Plutonium

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
94 neptuniumPlutoniumamerikium
Sm

Pu

Uqo
Pu-TableImage.png
Algemeen
Naam, simbool, getal Plutonium, Pu, 94
Chemiese reeks Aktiniede
Groep, periode, blok n/b, 7, f
Voorkoms Silwerwit, versier tot donkergrys in die lug
Atoommassa (244 g/mol
Elektronkonfigurasie [Rn] 5f6 7s2
Elektrone per skil 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Fisiese eienskappe
Toestand vastestof
Digtheid (naby k.t.) 19,816 g/cm³
Smeltpunt 912,5 K
(639,4 °C)
Kookpunt K
( °C)
Smeltingswarmte 2,82 kJ/mol
Verdampingswarmte 333,5 kJ/mol
Atoomeienskappe
Kristalstruktuur monoklinies
Oksidasietoestande 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 ('n Amfotere oksied)
Elektronegatiwiteit 1,28 (Skaal van Pauling)
Ionisasie-energieë 1ste: 1 kJ/mol
2de: 584,7 kJ/mol
3de: kJ/mol
Kovalente radius 187±1 pm
Diverse
Magnetiese rangskikking paramagneties
Elektriese resistiwiteit (20 °C) 1,460 µΩ·m
Termiese geleidingsvermoë (300 K) 6,74 W/(m·K)
CAS-registernommer 7440-07-5
Geskiedenis
Genoem na die dwergplaneet Pluto
weereens genoem na die Griekse god Pluto.
Ontdek deur Glenn T. Seaborg, Arthur Wahl, Joseph W. Kennedy, Edwin McMillan
Ontdek 1940–1
Vernaamste isotope
Hoofartikel: Isotope van plutonium
iso NV halfleeftyd VM VE (MeV) VP
238Pu spoor 87,74 j Ss 204,66
239Pu spoor 2,41×104 j Ss 207,06
240Pu sin 6500 j Ss 205,66
241Pu sin 14 j β 0,02078 241Am
242Pu sin 3,73×105 j Ss 209,47
244Pu sin 8,08×107 j α 4,666 240U
Verwysings

Plutonium is 'n chemiese element met die simbool Pu en atoomgetal 94. Dit is 'n silwerwit aktinied.

Ontdekking[wysig | wysig bron]

In 1940 is plutonium ontdek deur Glenn Seaborg, Edwin McMillan, JW Kennedy en AC Wahl aan die Universiteit van Kalifornië – Berkeley nadat hulle uraan gebombardeer het met deuterium in 'n siklotron, maar hierdie ontdekking het vir 'n geruime tyd geheim gebly. Vir die Manhattan-projek is daar tydens die Tweede Wêreldoorlog kernreaktors gebou om die plutonium te produseer wat nodig was vir die twee atoombomme Trinity en Fat Man. Plutonium is gebruik omdat daar net één atoombom gemaak kon word met uraan as gevolg van die enorme hoeveelheid benodigde materiaal en die koste. Die eerste kernontploffing in die geskiedenis was dus as gevolg van 'n plutoniumbom.

Plutonium is vernoem na die dwergplaneet (toe nog 'n planeet) Pluto. Hiermee is 'n tradisie voortgesit, want die twee voorafgaande elemente is genoem uraan na Uranus en neptunium na Neptunus. Behalwe dat hulle daarna vernoem is, het die elemente niks met die planete te doen nie.

Die naam plutonium vir die chemiese element met atoomgetal 94 is amptelik gemaak op 21 Maart 1942.

Toepassings[wysig | wysig bron]

Tydens die Koue Oorlog is daar beide deur die Sowjetunie (in Maják, Seversk en Zjeleznogorsk) en deur die Verenigde State van Amerika na raming 300 ton plutonium geproduseer, hoofsaaklik vir toepassing in kernwapens. Sedert 1982 is as gevolg van die nieverspreidingsverdrag die aftakeling van hierdie wapens begin en word plutonium steeds meer dikwels vir vreedsame doeleindes gebruik. Die VSA en die Russiese Federasie het onderling ooreengekom om elk 34 ton van hul oortollige kernwapen-plutonium te vernietig. Tans vind proewe plaas om dit te doen deur die plutonium as brandstof in gewone kernkragsentrales te gebruik.

