Плутон је радиоактивни, сребрни метал који се може користити за стварање или уништавање. Док је коришћен за уништавање убрзо након што је начињен, данас се овај елемент углавном користи за стварање енергије у целом свету.
Плутон је први пут произведен и изолован 1940. године и коришћен је за прављење атомске бомбе "Дебели човек" која је бачена на Нагасаки крајем Другог светског рата, само пет година након што је први пут произведена, рекла је Аманда Симсон, доцент хемијског инжењерства на Универзитету у Нев Хавену.
Само чињенице
Ово су својства плутонијума према Националној лабораторији у Лос Аламосу:
- Атомски број: 94
- Атомски симбол: Пу
- Атомска тежина: 244
- Тачка топљења: 640 Ц
- Тачка кључања: 3.228 Ц
Откриће и историја
Плутонијум су открили 1941. научници Јосепх В. Кеннеди, Гленн Т. Сеаборг, Едвард М. МцМиллан и Артхур Ц. Вохл на Калифорнијском универзитету у Берклију. До открића је дошло када је тим бомбардовао уранијум-238 деутероном који је убрзан у циклотронском уређају, који је створио нептунијум-238 и два слободна неутрона. Нептунијум-238 се затим распада у плутонијум-238 бета распадом.
Овај експеримент је подељен са остатком научне заједнице све до 1946., након Другог светског рата. Сеаборг је предао чланак о свом открићу у часопису Пхисицал Ревиев у марту 1941., али је папир уклоњен када је открио да се за стварање атомске бомбе може користити изотоп плутонијума, Пу-239.
Убрзо је Сеаборг послат да води лабораторију за производњу плутонијума, познату и као Мет лабораторија, на Универзитету у Чикагу, саопштила је Национална лабораторија у Лос Аламосу. Сврха лабораторије била је стварање плутонијума као дела Манхаттан пројекта. Пројекат са Менхетна био је тајни подухват током Другог светског рата који је искључиво радио на развоју атомске бомбе.
Они су 18. августа 1942. имали први велики успех. Били су у стању да створе количину плутонијума у траговима која је била видљива оку. Било је само око 1 микрограм. Научници су из ситног узорка утврдили атомску тежину плутонијума.
Пројекат на Менхетну је на крају произвео довољно плутонијума за „тест тринити“. Током теста, прва атомска бомба на свету, или "Тхе Гадгет", експлодирали су 16. јула 1945. у близини Соцорро-а, у Новом Мексику, директор лабораторија Лос Аламос Роберт Оппенхеимер и генерал војске Леслие Гровес.
Од теста, Оппенхеимер је рекао: "Знали смо да свет неће бити исти. Неколико људи се смејало, неколико људи плакало. Већина људи је ћутала. Сетила сам се редака из хиндуистичког писма, Бхагавад-Гита. Висхну покушава да убедим Принца да треба да обавља своју дужност и да га импресионира поприма своју вишеструку наоружану форму и каже: „Сад сам ја Смрт, разарач света“. Претпостављам да смо сви, на овај или онај начин, то мислили ", наводи Краљевско хемијско друштво.
Експлозија је имала еквивалент енергије од приближно 20 000 тона ТНТ-а. Прва атомска бомба коришћена у рату бачена је на Хирошиму у Јапану 6. августа 1945. Та атомска бомба, названа "Мали дечак", имала је уранијумско језгро. Друга бомба, бачена на Нагасаки, у Јапану, 9. августа 1945. имала је језгро плутонијума. "Дебели човек", како су га звали, убрзао је крај Другог светског рата.
