خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

همه ایزوتوپ ها رادیواکتیو هستند.

ایزوتوپ های عنصر

عدد اتمی Z	عدد جرمی A	جرم اتمی در u	فرکانس که در ٪	نوع تابش و انرژی بر حسب MeV	نیمه عمر
94	238	238,049	به صورت مصنوعی	α: 5.499	86 a
	239	239,052	به صورت مصنوعی	α: 5.157	2.44 x 104 a
	240	240,053	به صورت مصنوعی	α: 5.168	6.6 x 103 a
	241	241,056	به صورت مصنوعی	β : 0.02	ساعت 13.0
	242	242,058	به صورت مصنوعی	α: 4.901	3.8 x 105 a
	244	244,064	به صورت مصنوعی	α: 4.589	8 × 107 a

طرح سطح انرژی

خواص بیشتر

پلوتونیوم شش تغییر مختلف را تشکیل می دهد. آنها می توانند تحت شرایط خاصی به یکدیگر تبدیل شوند. پلوتونیوم یک فلز سنگین سفید نقره ای و پرتوزا است. پلوتونیوم سنگین ترین عنصر طبیعی است. پلوتونیوم یکی از اکتینیدها است. در ترکیبات خود، تقریباً تمام حالت های اکسیداسیون از II تا VII را تشکیل می دهد که حالت IV پایدارترین است. پلوتونیوم یک فلز پایه و بسیار واکنش پذیر است. یک لایه اکسید به سرعت روی سطح در هوا تشکیل می شود. در اسید هیدروکلریک، اسید هیدرویدیک و اسید پرکلریک حل می شود. از conc. به دلیل غیرفعال شدن، توسط اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید استیک یخچالی مورد حمله قرار نمی گیرد. در دماهای بالاتر، پلوتونیوم مستقیماً با غیر فلزات مانند هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و کربن ترکیب می شود و ترکیبات پلوتونیوم دوتایی را تشکیل می دهد.

کشف

در دسامبر 1940، پلوتونیوم به طور مصنوعی توسط گروه کاری SEABORG، McMILLAN، KENNEDY و WAHL در ایالات متحده تولید شد و به وضوح در قالب ایزوتوپ Pu شناسایی شد. پس از کشف ایزوتوپ نپتونیوم Np، دانشمندان مطمئن شدند که واپاشی β این ایزوتوپ باید ایزوتوپ عنصر 94 را نیز به عنوان ماده دختر ایجاد کرده باشد. اما نتوانستند آن را ثابت کنند. در دسامبر 1940، نمونه‌هایی از ایزوتوپ U با دوترون‌های بسیار شتاب‌دهی شده تحت تابش قرار گرفتند. ایزوتوپ نپتونیوم با عمر کوتاه Np تشکیل شد. افزایش آهسته در فعالیت α نمونه نشان داد که ایزوتوپ Np ابتدا تشکیل شده است. سپس با گسیل β با نیمه عمر 2117 روز به ایزوتوپ 238 عنصر 94 تبدیل شد.ایزوتوپ دوم عنصر 94 زمانی به دست آمد که ایزوتوپ U با نوترون های سریع تابش شد. ARTHUR C. WAHL در فوریه 1941 مدرک روشنی ارائه کرد که اینها ایزوتوپ های عنصر 94 هستند. او موفق شد عنصر 94 را از طریق چندین واکنش ردوکس و بارش جدا کند. در مارس 1942 تصمیم گرفته شد که نام “پلوتونیوم” با نماد شیمیایی “Pu” معرفی شود.

وقوع/تولید

به شکل ایزوتوپ Pu، پلوتونیوم به طور طبیعی در مقادیر بسیار کمی در سنگ معدن اورانیوم وجود دارد، به عنوان مثال. B. در پیچبلند، کارنویت، مونازیت و فرگوسونیت کانادایی. پلوتونیوم طبیعی در سال 1951 از کنسانتره pitchblende کنگو جدا شد. بیشتر پلوتونیومی که در محیط زیست یافت می شود، از جمله موارد دیگر، از انفجار بمب اتمی و آزمایش های تسلیحات هسته ای به دست می آید. پلوتونیوم در مقیاس صنعتی از U به شکل ایزوتوپ شکافت پذیر Pu تولید می شود. برای این منظور از اورانیوم طبیعی استفاده می شود که از ایزوتوپ شکافت ناپذیر U و ایزوتوپ شکافت پذیر U تشکیل شده است. نوترون های لازم در طی شکافت ایزوتوپ U تولید می شوند.

استفاده کنید

ایزوتوپ شکافت پذیر Pu به عنوان منبع انرژی در راکتورهای هسته ای از اهمیت فنی برخوردار است. مونوکاربیدها، نیتریدها و نیتریدهای کربن به عنوان سوخت هسته ای آینده مناسب تر هستند. وجود دارد به عنوان مثال با این حال، در حال حاضر، هنوز هیچ فرآیند تولید اقتصادی وجود ندارد. ایزوتوپ به عنوان منبع انرژی برای ماهواره ها، ایستگاه های فضایی و همچنین در ضربان سازهای قلب استفاده می شود.