Plutónium

Britannica kvíz

118 név és szimbólum a periódusos rendszerben kvíz

A periódusos rendszer 118 elemből áll. Mennyire ismered a szimbólumaikat? Ebben a kvízben mind a 118 kémiai szimbólumot megmutatjuk neked, és ki kell választanod annak a kémiai elemnek a nevét, amelyet mindegyik jelképez.

Az elemet először (1941-ben) a plutónium-238 izotópként Glenn T. amerikai kémikusok mutatták ki. Seaborg, Joseph W. Kennedy és Arthur C. Wahl, akik az urán-238 deuteronbombázásával állították elő a kaliforniai Berkeley 152 cm-es (60 hüvelykes) ciklotronjában. Az elemet az akkori Plútó bolygóról nevezték el. A plutónium nyomait később megtalálták az uránércekben, ahol nem őseredeti, hanem természetes úton, neutronsugárzással keletkezett.

A plutónium minden izotópja radioaktív. A legfontosabb a plutónium-239, mert hasadóanyag, viszonylag hosszú felezési ideje van (24 110 év), és könnyen előállítható nagy mennyiségben tenyésztőreaktorokban a bőséges, de nem hasadó urán-238 neutronsugárzásával. A 300 grammot (2/3 fontot) meghaladó mennyiségek kezelésénél figyelembe kell venni a kritikus tömeget (azt a mennyiséget, amely spontán felrobban, ha összeadódik). A plutónium-239 kritikus tömege csak körülbelül egyharmada az urán-235-nek.

A plutónium és minden magasabb atomszámú elem radiológiai mérgező, mivel nagymértékű alfa-kibocsátásuk és a csontvelőben való specifikus felszívódásuk miatt. A plutónium-239 maximális mennyisége, amely egy felnőttben jelentős károsodás nélkül korlátlan ideig fenntartható, 0,008 mikrocurie (ami 0,13 mikrogrammnak felel meg ). A hosszabb élettartamú plutónium-242 és plutónium-244 izotópok értékesek a kémiai és kohászati kutatásokban. A plutónium-238 alfa-sugárzó izotóp, amely elhanyagolható mennyiségű gamma-sugárzást bocsát ki; gyártható úgy, hogy a radioaktív bomlás hőjét termoelektromos és termionikus eszközök működtetésére használják fel, amelyek kicsik, könnyűek és hosszú élettartamúak (a plutónium-238 felezési ideje 87,7 év). A plutónium-238 alfa-bomlásából származó energiát (grammonként körülbelül 0,5 watt) űrhajók elektromos energiaellátására (radioizotópos termoelektromos generátorok ) és az űrhajók akkumulátorainak hőellátására használták, például a Curiosity roverben.

A plutóniumnak hat, kristályszerkezetében és sűrűségében eltérő formája van (allotrópok); az alfa-forma szobahőmérsékleten létezik. A fémelemek közül ennek van a legnagyobb elektromos ellenállása (145 mikrohm-százalékos). Kémiailag reaktív, savakban oldódik, és vizes oldatban négy oxidációs állapotban létezhet jellegzetes színű ionokként: Pu3+, kék-liláslila; Pu4+, sárgásbarna; PuO2+, rózsaszín; PuO22+, sárga vagy rózsaszín-narancs; és Pu7+, zöld. A plutóniumnak nagyon sok vegyületét állították már elő, gyakran a dioxidból (PuO2) kiindulva, amely az első olyan szintetikus elem, amelyet tiszta formában és mérhető mennyiségben sikerült elkülöníteni (1942).