Plutonium

Britannica Quiz

118 Navne og symboler i det periodiske system Quiz

Det periodiske system består af 118 grundstoffer. Hvor godt kender du deres symboler? I denne quiz får du vist alle 118 kemiske symboler, og du skal vælge navnet på det kemiske grundstof, som hvert symbol repræsenterer.

Grundstoffet blev første gang opdaget (1941) som isotopen plutonium-238 af de amerikanske kemikere Glenn T. Seaborg, Joseph W. Kennedy og Arthur C. Wahl, som fremstillede den ved deuteronbombardement af uran-238 i 152 cm (60 tommer) cyklotronen i Berkeley, Californien. Grundstoffet blev opkaldt efter den daværende planet Pluto. Der er efterfølgende fundet spor af plutonium i uranmalm, hvor det ikke er uroplageret, men naturligt produceret ved neutronbestråling.

Alle plutoniumisotoper er radioaktive. Den vigtigste er plutonium-239, fordi den er spaltbar, har en forholdsvis lang halveringstid (24.110 år) og let kan fremstilles i store mængder i avlsreaktorer ved neutronbestråling af rigeligt, men ikke-spaltbart uran-238. Der skal tages hensyn til den kritiske masse (den mængde, der vil eksplodere spontant, når den samles) ved håndtering af mængder på over 300 gram (2/3 lb). Den kritiske masse af plutonium-239 er kun ca. en tredjedel af den kritiske masse af uran-235.

Plutonium og alle grundstoffer med højere atomnummer er radiologiske giftstoffer på grund af deres høje alfaemissionshastighed og deres specifikke absorption i knoglemarv. Den maksimale mængde plutonium-239, der kan opretholdes på ubestemt tid i en voksen uden væsentlig skade, er 0,008 mikrocurie (svarende til 0,13 mikrogram ). Isotoperne plutonium-242 og plutonium-244 med længere levetid er værdifulde inden for kemisk og metallurgisk forskning. Plutonium-238 er en alfa-emitterende isotop, der udsender en ubetydelig mængde gammastråler; den kan fremstilles, så dens radioaktive henfaldsvarme kan udnyttes til at drive termoelektriske og termioniske apparater, der er små, lette og langlivede (halveringstiden for plutonium-238 er 87,7 år). Den strøm, der produceres fra plutonium-238 alfa-henfald (ca. 0,5 watt pr. gram), er blevet brugt til at levere elektrisk strøm til rumfartøjer (radioisotoptermoelektriske generatorer ) og til at levere varme til batterier i rumfartøjer, som f.eks. i Curiosity-roveren.

Plutonium udviser seks former, der adskiller sig i krystalstruktur og densitet (allotroper); alfaformen findes ved stuetemperatur. Det har den højeste elektriske resistivitet af alle metalliske grundstoffer (145 mikrohm-centimeter). Det er kemisk reaktivt, opløses i syrer og kan eksistere i fire oxidationstrin som ioner med karakteristisk farve i vandig opløsning: Pu3+, blå-lavendel; Pu4+, gulbrun; PuO2+, lyserød; PuO22+, gul eller lyserød-orange; og Pu7+, grøn. Der er fremstillet meget mange forbindelser af plutonium, ofte med udgangspunkt i dioxin (PuO2), som er den første forbindelse af et syntetisk grundstof, der er blevet udskilt i ren form og i vejbare mængder (1942).