Plutonium is 'n belangrike neweproduk van kernreaktors wat uraan gebruik. Deur die verwerking van neweproduksplytstof in spesiale chemiese fabrieke word die plutonium vir hergebruik beskikbaar gemaak. Sulke verwerkingsfabrieke bestaan in Engeland, Frankryk, Rusland, Sjina en Japan.

In ruimtesendings soos Voyager, Galileo en Cassini word stroom opgewek deur verval van radioaktiewe isotope soos plutonium-238. Die kragopwekker word 'n termo-radio-isotoopgenerator (afgekort RTG) genoem. Ook toerusting wat deur die Apollo-program op die Maan agtergelaat is, loop op 'n RTG. Die Curiosity-voertuig wat in 2011 deur NASA gelanseer is en wat die oppervlak van die planeet Mars ondersoek, verkry sy energie uit 'n verbeterde soort RTG wat die naam MMRTG dra. Die MMRTG van Curiosity word gevoed deur 4,8 kg plutonium-238. 'n RTG lewer 'n geringe vermoë, maar dit hou lank. 'n MMRTG lewer meer energie as 'n RTG, maar hou vir 'n korter tydperk.

Eienskappe[wysig | wysig bron]

In suiwer vorm is plutonium 'n silwerwit metaal, maar deur oksidasie in lug verander dit vinnig na geel. Deur spontane verval met uitstraling van α-deeltjies is plutonium altyd warmer as die omgewing. In groot hoeveelhede kan dit selfs water laat kook. In waterige oplossings kan plutonium as vier verskillende ione voorkom: Pu3+ (blou), Pu4+ (geelbruin), PuO2+ (pienk-oranje) en PuO+ (pienk, maar ioon is onstabiel).

Verskyning[wysig | wysig bron]

Die halfleeftyd van alle isotope is baie keer korter as die ouderdom van die aarde, dus kom hulle van feitlik nie meer op die aarde voor nie. Die weinige natuurlike plutonium word in baie lae konsentrasies aangetref in uraniumerts. Dit word wel kunsmatig vervaardig vir gebruik as brandstof in kernreaktors. Daar word jaarliks ​​wêreldwyd ongeveer 200 00 kg geproduseer.[1]

Isotope[wysig | wysig bron]

Stabielste isotope
Iso RA (%) Halfleeftyd VV VE (MeV) VP
236Pu sin 2,86 j α 5,867 232U
238Pu sin 87,7 j α 5,593 234U
239Pu sin 2,4110×104 j α 5,245 235U
240Pu sin 6564 j α 5,256 236U
242Pu sin 3,733×105 j α 4,984 238U
244Pu sin 8,08×107 j α 4,666 240U

Van plutonium is 21 radioaktiewe isotope bekend. 244Pu is met 'n halfleeftyd van ruim 80 miljoen jaar die stabielste. 242Pu en 239Pu het 'n halfleeftyd van onderskeidelik 373 duisend en 24 duisend jaar. Alle oorblywende isotope halveer in minder as 7 000 jaar.

Toksikologie en veiligheid[wysig | wysig bron]

Plutoniumverbindinge is giftig. Die chemiese toksisiteit van plutonium is vergelykbaar met dié van ander swaar metale. Plutonium is daarmee vergelykbaar met lood.

Die gevaar skuil vernaamlik in die stralingstoksisiteit. Selfs met inagneming van die stralingstoksisiteit is radium egter giftiger as plutonium.

Ingeasemde plutoniumstof, selfs in baie klein hoeveelhede, kan in die longe jarelank skade aanrig en uiteindelik na jare tot dekades longkanker veroorsaak. By groter dosisse kan akute bestralingsiekte voorkom.

Verwysings[wysig | wysig bron]

Eksterne skakels[wysig | wysig bron]


H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Alkalimetale Aardalkalimetale Lantaniede Aktiniede Oorgangsmetale Hoofgroepmetale Metalloïde Niemetale Halogene Edelgasse Chemie onbekend