Plutonium

Plutonium (Pu), radioaktivní chemický prvek z řady aktinoidů periodické tabulky, atomové číslo 94. Je to nejdůležitější transuranový prvek, protože se používá jako palivo v některých typech jaderných reaktorů a jako složka jaderných zbraní. Plutonium je stříbřitý kov, který na vzduchu získává žlutý nádech.

Britannica Kvíz

118 názvů a symbolů periodické tabulky Kvíz

Periodická tabulka se skládá ze 118 prvků. Jak dobře znáte jejich symboly? V tomto kvízu se vám ukáže všech 118 chemických symbolů a vy budete muset vybrat název chemického prvku, který každý z nich představuje.

První objev tohoto prvku (1941) jako izotopu plutonia-238 provedli američtí chemici Glenn T. S. Seaborg, Joseph W. Kennedy a Arthur C. Wahl, kteří jej vyrobili bombardováním uranu-238 deuterony v cyklotronu o průměru 152 cm (60 palců) v Berkeley v Kalifornii. Prvek byl pojmenován podle tehdejší planety Pluto. Stopy plutonia byly následně nalezeny v uranových rudách, kde není prvotní, ale přirozeně vzniká ozařováním neutrony.

Všechny izotopy plutonia jsou radioaktivní. Nejdůležitější je plutonium-239, protože je štěpný, má relativně dlouhý poločas rozpadu (24 110 let) a lze jej snadno vyrábět ve velkých množstvích ve množivých reaktorech neutronovým ozařováním hojného, ale neštěpného uranu-238. Na rozdíl od plutonia-239 je plutonium-239 velice důležité. Při manipulaci s množstvím přesahujícím 300 gramů (2/3 libry) je třeba vzít v úvahu kritickou hmotnost (množství, které po spojení samovolně exploduje). Kritická hmotnost plutonia-239 je jen asi třetinová ve srovnání s uranem-235.

Plutonium a všechny prvky s vyšším atomovým číslem jsou radiologické jedy kvůli vysoké míře emise alfa a specifické absorpci v kostní dřeni. Maximální množství plutonia-239, které může být neomezeně dlouho udržováno v dospělém člověku bez významného poškození, je 0,008 mikrokurie (což se rovná 0,13 mikrogramu ). Dlouhodobější izotopy plutonia-242 a plutonia-244 jsou cenné v chemickém a metalurgickém výzkumu. Plutonium-238 je izotop emitující záření alfa, který vyzařuje zanedbatelné množství záření gama; lze jej vyrobit tak, aby se využilo jeho teplo radioaktivního rozpadu k provozu termoelektrických a termionických zařízení, která jsou malá, lehká a mají dlouhou životnost (poločas rozpadu plutonia-238 je 87,7 roku). Energie vznikající při alfa rozpadu plutonia-238 (přibližně 0,5 wattu na gram) byla použita k zajištění elektrické energie pro kosmické lodě (radioizotopové termoelektrické generátory ) a k zajištění tepla pro baterie v kosmických lodích, například v roveru Curiosity.

Plutonium vykazuje šest forem lišících se krystalovou strukturou a hustotou (alotropy); alfa forma existuje při pokojové teplotě. Má největší elektrický odpor ze všech kovových prvků (145 mikrohm centimetrů). Je chemicky reaktivní, rozpouští se v kyselinách a ve vodném roztoku může existovat ve čtyřech oxidačních stavech jako ionty charakteristické barvy: Pu3+, modrofialový; Pu4+, žlutohnědý; PuO2+, růžový; PuO22+, žlutý nebo růžovooranžový; a Pu7+, zelený. Bylo připraveno velmi mnoho sloučenin plutonia, často se vychází z oxidu (PuO2), první sloučeniny jakéhokoli syntetického prvku, která byla oddělena v čisté formě a ve váženém množství (1942).

.