çekirdeğinin doğal nötron yakalanmasıyla oluşturulur. Böylece, bu nükleer yakıtı (genellikle - izotop 239-pu) elde etmek için, birkaç kilogram miktarında, bir atom reaktöründe karmaşık bir teknolojik işlem yapmak gerekir.

Plütonyumun Özellikleri

Radyoaktif metal plütonyum aşağıdaki fiziksel özelliklere sahiptir:

19.8 g / cm 3 yoğunluğu
erime noktası - 641 ° C
kaynama noktası - 3232 ° C
termal İletkenlik (300 K) - 6.74 W / (E · K)

Plütonyum radyoaktif, dokunuşa kadar sıcak. Aynı zamanda, bu metal için, en düşük termal iletkenlik ve elektriksel iletkenlik karakteristikdir. Sıvı plütonyum, mevcut tüm metallerin en viskozudur.

Plütonyum sıcaklığındaki en ufak bir değişiklik, maddenin yoğunluğunda anlık bir değişikliğe yol açar. Genel olarak, plütonyum kütlesi sürekli değişir, çünkü bu metalin çekirdekleri daha küçük çekirdeklere ve nötronlara sürekli bir bölüm halindedir. Kritik plütonyum kütlesi, bölünmelerin akışının (zincir nükleer reaksiyonu) mümkün olmadığı, ayrılabilir maddenin minimum kütlesi olarak adlandırılır. Örneğin, kritik cephanelik plütonyum kütlesi 11 kg'dır (karşılaştırma için, çok zenginleştirilmiş uranyumun kritik kütlesi 52 kg'dır).

Uranyum ve Plütonyum - Ana nükleer yakıt. Çok miktarda plütonyum almak için iki teknoloji kullanılır:

uranyum ışınlaması
harcanan yakıttan elde edilen transuran elemanların maruz kalması

Her iki yöntem de, kimyasal reaksiyonun bir sonucu olarak plütonyum ve uranyumun ayrılmasıdır.

Saf plütonyum-238 elde etmek için, nöbetlik-237'nin nötron ışınımı kullanılır. Aynı izotop, Silah Plütonium-239'un oluşturulmasında, özellikle de bir ara çürüme ürünüdür. 1 milyon dolar - tam olarak çok fazla 1 kg Plütonium-238 için fiyattır.