Plutonium

Plutonium (Pu), radioaktivt kemiskt grundämne från actinoidserien i det periodiska systemet, atomnummer 94. Det är det viktigaste transuranelementet på grund av dess användning som bränsle i vissa typer av kärnreaktorer och som ingrediens i kärnvapen. Plutonium är en silverfärgad metall som får ett gult anfall i luft.

Britannica Quiz

118 namn och symboler i det periodiska systemet Quiz

Det periodiska systemet består av 118 grundämnen. Hur väl känner du till deras symboler? I den här frågesporten får du se alla 118 kemiska symboler, och du måste välja namnet på det kemiska grundämne som varje symbol representerar.

Grundämnet upptäcktes för första gången (1941) som isotopen plutonium-238 av de amerikanska kemisterna Glenn T. Seaborg, Joseph W. Kennedy och Arthur C. Wahl, som framställde den genom deuteronbombning av uran-238 i den 152 cm (60 tum) stora cyklotronen i Berkeley, Kalifornien. Grundämnet fick sitt namn efter den dåvarande planeten Pluto. Spår av plutonium har senare hittats i uranmalm, där det inte är urtida utan naturligt producerat genom neutronbestrålning.

Alla plutoniumisotoper är radioaktiva. Den viktigaste är plutonium-239 eftersom den är klyvbar, har en relativt lång halveringstid (24 110 år) och lätt kan framställas i stora mängder i bridreaktorer genom neutronbestrålning av rikligt förekommande men icke klyvbart uran-238. Den kritiska massan (den mängd som spontant exploderar när den sammanförs) måste beaktas vid hantering av mängder som överstiger 300 gram (2/3 lb). Den kritiska massan för plutonium-239 är endast ungefär en tredjedel av den kritiska massan för uran-235.

Plutonium och alla grundämnen med högre atomnummer är radiologiska gifter på grund av deras höga alfautsläppshastighet och deras specifika absorption i benmärgen. Den maximala mängden plutonium-239 som kan bibehållas på obestämd tid i en vuxen person utan betydande skada är 0,008 mikrocurie (motsvarande 0,13 mikrogram ). De långlivade isotoperna plutonium-242 och plutonium-244 är värdefulla inom kemisk och metallurgisk forskning. Plutonium-238 är en alfastrålande isotop som avger en försumbar mängd gammastrålar; den kan tillverkas för att utnyttja värmen från det radioaktiva sönderfallet för att driva termoelektriska och termioniska apparater som är små, lätta och långlivade (halveringstiden för plutonium-238 är 87,7 år). Den kraft som produceras från plutonium-238 alfasönderfall (cirka 0,5 watt per gram) har använts för att ge rymdfarkoster elektrisk kraft (radioisotoptermoelektriska generatorer ) och för att ge värme till batterier i rymdfarkoster, t.ex. i Curiosity-rovern.

Plutonium uppvisar sex former som skiljer sig åt i kristallstruktur och densitet (allotroper); alfaformen existerar vid rumstemperatur. Det har den högsta elektriska resistiviteten av alla metalliska grundämnen (145 mikrohm-centimeter). Det är kemiskt reaktivt, löser sig i syror och kan existera i fyra oxidationstillstånd som joner med karakteristisk färg i vattenlösning: Pu3+, blå-lavendel, Pu4+, gulbrun, PuO2+, rosa, PuO22+, gul eller rosa-orange och Pu7+, grön. Mycket många föreningar av plutonium har framställts, ofta med utgångspunkt i dioxiden (PuO2), den första föreningen av något syntetiskt grundämne som separerades i ren form och i vägbara mängder (1942).

.