Плутоний

Общие сведения.

Плутоний – это металл с сильной радиоактивностью, который имеет серебристо-белый цвет. Если классифицировать его в соответствии с периодической таблицей Менделеева, то следует отнести элемент к семейству актиноидов. По своему месту, металл находится третьей группе и обладает атомным номером 94. Отличительной особенностью является наличие семи аллотропных модификаций элемента. Каждая из них существует только при определённом показателе давления и температуры окружающей среды. Особенностью элемента является тот факт, что данные условия оказывают влияния на физические и химические характеристики вещества.

История.

Открытие плутония произошло в 1934 году Энрико Ферми, а также командой под его руководством. Эта дата знаменательна и тем, что обнаружение элемента подтвердило правильность теории о трансурановых элементах. С этого момента началось активное её продвижение в научном мире. Стоит отметить тот факт, что только спустя несколько лет обнаружилось, что найденный элемент являлся смесью криптона и бария. В 1941-42 годах проходило активное изучение плутония в Америке, а также получение его с использованием особого оборудования. Количество созданного материала было крайне мало, но именно в данный период открыто несколько модификаций и определены их свойства.

Первоначально, элемент получил название гесперия, но несколько позже произошло переименование в плутоний, в честь одноимённой планеты. Ещё одной отличительной чертой является минимальный срок между получением и использованием в практической области. Этот период составляет всего несколько лет. Он столь мал по той причине, что элемент использовался в ядерном оружии, что требовало максимальной оперативности.

Нахождение в природе и получение.

Весь существующий на данный момент плутоний получен в результате деятельности человека. В естественных условиях процесс образования элемента подразумевает переход урана в нептуний, происходящий в результате процессов захвата нейтронов. Этот металл синтезируется в плутоний, но его количество минимально. Таким образом, добыча из урановых руд не даст никакого эффекта.

Чтобы получить чистый плутоний, необходимо провести ядерную реакцию. Для её проведения требуется облучение с особыми параметрами и условиями. Реакция подразумевает переход урана в плутоний-239. Этот изотоп получил наиболее широкое распространение и составляет практически сто процентов получаемого материала.

Физические и химические свойства.

Существует несколько модификаций плутония и каждая из них обладает собственными свойствами, что усложняет их анализ. Плотность может варьироваться от 15,9 до 19,8 тонн на один кубический метр вещества. Стабильные изотопы плутония не существуют, поскольку все они являются радиоактивными. Электроотрицательность металла составляет 1,28 по шкале Полинга. Температура плавления равняется 639 градусов по шкале Цельсия, а перехода в газообразную форму – 3235.

По своим химическим свойствам следует отметить высокую степень активности плутония. Он имеет степени окисления следующего значения: 2, 3, 4, 5, 6, 7. В обычной атмосфере металл устойчив к воздействию водяного пара. Ситуация меняется, если оказывать воздействие инертными газами. Они создадут на поверхности коррозийный слой, что является нетипичным для них явлением. Плутоний не реагирует со щелочами, но прекрасно взаимодействует с кислотами.

Применение.

Наиболее известное применение плутония заключается в использовании для создания ядерного оружия. В процессе лавинообразного расщепления происходит выброс огромного количества энергии, которая образует взрыв значительной мощности. Несмотря на это, плутоний нашёл своё место в мирной сфере. Элемент используется в качестве источника тепла, которое преобразуется в энергию за счёт вращения лопастей турбины. Подобный тип конструкции получил широчайшее применение в энергетики. Если рассматривать общее количество электричества, полученного по данной технологии, то оно находится на уровне 13-14 процентов для всего мира.