Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Плутоний

Плутоний (лат. Plutonium), Pu, искусственно полученный радиоактивный химический элемент, атомный номер 94; относится к актиноидам. Открыт в 1940—41 американскими учёными Г. Сиборгом, Э. Макмилланом, Дж. Кеннеди и А. Валем, которые получили изотоп 238Pu в результате облучения урана ядрами тяжёлого водорода — дейтонами. Назван в честь планеты Плутон, как и предшественники плутония в таблице Менделеева — уран и нептуний, названия которых также произошли от планет Урана и Нептуна. Известны изотопы плутония с массовыми числами от 232 до 246. Следы изотопов 247Pu и 255Pu обнаружены в пыли, собранной после взрывов термоядерных бомб. Самым долгоживущим изотопом плутония является a-радиоактивный 244Pu (период полураспада T1/2 около 7,5×102 лет). Величины T1/2 всех изотопов плутония много меньше возраста Земли, и поэтому весь первичный плутоний (существовавший на нашей планете при её формировании) полностью распался. Однако ничтожные количества 239Pu постоянно образуются при b-распаде 239Np, который, в свою очередь, возникает при ядерной реакции урана с нейтронами (например, нейтронами космического излучения). Поэтому следы плутония обнаружены в урановых рудах.

  Плутоний — блестящий белый металл, при температурах от комнатной до 640° С (tпл) существует в шести аллотропных модификациях. Аллотропные превращения плутония сопровождаются скачкообразными изменениями плотности (см. рис.). Уникальная особенность металлического плутония состоит в том, что при нагревании от 310 до 480 °С он не расширяется, как другие металлы, а сжимается. Конфигурация трёх внешних электронных оболочек атома Pu 5s25p65d105f66s26p27s2. Химические свойства плутония во многом сходны со свойствами его предшественников в периодической системе — ураном и нептунием. Плутоний образует соединения со степенями окисления от +2 до +7. Известны окислы PuO, Pu2O3, PuO2 и фаза переменного состава Pu2O3 — Pu4O7. В соединениях с галогенами плутоний обычно проявляет степень окисления +3, но известны также галогениды PuF4, PuF4 и PuCl4. В растворах плутоний существует в формах Pu3+, Pu4+, PuO2+ (плутоноил — ион), PuO22+ (плутонил — ион) и PuO53-, отвечающих степеням окисления от +3 до +7. Указанные ионы (кроме PuO53-) могут находиться в растворе одновременно в равновесии. Ионы плутония всех степеней окисления склонны к гидролизу и комплексообразованию.

  Из всех изотопов плутония наиболее важен a-радиоактивный 239Pu (T1/2 = 2,4×104 лет). Ядра 239Pu способны к цепной реакции деления под действием нейтронов, поэтому 239Pu можно использовать как источник атомной энергии (энергия, освобождающаяся при расщеплении 1 г 239Pu, эквивалентна теплоте, выделяющейся при сгорании 4000 кг угля). В СССР первые опыты по получению 239Pu были начаты в 1943—44 под руководством академиков И. В. Курчатова и В. Г. Хлопина. Впервые плутоний в СССР был выделен из облученного нейтронами урана в 1945. В предельно сжатые сроки были выполнены обширные исследования свойств плутония, и в 1949 в СССР начал работать первый завод по радиохимическому выделению плутония.

  Промышленное производство 239Pu основано на взаимодействии ядер 238U с нейтронами в ядерных реакторах. Последующее отделение Pu от U, Np и высокорадиоактивных продуктов деления осуществляют радиохимическими методами (соосаждением, экстракцией, ионным обменом и др.). Металлический плутоний обычно получают восстановлением PuF3, PuF4 или PuO2 парами бария, кальция или лития. Как делящийся материал, 239Pu используют в атомных реакторах и в атомных и термоядерных бомбах. Изотоп 238Pu применяют для изготовления атомных электрических батареек, срок службы которых достигает 5 лет и более. Такие батарейки могут применяться, например, в генераторах тока, стимулирующих работу сердца.

 

  Лит.: Бэгли К., Плутоний и его сплавы, пер. с англ., М., 1958; Вдовенко В. М. и Курчатов Б. В., Первый советский плутоний, «Радиохимия», 1968, т. 10, в. 6, с. 696; Плутоний. Справочник, под ред. О. Вика, пер. с англ., т. 1—2, М., 1971—73. См. также лит. при ст. Актиноиды.

  С. С. Бердоносов.

 

  Плутоний в организме. Плутоний концентрируется морскими организмами: его коэффициент накопления (т. е. отношение концентраций в организме и во внешней среде) для водорослей составляет 1000—9000, для планктона (смешанного) — около 2300, для моллюсков — до 380, для морских звёзд — около 1000, для мышц, костей, печени и желудка рыб — 5, 570, 200 и 1060 соответственно. Наземные растения усваивают плутоний главным образом через корневую систему и накапливают его до 0,01% от своей массы. В организме человека плутоний задерживается преимущественно в скелете и печени, откуда почти не выводится (особенно из костей). Наиболее токсичный 239Pu вызывает нарушения кроветворения, остеосаркомы, рак лёгких. С 70-х гг. 20 в. доля плутония в радиоактивном загрязнении биосферы возрастает (так, облученность морских беспозвоночных за счёт плутония становится больше, чем за счёт 90Sr и 137Cs).

 

  Лит.: Проблемы токсикологии плутония, М., 1969: Радиоактивные вещества и кожа. (Метаболизм и дезактивация), М., 1972: Uranium, Plutonium, Transplutonis Elements B.—Hdlb.—N. Y., 1973.

  Г. Г. Поликарпов.


Изменение плотности металлического плутония при нагревании.



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн