Plutonium

Hoofartikel:Isotope van plutonium
iso	NV	halfleeftyd	VM	VE(MeV)	VP
²³⁸Pu	spoor	87,74j	Ss	204,66
²³⁹Pu	spoor	2,41×10⁴j	Ss	207,06
²⁴⁰Pu	sin	6500j	Ss	205,66
²⁴¹Pu	sin	14j	β⁻	0,02078	²⁴¹Am
²⁴²Pu	sin	3,73×10⁵j	Ss	209,47
²⁴⁴Pu	sin	8,08×10⁷j	α	4,666	²⁴⁰U

Portaal

Chemie

Plutoniumis 'nchemiese elementmet die simboolPuenatoomgetal94. Dit is 'n silwerwitaktinied.

Ontdekking

Plutonium is in 1940 ontdek deur Glenn Seaborg, Edwin McMillan, JW Kennedy en AC Wahl aan dieUniversiteit van Kalifornië, Berkeleynadat hulleuraangebombardeer het metdeuteriumin 'n siklotron, maar hierdie ontdekking het vir 'n geruime tyd geheim gebly. Vir dieManhattan-projekis daar tydens dieTweede Wêreldoorlogkernreaktors gebou om die plutonium te produseer wat nodig was vir die twee atoombommeTrinityenFat 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 gedoen met 'n plutoniumbom.

Plutonium is vernoem na diedwergplaneet(toe nog 'nplaneet)Pluto.Hiermee is 'n tradisie voortgesit, want die twee voorafgaande elemente is genoemuraannaUranusenneptuniumnaNeptunus.Behalwe dat hulle daarna vernoem is, het die elemente niks met die planete te doen nie.

Die naam plutonium vir die chemiese element metatoomgetal94 is amptelik bekend gemaak op21 Maart 1942.

Toepassings

Tydens dieKoue Oorlogis daar beide deur dieSowjetunie(in Maják, Seversk en Zjeleznogorsk) en deur dieVerenigde State van Amerikana raming 300 ton plutonium geproduseer, hoofsaaklik vir toepassing in kernwapens. Sedert1982is, as gevolg van die nieverspreidingsverdrag, met die aftakeling van hierdie wapens begin en word plutonium steeds meer dikwels vir vreedsame doeleindes gebruik. Die VSA en dieRussiese Federasiehet onderling ooreengekom om elk 34 ton van hul oortollige kernwapen-plutonium te vernietig. Tans vind proewe plaas om dit te bereik deur die plutonium as brandstof in gewonekernkragsentraleste gebruik.

Plutonium is 'n belangrike neweproduk van kernreaktors wat uraan gebruik. Deur die verwerking van neweproduksplytstof in spesiale chemiese fabrieke word die plutonium virhergebruikbeskikbaar gemaak. Sulke verwerkingsfabrieke bestaan inEngeland,Frankryk,Rusland,ChinaenJapan.

In ruimtesendings soosVoyager 1,GalileoenCassini-Huygensword elektriese stroom opgewek deur verval van radioaktiewe isotope soos plutonium-238. Die kragopwekker word 'n termo-radio-isotoopgenerator (afgekort RTG) genoem. Ook toerusting wat deur dieApollo-programop dieMaanagtergelaat is, gebruik 'n RTG. Die Curiosity-voertuig wat in2011deurNASAgelanseer is en wat die oppervlak van die planeetMarsondersoek, 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

In suiwer vorm is plutonium 'nsilwerwitmetaal, maar deur oksidasie inlugverander dit vinnig nageel.Deur spontane verval met uitstraling van α-deeltjies is plutonium altyd warmer as die omgewing. In groot hoeveelhede kan dit selfswaterlaat 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

Diehalfleeftydvan alle isotope is baie keer korter as die ouderdom van dieaarde,dus kom hulle 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 200 000 kg plutonium produseer.^[1]

Isotope

Die hoofartikel vir hierdie afdeling is:Isotope van plutonium.

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

Van plutonium is 21 radioaktiewe isotope bekend.²⁴⁴Pu is met 'n halfleeftyd van ruim 80 miljoen jaar die stabielste.²⁴²Pu en²³⁹Pu het 'n halfleeftyd van onderskeidelik 373 duisend en 24 duisend jaar. Alle oorblywende isotope halveer in minder as 7 000 jaar.

Toksikologie en veiligheid

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

Die gevaar skuil vernaamlik in die stralingstoksisiteit. Selfs met inagneming van die stralingstoksisiteit isradiumegter 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.