Plutonium

Tento prvek se vyznačuje strukturními a fyzikálně chemickými vlastnostmi, které se výrazně liší od ostatních prvků [10] . Plutonium má sedm alotropních modifikací při určitých teplotách a tlakových rozsazích [12] : α, β, γ, δ, δ', ε a ζ. Může nabývat oxidačních stavů od +2 do +7, za hlavní jsou považovány +4, +5, +6. Hustota se pohybuje od 19,8 (a-Pu) do 15,9 g/cm3 (8-Pu).

Plutonium nemá žádné stabilní izotopy [5] . V přírodě je nejdéle žijící izotop ze všech transuranových prvků 244 Pu , jeho dceřiný nuklid 240 Pu a také 239 Pu [1] [13] [14] a 238 Pu ve stopových množstvích . V životním prostředí se vyskytuje především ve formě oxidu (PuO 2 ) , který je ve vodě ještě méně rozpustný než písek ( křemen ) [11] . Přítomnost prvku v přírodě je tak malá, že jeho extrakce je nepraktická [~ 1] .

Druhý po neptuniu (které bylo omylem „získáno“ v roce 1934 skupinou Enrica Fermiho [15] [16] ; jeho první izotop 239 Np byl syntetizován a identifikován v květnu 1940 Edwinem Macmillanem a Philipem Abelsonem [17] [18] [ 19] ) umělý prvek vyrobený v mikrogramových množstvích koncem roku 1940 jako izotop 238 Pu [13] .

První umělý chemický prvek, jehož výroba začala v průmyslovém měřítku [20] (v SSSR byl od roku 1946 vytvořen podnik na výrobu zbrojního uranu a plutonia v Čeljabinsku-40 [21] ). USA a poté SSSR byly první země, které zvládly jeho příjem.

Plutonium se získává z přírodního izotopu uranu U 238 . Celkové množství plutonia uloženého ve světě v různých formách bylo v roce 2003 odhadováno na 1239 tun [22] .

Plutonium se používá při výrobě jaderných zbraní (takzvané " plutonium zbraňové kvality "), paliva pro civilní a výzkumné jaderné reaktory a jako zdroj energie pro kosmické lodě [23] . První jaderná bomba na světě, postavená a testovaná ve Spojených státech v roce 1945 , používala plutoniovou nálož. První atomová bomba testovaná SSSR v roce 1949 [24] byla stejného typu .

Tabulka vpravo ukazuje hlavní vlastnosti α-plutonia. Tato alotropní modifikace je hlavní pro plutonium při pokojové teplotě a normálním tlaku.

CAS čísla :

7440-07-5 pro nespecifické plutonium,
13981-16-3 za 238 Pu _
15117-48-3 za 239 Pu _
14119-33-6 za 240 Pu .

Historie

Objev

Enrico Fermi spolu se svými spolupracovníky na univerzitě v Římě oznámili, že v roce 1934 objevili chemický prvek s atomovým číslem 94 [25] . Fermi pojmenoval tento prvek hesperium , čímž se domníval, že existují prvky transuranu a stal se jejich teoretickým objevitelem. Tohoto postoje se držel ve své Nobelově přednášce v roce 1938, nicméně poté, co se dozvěděl o objevu jaderného štěpení Otto Hahnem a Fritzem Strassmannem , byl donucen učinit poznámku v tištěné verzi, publikované ve Stockholmu v roce 1939, naznačující potřebu revidovat „celý problém transuranických prvků“. Práce německých vědců ukázala, že aktivita detekovaná Fermim ve svých experimentech byla způsobena právě štěpením, a nikoli objevem prvků transuranu, jak se dříve domníval [26] [27] [28] .

Objev plutonia tým UC Berkeley vedený G. T. Seaborgem byl proveden pomocí 60palcového cyklotronu . První ostřelování oktoxidu triuranu -238 ( 238 U 3 O 8 ) deuterony urychlenými v cyklotronu na 14-22 MeV a procházejícím hliníkovou fólií o tloušťce 0,002 palce (50,8 mikronů) bylo provedeno 14. prosince 1940 . Při porovnání vzorků získaných a stárnutých po dobu 2,3 dne s izolovanou frakcí čistého neptunia vědci zjistili významný rozdíl v jejich alfa aktivitě a navrhli, že jeho růst po 2 dnech je způsoben vlivem nového prvku, který je potomkem neptunia. Další fyzikální a chemické studie pokračovaly po dobu 2 měsíců. V noci z 23. na 24. února 1941 byl proveden rozhodující pokus o oxidaci navrhovaného prvku za použití peroxidových disulfátových iontů a iontů stříbra jako katalyzátoru, který ukázal, že neptunium-238 podléhá o dva dny později beta-minus rozpadu a tvoří chemický prvek pod číslem 94 v následující reakci:

238
92U(d,2n) →238 93Np→ (β − )238
94Pu

Existenci tedy E.M.,SeaborgG.T.potvrdilexperimentálně oxidační stavy [32] [33] [34] [35] [10] [36] [34] [37] [38] [39 ] [~ 2] .

O něco později bylo zjištěno, že tento izotop je neštěpný (prahový) , a tudíž nezajímavý pro další výzkum pro vojenské účely, protože prahová jádra nemohou sloužit jako základ pro štěpnou řetězovou reakci. Američtí jaderní fyzici si to uvědomili a zaměřili své úsilí na získání štěpného izotopu-239 (který měl být podle výpočtů silnějším zdrojem atomové energie než uran-235 [35] ). V březnu 1941 bylo 1,2 kg nejčistší uranové soli , zalité ve velkém bloku parafínu , bombardováno neutrony v cyklotronu . Bombardování jader uranu trvalo dva dny, v důsledku čehož bylo získáno přibližně 0,5 mikrogramu plutonia-239. Objevení se nového prvku, jak předpovídá teorie, bylo doprovázeno tokem alfa částic [40] .

28. března 1941 experimenty ukázaly, že 239 Pu je schopno štěpit působením pomalých neutronů , s průřezem mnohem větším než je průřez pro 235 U , navíc neutrony získané štěpným procesem jsou vhodné pro získání následujících aktů jaderného štěpení, to znamená, že vám umožní počítat s provedením jaderné řetězové reakce . Od tohoto okamžiku začaly experimenty na vytvoření plutoniové jaderné bomby a konstrukci reaktorů pro její výrobu [34] [36] [41] . První čistá sloučenina prvku byla získána v roce 1942 [34] a první hmotnostní množství kovového plutonia v roce 1943 [42] .

V článku předloženém k publikaci v časopise Physical Review v březnu 1941 byla popsána metoda pro získání a studium prvku [36] . Publikování této práce však bylo zastaveno poté, co byly obdrženy důkazy, že nový prvek by mohl být použit v jaderné bombě . Vydání díla proběhlo z bezpečnostních důvodů rok po druhé světové válce [43] a s určitými úpravami [44] .

Ve Třetí říši nezůstali atomoví výzkumníci nečinní . V laboratoři Manfreda von Ardena byly vyvinuty metody pro získání 94. prvku. V srpnu 1941 dokončil fyzik Fritz Houtermans svou tajnou zprávu „O otázce rozpoutání jaderných řetězových reakcí“. Poukázal v něm na teoretickou možnost výroby nové výbušniny z přírodního uranu v uranovém „kotli“.

Původ jména

V roce 1930 byla objevena nová planeta , o jejíž existenci dlouho mluvil Percival Lovell , astronom, matematik a autor fantastických esejů o životě na Marsu . Na základě mnohaletého pozorování pohybů Uranu a Neptunu dospěl k závěru, že za Neptunem ve sluneční soustavě musí být další, devátá planeta, která se nachází čtyřicetkrát dále od Slunce než Země . Prvky oběžné dráhy nové planety vypočítal v roce 1915 . Pluto bylo objeveno na fotografických snímcích pořízených 21., 23. a 29. ledna 1930 astronomem Clydem Tombaughem na Lowellově observatoři ve Flagstaffu ( USA ). Planeta byla objevena 18. února 1930 [45] . Jméno planetě dala jedenáctiletá školačka z Oxfordu Venetia Burney [46] . V řecké mytologii je Hádes (v římském Pluto) bůh říše mrtvých.

První tištěná zmínka o termínu plutonium pochází z 21. března 1942 [47] . Název 94. chemického prvku navrhli Arthur Wahl a Glenn Seaborg [48] . V roce 1948 Edwin Macmillan navrhl, aby se 93. chemický prvek jmenoval neptunium , protože planeta Neptun je první za Uranem . Analogicky bylo plutonium [49] [50] pojmenováno po druhé planetě za Uranem, Pluto . K objevu plutonia došlo 10 let po objevu trpasličí planety (přibližně stejné časové období bylo potřeba pro objev Uranu a pro pojmenování 92. chemického prvku ) [15] [~ 3] .

Zpočátku Seaborg navrhoval nazývat nový prvek „plutiem“, ale později se rozhodl, že název „plutonium“ zní lépe [51] . Pro označení prvku dal vtipně dvě písmena „Pu“ – toto označení se mu v periodické tabulce zdálo nejpřijatelnější [~ 4] . Seaborg také navrhl některá další jména, například ultimium ( angl. ultimium z lat. ultimus - poslední), extremium ( extremium z lat. extremus - extrémní), kvůli tehdejšímu chybnému úsudku, že plutonium se stane posledním chemickým prvkem v periodické tabulce [48] . Prvek však dostal název „plutonium“ podle poslední planety sluneční soustavy [15] .

