Головна

   Велика Радянська Енциклопедія

Плутоній

   
 

Плутоній (лат. Plutonium), Pu, штучно отриманий радіоактивний хімічний елемент, атомний номер 94; відноситься до актиноїдів . Відкритий в 1940-41 американськими вченими Г. Сиборгом, Е. Макмилланом, Дж. Кеннеді і А. Валем, які отримали ізотоп 238 Pu в результаті опромінення урану ядрами важкого водню - дейтонами. Названий на честь планети Плутон, як і попередники П. в таблиці Менделєєва - уран і нептуній, назви яких також походять від планет Урана і Нептуна. Відомі ізотопи П. з масовими числами від 232 до 246. Сліди ізотопів 247 Pu і 255 Pu виявлені в пилу, зібраної після вибухів термоядерних бомб. Самим довгоживучим ізотопом П. є a-радіоактивний 244 Pu (період напіврозпаду T 1/2 близько 7,5 ? 102 років). Величини T 1/2 всіх ізотопів П. багато менше віку Землі, і тому весь первинний П. (існував на нашій планеті при її формуванні) повністю розпався. Однак незначні кількості 239 Pu постійно утворюються при b-розпаді 239 Np, який, в свою чергу, виникає при ядерній реакції урану з нейтронами (наприклад, нейтронами космічного випромінювання). Тому сліди П. виявлені в уранових рудах.

П. - Блискучий білий метал, при температурах від кімнатної до 640? С (t пл ) існує в шести аллотропних модифікаціях. Аллотропние перетворення П. супроводжуються стрибкоподібними змінами щільності (див. рис. ). Унікальна особливість металевого П. полягає в тому, що при нагріванні від 310 до 480? З він не розширюється, як інші метали, а стискується. Конфігурація трьох зовнішніх електронних оболонок атома Pu 5s 2 5p 6 5d 10 5f 6 6s 2 6p 2 7s 2. Хімічні властивості П. багато в чому схожі з властивостями його попередників в періодичній системі - ураном и нептунієм . П. утворює сполуки зі ступенями окислення від +2 до +7. Відомі оксиди PuO, Pu 2O3, PuO 2 і фаза змінного складу Pu 2O3 - Pu 4O7. У з'єднаннях з галогенами П. зазвичай проявляє ступінь окислення +3, але відомі також галогеніди PuF 4, PuF 4 і PuCl 4. У розчинах П. існує в формах Pu 3 + , Pu 4 + , PuO 2+ (плутоноіл - іон), PuO 2 2 + (плутоній - іон) і PuO 5 3 - , що відповідають ступеням окислення від +3 до +7. Зазначені іони (крім PuO 5 3 - ) можуть перебувати в розчині одночасно в рівновазі. Іони П. всіх ступенів окислення схильні до гідролізу і комплексоутворення.

З усіх ізотопів П. найбільш важливий a-радіоактивний 239 Pu (T 1/2 = 2,4 ? 10 4 років). Ядра 239 Pu здатні до ланцюгової реакції поділу під дією нейтронів, тому 239 Pu можна використовувати як джерело атомної енергії (енергія, що звільняється при розщепленні 1 г 239 Pu, еквівалентна теплоті, що виділяється при згорянні 4000 кг вугілля). В СРСР перші досліди з отримання 239 Pu були розпочаті в 1943-44 під керівництвом академіків І. В. Курчатова і В. Г. Хлопіна. Вперше П. в СРСР був виділений з опроміненого нейтронами урану в 1945. У гранично стислі терміни були виконані великі дослідження властивостей П., і в 1949 в СРСР почав працювати перший завод з радиохимическому виділенню П.

Промислове виробництво 239 Pu засноване на взаємодії ядер 238 U з нейтронами в ядерних реакторах. Подальше відділення Pu від U, Np і високорадіоактивних продуктів поділу здійснюють радіохімічними методами (співосадження, екстракцією, іонним обміном та ін.) Металевий П. зазвичай отримують відновленням PuF 3, PuF 4 або PuO 2 парами барію, кальцію або літію. Як матеріал, що ділиться, 239 Pu використовують в атомних реакторах і в атомних і термоядерних бомбах. Ізотоп 238 Pu застосовують для виготовлення атомних електричних батарей, термін служби яких досягає 5 років і більше. Такі батарейки можуть застосовуватися, наприклад, в генераторах струму, що стимулюють роботу серця.

Літ.: Беглі К., Плутоній і його сплави, пров. з англ., М., 1958; Вдовенко В. М. і Курчатов Б. В., Перший радянський плутоній, "Радіохімія", 1968, т. 10, в. 6, с. 696; Плутоній. Довідник, під ред. О. Віка, пров. з англ., т. 1-2, М., 1971-73. Також літ. при ст. Актиноїди .

© С. С. Бердоносов.


Плутоній в організмі. П. концентрується морськими організмами: його коефіцієнт накопичення (тобто відношення концентрацій в організмі і в зовнішньому середовищі) для водоростей становить 1000-9000, для планктону (змішаного) - близько 2300, для молюсків - до 380, для морських зірок - близько 1000, для м'язів, кісток, печінки і шлунка риб - 5, 570, 200 і 1060 відповідно. Наземні рослини засвоюють П. головним чином через кореневу систему і накопичують його до 0,01% від своєї маси. В організмі людини П. затримується переважно в скелеті і печінки, звідки майже не виводиться (особливо з кісток). Найбільш токсичний 239 Pu викликає порушення кровотворення, остеосаркоми, рак легенів. З 70-х рр.. 20 в. частка П. в радіоактивне забруднення біосфери зростає (так, опроміненість морських безхребетних за рахунок П. стає більше, ніж за рахунок 90 Sr і 137 Cs).

Літ.: Проблеми токсикології плутонію, М., 1969: Радіоактивні речовини і шкіра. (Метаболізм і дезактивація), М., 1972: Uranium, Plutonium, Transplutonis Elements B.-Hdlb.-N. Y., 1973.

© Г. Г. Полікарпов.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
© 2014-2022  vre.pp.ua