ПЛУТОНИЙ

ПЛУТОНИЙ (лат. Plutonium), Pu, искусственно полученный радиоактивный хим. элемент, ат. н. 94; относится к актиноидам. Открыт в 1940-41 амер. учёными Г. Сиборгом, Э. Макмилланом, Дж. Кеннеди и А. Валем, к-рые получили изотоп ²³⁸Рu в результате облучения урана ядрами тяжёлого водорода - дейто-нами. Назван в честь планеты Плутон, как и предшественники П. в таблице Менделеева - уран и нептуний, названия к-рых также произошли от планет Урана и Нептуна. Известны изотопы П. с массовыми числами от 232 до 246. Следы изотопов ²⁴⁷Рu и ²⁵⁵Рu обнаружены в пыли, собранной после взрывов термоядерных бомб. Самым долгоживущим изотопом П. является а-радиоактивный ²⁴⁴Рu (период полураспада T1/₂ ок. 7,5 • 10⁷ лет). Величины T1/₂ всех изотопов П. много меньше возраста Земли, и поэтому весь первичный П. (существовавший на нашей планете при её формировании) полностью распался. Однако ничтожные количества ²³⁹Рu постоянно образуются при В-распаде ²³⁹Np, к-рый, в свою очередь, возникает при ядерной реакции урана с нейтронами (напр., нейтронами космич. излучения). Поэтому следы П. обнаружены в урановых рудах.

П.- блестящий белый металл, при температурах от комнатной до 640° С (tan) существует в шести аллотропных модификациях. Аллотропные превращения П. сопровождаются скачкообразными изменениями плотности (см. рис.). Уникальная особенность металлич. П. состоит в том, что при нагревании от 310 до 480 °С он не расширяется, как другие металлы, а сжимается. Конфигурация трёх внеш. электронных оболочек атома Pu 5s²5p⁶5d¹⁰5f⁶6s²6p²7s². Хим. свойства П. во мн. сходны со свойствами его предшественников в периодич. системе -ураном и нептунием. П. образует соединения со степенями окисления от + 2 до +7. Известны окислы РиО, Рu₂О₃, РuО₂ и фаза переменного состава Рu₂О₃ - Pu₄O₇. В соединениях с галогенами П. обычно проявляет степень окисления + 3, но известны также галоге-ниды PuF₄, PuF₆ и РuСl₄. В растворах П. существует в формах Pu³⁺, Pu⁴⁺, РuО₂ (плутоноил - ион), PuO²⁺ (плутонил - ион) и PuO_s^3- , отвечающих степеням окисления от +3 до +7. Указанные ионы (кроме РuО^3-₅) могут находиться в растворе одновременно в равновесии. Ионы П. всех степеней окисления склонны к гидролизу и комплексообразованию.

Изменение плотности металлич. плутония при нагревании.

Температура, °С.

Из всех изотопов П. наиболее важен а-радиоактивный ²³⁹Рu (T1/2 = 2,4-10⁴лет). Ядра ²³⁹Pu способны к цепной реакции деления под действием нейтронов, поэтому ²³⁹‘Рu можно использовать как источник атомной энергии (энергия, освобождающаяся при расщеплении 1 г ²³⁹Рu, эквивалентна теплоте, выделяющейся при сгорании 4000 кг угля). В СССР первые опыты по получению ²³⁹Pu были начаты в 1943-44 под рук. академиков И. В. Курчатова и В. Г. Хло-пина. Впервые П. в СССР был выделен из облучённого нейтронами урана в 1945. В предельно сжатые сроки были выполнены обширные исследования свойств П., и в 1949 в СССР начал работать первый завод по радиохимич. выделению П.

Пром. произ-во ²³⁹Pu основано на взаимодействии ядер ²³⁸U с нейтронами в ядерных реакторах. Последующее отделение Рu от U, Np и высокорадиоактивных продуктов деления осуществляют радиохимич. методами (соосаждением, экстракцией, ионным обменом и др.). Металлич. П. обычно получают восстановлением PuF₃, PuF₄ или РиСO₂ парами бария, кальция или лития. Как делящийся материал, ²³⁸Pu используют в атомных реакторах и в атомных и термоядерных бомбах. Изотоп ²³⁸Рu применяют для изготовления атомных элект-рич. батареек, срок службы которых достигает 5 лет и более. Такие батарейки могут применяться, напр., в генераторах тока, стимулирующих работу сердца.

Лит.: Б э г л и К., Плутоний и его сплавы, пер. с англ., М., 1958; Вдовенко В. М. и Курчатов Б. В., Первый советский плутоний, "Радиохимия", 1968, т. 10, в. 6, с. 696; Плутоний. Справочник, под ред. О. Вика, пер. с англ., т. 1 - 2, М., 1971 - 73. См. также лит. при ст. Актиноиды.

С. С. Бердоносов.

Плутоний в организме. П. концентрируется морскими организмами: его коэфф. накопления (т. е. отношение концентраций в организме и во внешней среде) для водорослей составляет 1000- 9000, для планктона (смешанного) - ок. 2300, для моллюсков - до 380, для морских звёзд - ок. 1000, для мышц, костей, печени и желудка рыб - 5, 570, 200 и 1060 соответственно. Наземные растения усваивают П. гл. обр. через корневую систему и накапливают его до 0,01% от своей массы. В организме человека П. задерживается преим. в скелете и печени, откуда почти не выводится (особенно из костей). Наиболее токсичный ²³⁹Pu вызывает нарушения кроветворения, остеосаркомы, рак лёгких. С 70-х гг. 20 в. доля П. в радиоактивном загрязнении биосферы возрастает (так, облучённость морских беспозвоночных за счёт П. становится больше, чем за счёт ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs).

Лит.: Проблемы токсикологии плутония, М., 1969; Радиоактивные вещества и кожа. (Метаболизм и дезактивация), М., 1972; Uranium, Plutonium, TransplutonisElements, В.- Hdlb.-N. Y., 1973. Г.Г.Поликарпов.

Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ПЛУТОНИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ →← ПЛУТОНИЗМ

ПЛУТОНИЙ

Синонимы слова "ПЛУТОНИЙ":

Смотреть что такое ПЛУТОНИЙ в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: