Jkjk

  • 31 мая 2012 г.
  • 3947 Слова
Плутоний (лат. Plutonium), Pu, искусственно полученный радиоактивный химический элемент, атомный номер 94, атомный вес 244; относится к актинидам. Первый искусственный элемент, полученный в доступных для взвешивания количествах (1942.). Плутоний был найден в природе после того, как он был получен искусственно.
В 1941 был получен более важный изотоп плутония, 239Pu, с периодом полураспада ~24 000лет.
Плутоний в окружающей среде
Величины T1/2 всех изотопов Плутоний 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 β-распаде 239Np, который, в свою очередь, возникает при ядерной реакции урана с нейтронами (например, нейтронами космическогоизлучения). Поэтому следы плутония обнаружены в урановых рудах.
Однако плутоний образуется в таких микроскопических количествах (0,4—15 частей Pu на 1012 частей U), что о его добыче из урановых руд не может быть и речи. В урановой руде Конго (Африка) один грамм плутония приходится на 4 млн. т урана.
Чрезвычайно малые количества 244Pu (самого долгоживущего изотопа плутония, период полураспада 80 миллионовлет) были обнаружены в цериевой руде, по видимому, оставшиеся там со времен формирования Земли. Можно вспомнить и такой природный источник плутония, как ядерный реактор в Окло (Африка), действовавший в естественных условиях многие миллионы лет назад на богатейшем урановом месторождении. Наконец, плутоний образуется из урана при действии всепроникающих космических лучей. Плутоний на нашей планете былвсегда, причем раньше его было гораздо больше - значительная часть за прошедшие миллиарды лет распалась. В малых количествах уран рассеян везде: в гранитах, фосфоритах, апатитах, морской воде, почве и т.д., так что говорить об абсолютной чужеродности плутония для биосферы не вполне корректно.
Изотопы плутония
Из 100 возможных изотопов в настоящее время известно 16 радиоактивных изотопов смассовыми числами от 232 до 246

Наиболее устойчив изотоп 244Pu (8,05*107 лет). Практически самый важный - изотоп 239Pu с периодом полураспада Т1/2=2.44*104 лет, испускающий α-частицы. Этот изотоп делится под действием медленных нейтронов и используется в ядерных реакторах в качестве горючего, и в атомных бомбах, как ядерное вещество. Он - первый искусственный элемент, производство которого началось впромышленных масштабах. 239Pu получается в ядерных реакторах по реакции:
Отделение плутония от урана, проводимое химическими методами, представляет относительно более простую задачу, чем разделение изотопов урана. Вследствие этого стоимость плутония примерно вдвое ниже стоимости урана-235. Другой изотоп - 238Pu (α-излучатель, Т=90 лет), широко применяется как источник тока в космической технике и в медицине.Легкие изотопы Pu получают бомбардировкой урана α-частицами.
Средняя энергия α-излучения 234Рu, 235Рu, 236Рu, 237Pu; 338Pu; 239Pu, 240Pu, 241Pu, 242Pu, 244Pu paвна соответственно 3,78-10-1; 1,61.10-4; 5,85; 2,74-10-4; 5,58; 5,23; 5,24; 1,22-10-4; 4,97; 4,65 МэВ/(Бк-с).
В ядерных реакторах за счет комплекса параллельных и последовательных ядерных реакций образуется набор изотопов плутония от 236-го до246-го. Их химические свойства одинаковы, а ядерные существенно различаются. Изотопы имеют существенно различные периоды полураспада Т1/2 : 238Pu — 87,7 л., 244Pu — 7,6*107 л. Изотопы 239Pu и 241Pu хорошо делятся тепловыми нейтронами. Однако, 241Pu вследствие высокого сечения захвата медленных нейтронов с превращением в 242Pu не обладает свойствами цепного деления. «Нечетный» плутоний и образуется, иодновременно «выгорает» в реакторах типа ВВЭР, CANDU, РБМК; четные изотопы при этом накапливаются. Различия в ядерных свойствах изотопов приводят к изменению состава плутония, образующегося в разных реакторах и даже в разных зонах одного реактора. В Табл. 10 приведены периоды полураспада и некоторые характеристики основных изотопов плутония.
Табл. 10. Периоды...
tracking img