Плутоний

Плуто́ний (обозначается символом Pu; атомное число 94) — тяжёлый хрупкий высокотоксичный радиоактивный металл серебристо-белого цвета. В периодической таблице располагается в семействе актиноидов.

Для элемента характерны существенно отличающиеся от остальных элементов структурные и физико-химические свойства. Плутоний имеет семь аллотропных модификаций при определённых температурах и диапазонах давления: α, β, γ, δ, δ', ε и ζ. Может принимать степени окисления от +2 до +7, основными считаются +4, +5, +6. Плотность варьируется от 19,8 (α-Pu) до 15,9 г/см³ (δ-Pu).

Стабильных изотопов не имеет. В природе в следовых количествах присутствуют самый долгоживущий изотоп из всех трансурановых элементов 244Pu, его дочерний нуклид 240Pu, а также 239Pu и 238Pu. В окружающей среде находится преимущественно в виде диоксида (PuO2), который в воде ещё менее растворим, чем песок (кварц). Нахождение элемента в природе настолько мало, что его добыча нецелесообразна.

Второй после нептуния (который был ошибочно «получен» в 1934 году группой Энрико Ферми; его первый изотоп 239Np синтезирован и идентифицирован в мае 1940 года Эдвином Макмилланом и Филипом Абельсоном) искусственный элемент, полученный в микрограммовых количествах в конце 1940 г. в виде изотопа 238Pu.

Первый искусственный химический элемент, производство которого началось в промышленных масштабах (в СССР с 1946 года в Челябинске-40 было создано несколько предприятий по производству оружейного урана и плутония). США, а затем и СССР были первыми странами, освоившими его получение.

Для получения плутония применяется как обогащённый, так и природный уран. Общее количество плутония, хранящегося в мире во всевозможных формах, оценивалось в 2003 г. в 1239 т.

Сообщалось о закрытии последнего в мире ядерного реактора по производству оружейного плутония АДЭ-2, который проработал 46 лет и был остановлен в апреле 2010 г. в России, однако уже через месяц в Японии был запущен реактор «Мондзю» (разрешение на перезапуск было получено только в феврале 2010 года, а сам реактор был фактически запущен в тестовом режиме 6 мая; такой режим работы предполагался вплоть до 2013 года, однако 26 августа 2010 года на реакторе произошла новая авария — в реактор упала трёхтонная металлическая труба, повредившая сам реактор; общая остановка реакторов на японских АЭС после аварии на Фукусима-1 привела к тому, что реактор больше не запускали, в конце 2016 года японское правительство приняло решение об утилизации реактора Мондзю, планируется выгрузка топлива в 2022 и окончание работ по демонтажу в 2047).

Широко используется в производстве ядерного оружия (т. н. «оружейный плутоний»), топлива для ядерных реакторов гражданского и исследовательского назначения и в качестве источника энергии для космических аппаратов.

В первой ядерной бомбе в мире, созданной и испытанной в 1945 году в США, использовался плутониевый заряд. Того же типа была и первая бомба, испытанная СССР в 1949 году.

В таблице справа приведены основные свойства для α-плутония. Данная аллотропическая модификация является основной для плутония при комнатной температуре и нормальном давлении.

Номера CAS:

7440-07-5 для плутония неспецифического состава,

13981-16-3 для 238Pu,

15117-48-3 для 239Pu,

14119-33-6 для 240Pu.

Источник: Википедия