Својства плутонијума
Свеже припремљени метал плутониума има сребрнасту јарку боју, али поприма влажан сиви, жути или маслинасто зелени тон када се оксидира на ваздуху. Метал се брзо раствара у концентрованим минералним киселинама. Велики комад плутонијума делује топло на додир због енергије коју одаје алфа распадом; већи комади могу произвести довољно топлоте да кључају воду. На собној температури плутонијум алфа-облика (најчешћи облик) је чврст и ломљив као ливено гвожђе. Може се легирати са другим металима да би се формирао делта стабилизован на собној температури, који је мекан и дуктил. За разлику од већине метала, плутонијум није добар проводник топлоте или електричне енергије. Има ниску талиште и необично високу тачку кључања.
Плутон може да формира легуре и интермедијерна једињења са већином других метала и једињења са разним другим елементима. Неке легуре имају суперпроводне способности, а друге се користе за прављење пелета нуклеарног горива. Његова једињења долазе у различитим бојама, зависно од стања оксидације и тога колико су сложени различити лиганди. У воденом раствору постоји пет ваналних стања.
Плутон, заједно са свим осталим трансуранијским елементима, је радиолошка опасност и са њим се мора руковати специјализованом опремом и мерама предострожности. Испитивања на животињама открила су да је неколико милиграма плутонијума по килограму ткива смртоносно.
Извори
Плутон се углавном не налази у природи. Елементи у трагу плутонијума налазе се у уранијумским рудама које се налазе у природи. Овде се формира на начин сличан нептунијуму: зрачењем природног уранијума са неутронима, а потом бета распадом.
Пре свега, плутонијум је нуспроизвод нуклеарне електроенергетске индустрије. Сваке године се произведе око 20 тона плутонијума, према Националној лабораторији у Лос Аламосу. Истрошено нуклеарно гориво такође се може прерадити да би одвојило употребљиви плутонијум од других елемената у гориву.
Испитивање атмосферског оружја током 1950-их и 1960-их оставило је тона плутонијума у Земљиној атмосфери која је и данас ту, саопштила је Светска нуклеарна асоцијација.
Користи
Углавном се плутонијум не користи много. У ствари, од пет уобичајених изотопа, само два изотопа плутонијума, плутонијум-238 и плутонијум-239, уопште се користе за било шта.
Плутон-238 се користи за производњу електричне енергије за свемирске сонде помоћу радиоизотопских термоелектричних генератора. Ови генератори су укључени када сонде не могу да добију довољно соларне енергије јер су отишле предалеко од сунца. Неке сонде које користе плутонијум-238 су Цассини и Галилео.
Кад је довољно концентрисан, плутонијум-239 се подвргава ланчаној реакцији фисије. Због тога се користи у нуклеарном оружју и неким нуклеарним реакторима.
У ствари, једна од највећих употреба плутонијума је енергија. Према Светској нуклеарној асоцијацији, преко једне трећине енергије произведене у већини нуклеарних електрана долази из плутонијума. Плутон је главно гориво у реакторима за брзе неутроне.
Ко је знао?
Научници су се деценијама питали зашто плутонијум не делује попут других метала у својој групи. На примјер, плутонијум је лош проводник електричне енергије и не држи се магнета. Сада су истраживачи схватили где се крије његов нестали магнетизам и шта има везе са лукавим понашањем електрона у спољној љусци елемента. За разлику од других метала, који у свом спољашњем омотачу имају одређени број електрона, када је у стању приземљености, плутонијум може тамо имати четири, пет или шест електрона.
Овај флуктуирајући број електрона на спољној љусци објашњава зашто плутонијум није магнетни: Да би атом могао да комуницира са магнетима, непарни електрони у својој спољној љусци морају се поставити у магнетно поље.
Најстабилнији изотоп плутонијума, плутонијум-244, може дуго да траје. Развој полуживота од око 82 милиона година и пропадање уранијума-240 путем распада алфа, према Јефферсон Лаб.
Плутон је добио име по планети, Плутон. То је зато што је дошао по Уранијуму, који је добио име по планети Уран, и нептуниуму, који је добио име по планети Нептун.
Плутон претвара неутроне, бета честице и гама зраке.
