פלוטוניום

פלוטוניום
	אמריציום - פלוטוניום - נפטוניום
; 94	Pu
כללי
מספר אטומי	94
סמל כימי	Pu
סדרה כימית	אקטינידים
צפיפות	19816 kg/m3
מראה
	אפור-לבן מתכתי
תכונות אטומיות
משקל אטומי	244.06 u
רדיוס ואן דר ואלס	אין מידע pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
נקודת רתיחה	3503.15K (3230°C)
נקודת התכה	912.55K (639.4°C)
לחץ אדים	1Pa ב-1756K
מהירות הקול	2260 מטר לשנייה ב-193K
שונות
אלקטרושליליות	1.28
קיבול חום סגולי	146.694 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית	0.666 106/m·Ω
מוליכות חום	6.74 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	584.7 kJ/mol

פְּלוּטוֹנְיוּם (Plutonium) הוא יסוד כימי מתכתי רדיואקטיבי מסדרת האקטינידים, שסמלו הכימי Pu ומספרו האטומי 94. היסוד הטרנס-אורני השני ושייך לקבוצת האקטינדים.

הפלוטוניום הוא תוצר לוואי של תהליך ביקוע גרעיני המתרחש בכורים גרעיניים מסוימים ובחלק מפצצות הביקוע הגרעיני, אולם קיים גם באופן טבעי, בכמויות מזעריות. קרוי על שם כוכב הלכת הננסי פלוטו.

כל האיזוטופים של היסוד רדיואקטיביים, ורובם גם פולטים קרינת אלפא חלשה יחסית.

היסטוריהעריכה

כמויות זעירות של פלוטוניום נמצאות בעפרת אורניום, והן תוצר של תהליכי ביקוע טבעיים של האורניום. אולם רובו המכריע של הפלוטוניום על פני כדור הארץ נוצר בידי האדם, בכורים ובפצצות, והוא אף התגלה לראשונה כתוצר מעבדתי: הוא נוצר בשנת 1941 באוניברסיטת קליפורניה בברקלי על ידי גלן תיאודור סיבורג, ג'וסף ו. קנדי, אדווין מטיסון מקמילן וארתור ק. וואל כאשר ארבעת המדענים הפציצו ²³⁸U בדאוטריום במאיץ חלקיקים. מההפצצה נוצר ²³⁸Np בעל זמן מחצית חיים של 2.1 ימים. לאחר כמה ימים דעך הנפטוניום והפך ל-²³⁸Pu תוך פליטת קרינת בטא.

התגלית לא נחשפה עד לשנת 1946 מטעמים ביטחוניים, בשל העובדה שפלוטוניום שימש לבניית פצצת איש שמן שהוטלה על נגסאקי במלחמת העולם השנייה.

בשנת 1942, זיהו סיבורג ומ. ל. פרלמן פלוטוניום בעפרת אורניום מקנדה^[1] (גם תגלית זו הוסתרה במשך כחצי עשור, ודווחה ב-1948), ומאוחר יותר זוהה פלוטוניום גם בעפרת אורניום מקונגו הבלגית^[2]. ריכוז הפלוטוניום הטבעי הוא מזערי - כ-10¹⁰ אטומים בגרם עפרה^[3], שהם בערך פיקוגרם פלוטוניום לגרם.

עקב ניסויים בנשק גרעיני שנערכו בשנות החמישים והשישים יש באטמוספירת כדור הארץ כמות מסוימת של פלוטוניום.

אמצעי זהירותעריכה

פלוטוניום הוא היסוד המסוכן ביותר בטבלה המחזורית מבחינה רדיולוגית, ושאיפה או בליעה של יותר ממיליונית הגרם יכולה לגרום למחלת הסרטן, ולכן הוא מאוחסן בתנאים מתאימים.

איזוטופיםעריכה

לפלוטוניום כ-15 איזוטופים ומתוכם 6 איזוטופים עיקריים:

238 - בעל זמן מחצית חיים של 88 שנים.
239 - בעל זמן מחצית חיים של 24,100 שנים.
240 - בעל זמן מחצית חיים של 6,500 שנים.
241 - בעל זמן מחצית חיים של 14 שנים.
242 - בעל זמן מחצית חיים של 373,000 שנים.
244 - בעל זמן מחצית חיים של 80,000,000 שנים (היציב ביותר).

תכונות ושימושיםעריכה

הפלוטוניום פולט חום רב, הנובע מקרינת אלפא הנפלטת ממנו. עקב החום הרב שפולט, משתמשים בפלוטוניום להנעת כלים בחלל. כמתכת, הוא גם מוליך חשמל ומוליך חום.

קישורים חיצונייםעריכה

מדיה וקבצים בנושא פלוטוניום בוויקישיתוף

התכונות הפיזיקליות, הגרעיניות והכימיות של פלוטוניום - באתר המכון למחקר אנרגיה וסביבה IEER
פלוטוניום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)

הערות שולייםעריכה

^ G.T. Seaborg and M.L. Pearlman, J. Am. Chem. Soc. 70 1948, p. 1571
^ D.F. Peppard, M.H. Studier, M.V. Gergel, G.W. Mason, J.C. Sullivan, J.F. Mech, J. Am. Chem. Soc. 73 1951 p. 2529.
^ Wilcken, K. M., Barrows, T. T., Fifield, L. K., Tims, S. G. and Steier, P., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, 259 no. 1 2007, p. 727-732

[1] G.T. Seaborg and M.L. Pearlman, J. Am. Chem. Soc. 70 1948, p. 1571

[2] D.F. Peppard, M.H. Studier, M.V. Gergel, G.W. Mason, J.C. Sullivan, J.F. Mech, J. Am. Chem. Soc. 73 1951 p. 2529.

[3] Wilcken, K. M., Barrows, T. T., Fifield, L. K., Tims, S. G. and Steier, P., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, 259 no. 1 2007, p. 727-732

[1]

[2]

[3]