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Plutonium
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Plutoniumring
Allgemeines
Name	Plutonium
Symbol	pu
Ordnungszahl	94
Gruppe	Scandium-Gruppe
Zeitspanne	Zeitraum 7
Block	F-Block
Serie	Aktiniden
Farbe	Silber Weiss
Chemische Eigenschaften
Atommasse (Sie)	239,05
Elektronenkonfiguration	[rn]5f6 7s2
Oxidationsstufen	3, 4, 5, 6
Elektronegativität (Pauling)	1,28
Atomradius (Uhr)	151
1 Ionisationspotential (kJ·Maulwurf−1)	581,44
Physikalische Eigenschaften
Dichte (kg·ich−3)	19840
Schmelzpunkt (k)	913
Siedepunkt (K)	3503
Aggregatzustand	Fest
Schmelzwärme (kJ mol−1)	2,8
Verdampfungswärme (kJ mol−1)	344
Kristallstruktur	Mono
Molarvolumen (m3mol−1)	12,30 · 10−6
Spezifische Wärme (J kg−1·K−1)	130
Elektrischer Wiederstand (μΩ·cm)	150
Wärmeleitung (Wich−1·K−1)	6,74
SIEinheiten und Standardtemperatur und -druck werden verwendet, sofern nicht anders angegeben
Portal    Chemie

Plutonium ist ein Chemisches Element mit Symbol pu und Ordnungszahl 94. Es ist ein silbriges Weiß Aktinide.

Entdeckung

Im 1940 wurde Plutonium entdeckt von Glenn Seaborg, Edwin McMillan, J. W. Kennedy und A. C. Wahl zum Universität von Kalifornien, Berkeley nachdem sie Uran bombardiert mit Deuterium in einem Zyklotron, aber diese Entdeckung wurde wegen ihrer militärischen Anwendbarkeit seit einiger Zeit geheim gehalten (siehe unten).

Plutonium ist nach dem . benannt Zwergplanet (dann ein Planet) Pluto. Dies setzte eine Tradition fort, denn die beiden vorhergehenden Elemente heißen Uran zu Uranus und Neptunium zu Neptun. Die Elemente haben übrigens nichts mit den Planeten zu tun.

Der Name Plutonium für das chemische Element mit Ordnungszahl 94 wurde am 21. März 1942 offiziell gemacht.

Produktion

Plutonium-239 entsteht als Uran-238 fängt ein schnelles Neutron ein. Also in a Kernreaktor Mit als Kernbrennstoffangereichertes Uran, als Nebenprozess ein kleiner Teil des Urans-238 durch Neutronen, die bei der Spaltung von . emittiert werden Uran-235, umgewandelt in Plutonium-239. Dies kann im Nachhinein vom bestrahlter Kernbrennstoff Bei der aufarbeiten gewonnen werden. Plutonium-239 kann somit absichtlich hergestellt werden oder ein gewünschtes Nebenprodukt sein oder nicht. Wiederaufarbeitungsanlagen befinden sich in England, Frankreich, Russland, China und Japan.

Anwendungen

Plutonium wird in einem Typ verwendet Spaltwaffe, das Plutoniumbombe (auch in a Kernfusionswaffe die es als Teil hat).

Für die Manhattan-Projekt sind während der Zweiter WeltkriegKernreaktoren gebaut, um das für die beiden Plutoniumbomben benötigte Plutonium zu produzieren Dreieinigkeit (zum Testen dieser Art von Bombe) und dicker Mann (die tatsächlich verwendete). Plutonium wurde verwendet, weil mit Uran nur eine Atombombe hergestellt werden konnte, aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Uran und der sehr aufwendigen und teuren Anreicherung davon. Die erste Nuklearexplosion der Geschichte steht daher im Namen einer Plutoniumbombe.

Während der Kalter Krieg gibt es beides bei der Sovietunion (im mayak, Seversk und Zheleznogorsk) wie von der Vereinigte Staaten schätzungsweise 300 Tonnen Plutonium produziert, hauptsächlich für den Einsatz in Atomwaffen. Schon seit 1982 liegt zum Teil an der Nichtverbreitungsvertrag der Abbau dieser Waffen hat begonnen und Plutonium wird zunehmend für friedliche Zwecke eingesetzt. Die USA und die Russische Föderation haben einvernehmlich vereinbart, jeweils 34 Tonnen ihres überschüssigen Atomwaffen-Plutoniums zu entfernen.^[1]

Plutonium wird nicht nur wegen seiner Nützlichkeit, sondern auch zur sicheren Entsorgung verwendet. Es kann mit angereichertem Uran gemischt werden, um MOX-Kraftstoff für Kernreaktoren. Dieselben Kernreaktoren, die mit angereichertem Uran arbeiten, können diesen Kernbrennstoff mit begrenzten Modifikationen auch teilweise verwenden. In Europa gibt es 50 Kernkraftwerke, die eine Lizenz für MOX haben, in 32 Kernkraftwerken wird MOX tatsächlich eingesetzt. In Belgien beispielsweise wurde das gesamte Plutonium bereits wiederverwendet. Belgien hat die Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen eingestellt, sodass kein neues Plutonium hinzugefügt wird.

In Raumsonden wie Voyager, Galilei und Cassin Strom entsteht durch den Zerfall radioaktiver Isotope wie Plutonium-238. Der Generator wird a thermoelektrischer Radioisotopengenerator (abgekürzt RTG). Auch von der gelieferte Ausrüstung Apollo-Programm wurde auf dem Mond auf einem RTG gelassen. Das von der NASA im Jahr 2011 eingeführte Fahrzeug Neugierde, das die Oberfläche des Planeten Mars erforscht, erhält seine Energie von einem verbesserten RTG-Typ namens MMRTG. 's MMRTG Neugierde wird mit 4,8 kg Plutonium-238 befeuert. Ein RTG bietet eine kleine Leistung, hält aber lange. Ein MMRTG liefert mehr Energie als ein RTG, hält aber weniger.

Bemerkenswerte Funktionen

Plutonium ist in seiner reinen Form ein silbrig-weißes Metall, das jedoch durch Oxidation an der Luft schnell gelb wird. Durch spontanen Zerfall mit einer Strahlung von α-Teilchen Plutonium fühlt sich immer wärmer an als seine Umgebung. In großen Mengen kann es sogar Wasser kochen. In wässrigen Lösungen kann Plutonium als vier verschiedene Ionen auftreten: Pu³ (blau), Pu⁴ (gelb-braun), PuO² (rosa-orange) und PuO (rosa, aber das Ion ist instabil).

Aussehen

Die Halbwertszeit von allem Isotope ist um ein Vielfaches kürzer als die Lebensdauer der Erde, sodass sie in der Natur praktisch nicht existent sind. Das kleine natürliche Plutonium kommt in sehr geringen Konzentrationen im Uranerz vor. Plutonium wird künstlich zur Verwendung als Kernbrennstoff im Kernreaktoren. Jährlich werden weltweit rund 20.000 kg produziert.^[2]

Isotope

sehen Isotope von Plutonium für den Hauptartikel zu diesem Thema.

Es gibt 21 bekannte radioaktive Isotope von Plutonium. Plutonium-244 ist mit a halbes Leben von mehr als 80 Millionen Jahren die stabilste. Plutonium-242 und Plutonium-239 haben eine Halbwertszeit von über 373.000 bzw. 24.000 Jahren. Alle anderen Isotope halbieren sich in weniger als 7.000 Jahren.

Toxikologie und Sicherheit

Plutoniumverbindungen sind giftig. Die Chemikalie Toxizität von Plutonium ist ähnlich wie bei anderen Schwermetalle. Plutonium ist daher vergleichbar mit führen. Auch unter Berücksichtigung der Strahlentoxizität Radium giftiger als Plutonium.

Die Gefahr liegt insbesondere in der Strahlentoxizität. Inhaliert Plutoniumstaub, auch in sehr kleinen Mengen, würde Lunge kann über Jahre und schließlich nach Jahren bis Jahrzehnten Schaden anrichten Lungenkrebs Ursache. Bei höheren Dosen akut Strahlenkrankheit eine Rolle spielen.

Siehe auch Plutoniumstaub

Externe Links

• Lenntech.nl - Plutonium
• (und) EnvironmentalChemistry.com - Plutonium
• (und) WebElements.com - Plutonium

Siehe die Kategorie Plutonium von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.