Плутоній опис металу, виробництво, синтез, критична маса, збройовий плутоній

Цей метал називають дорогоцінним, проте не за красу, а за незамінність. У періодичної системі Менделєєва цей елемент займає осередок під номером 94. Саме з ним вчені пов'язують свої найбільші надії, і саме плутоній вони називають найнебезпечнішим металом для людства.

Плутоній: опис

За зовнішнім виглядом це сріблясто-білий метал. Він є радіоактивним і може бути представлений у вигляді 15 ізотопів, що мають різні періоди напіврозпаду, наприклад:

• Pu-238 - близько 90 років
• Pu-239 - близько 24 тисяч років
• Pu-240 - 6580 років
• Pu-241 - 14 років
• Pu-242 - 370 тисяч років
• Pu-244 - близько 80 мільйонів років

Цей метал не можна добути з руди, оскільки він є продуктом радіоактивного перетворення урану.

Як отримують плутоній?

Виробництво плутонію вимагає розщеплення урану, що можна здійснити тільки в атомних реакторах. Якщо ж говорити про присутність елемента Pu в земній корі, то на 4 мільйони тонн уранової руди буде припадати всього 1 грам чистого плутонію. І цей грам утворюється шляхом природного захоплення нейтронів ядрами урану. Таким чином, щоб отримати це ядерне пальне (зазвичай - ізотоп 239-Pu) в кількості декількох кілограм необхідне проведення складного технологічного процесу в атомному реакторі.

властивості плутонію

Радіоактивний метал плутоній має наступні фізичними властивостями:

• щільність 19,8 г / см 3
• температура плавлення - 641 ° C
• температура кипіння - 3232 ° C
• теплопровідність (при 300 K) - 6,74 Вт / (м · К)

Плутоній радіоактивний, тому теплий на дотик. При цьому для цього металу характерна найнижча теплопровідність і електропровідність. Рідкий плутоній є в'язким з усіх існуючих металів.

Найменша зміна температури плутонію призводить до моментального зміни щільності речовини. В цілому ж, маса плутонію постійно змінюється, оскільки ядра цього металу знаходяться в стані постійного поділу на більш дрібні ядра і нейтрони. Критична маса плутонію - так називають мінімальну масу ділимо речовини, при якій протікання ділення (ланцюгової ядерної реакції) залишається можливим. Наприклад, критична маса збройового плутонію - 11 кг (для порівняння, критична маса високозбагаченого урану - 52 кг).

синтез плутонію

Уран і плутоній - основне ядерне пальне. Щоб отримати плутоній у великих кількостях застосовується дві технології:

• опромінення урану
• опромінення трансуранових елементів, отриманих з відпрацьованого палива

Обидва способи є відділення плутонію і урану в результаті протікання хімічної реакції.

Для отримання чистого плутонію-238 застосовується нейтронне опромінення нептунію-237. Цей же ізотоп бере участь в створенні збройового плутонію-239, зокрема, він є проміжним продуктом розпаду. $ 1 млн. - саме стільки становить ціна за 1 кг плутонію-238.