Raný výzkum

Po několika měsících počátečního výzkumu byla chemie plutonia považována za podobnou jako u uranu [36].[ specifikovat ] . Další výzkum pokračoval v tajné metalurgické laboratoři Chicagské univerzity ( laboratoř Johna H. H. Jonese ). Díky[ upřesněte ] 18. srpna 1942 Cunningham a Werner izolovali první mikrogram čisté sloučeniny plutonia z 90 kg dusičnanu uranylu ozářeného neutrony v cyklotronu [44] [52] [53] [54] . 10. září 1942 - o měsíc později, během kterého vědci zvýšili množství sloučeniny - proběhlo vážení. Tento historický exemplář vážil 2,77 mikrogramu a skládal se z[ upřesněte ] oxid plutonitý [55] ; aktuálně uložený v Lawrence Hall, Berkeley [13] . Do konce roku 1942 se nashromáždilo 500 mikrogramů soli prvku. Pro podrobnější studium nového prvku ve Spojených státech bylo vytvořeno několik skupin [44] :

skupina vědců, kteří měli izolovat čisté plutonium chemickými metodami ( Los Alamos : JW Kennedy, CS Smith, AC Wahl, CS Garner, IB Johns),
skupina, která studovala chování plutonia v roztocích, včetně studia jeho oxidačních stavů, ionizačních potenciálů a reakční kinetiky ( Berkeley : W. M. Latimer, E. D. Eastman, R. E. Connik, J. W. Gofman a další),
skupina, která studovala komplexační chemii iontů plutonia ( Iowa : FH Spedding, WH Sullivan, AF Voigt, AS Newton) a další skupiny.

Výzkum zjistil, že plutonium lze nalézt v oxidačních stavech mezi 3 a 6 a že nižší oxidační stavy mají tendenci být stabilnější ve srovnání s neptuniem . Současně byla zjištěna podobnost chemických vlastností plutonia a neptunia [44] . V roce 1942 byl neočekávaný objev Stana Thomsona, člena skupiny Glenna Seaborga, který ukázal, že čtyřmocné plutonium se získává ve větším množství, když je v kyselém roztoku v přítomnosti fosforečnanu bismutnatého (BiPO 4 ) . [35] . Následně to vedlo ke studiu a aplikaci vizmut - fosfátové metody pro extrakci plutonia [56] . V listopadu 1943 byla oddělena určitá množství fluoridu plutonia (PuF 3 ) , aby se získal čistý vzorek prvku ve formě několika mikrogramů jemného prášku. Následně byly získány vzorky, které bylo možné vidět pouhým okem [57] .

V SSSR byly první experimenty na získání 239 Pu zahájeny v letech 1943-1944. pod vedením akademiků I. V. Kurčatova a V. G. Khlopina . V krátké době byly v SSSR provedeny rozsáhlé studie vlastností plutonia [58] . Na začátku roku 1945, na prvním cyklotronu v Evropě , postaveném v roce 1937 v Radium Institute , byl první sovětský vzorek plutonia získán neutronovým ozařováním jader uranu [32] [59] . Ve městě Ozersk byla od roku 1945 zahájena výstavba prvního průmyslového jaderného reaktoru na výrobu plutonia, prvního objektu Mayak Production Association , který byl spuštěn 19. června 1948 [60] .

Výroba v projektu Manhattan

Projekt Manhattan pochází z Einsteinova takzvaného dopisu Rooseveltovi , ve kterém byla prezidentova pozornost upozorněna na skutečnost, že nacistické Německo provádělo aktivní výzkum , v jehož důsledku by mohlo brzy získat atomovou bombu [61] . V důsledku pozitivní odezvy Franklina Roosevelta vznikl v USA projekt Manhattan [62] .

Během druhé světové války bylo cílem projektu sestrojit jadernou bombu . Projekt atomového programu , ze kterého vznikl projekt Manhattan, byl schválen a současně vytvořen výnosem prezidenta Spojených států z 9. října 1941. Projekt Manhattan zahájil svou činnost 12. srpna 1942 [63] . Jeho tři hlavní směry byly [64] :

organizace výroby plutonia v komplexu Hanford ,
organizace pro obohacování uranu v Oak Ridge , Tennessee ,
výzkum v oblasti jaderných zbraní a vytvoření atomové bomby v Los Alamos National Laboratory .

První jaderný reaktor , který umožnil získat větší množství prvku ve srovnání s cyklotrony , byl Chicago Woodpile-1 [34] . Do provozu byl uveden 2. prosince 1942 zásluhou Enrica Fermiho a Lea Sillarda [65] (poslední jmenovaný patří k návrhu použít jako moderátor neutronů grafit [66] ); v tento den byla provedena první samoudržující jaderná řetězová reakce [67] . Uran-238 a uran-235 byly použity k výrobě plutonia-239. Reaktor byl postaven pod tribunami na Stagg Field na University of Chicago [34] . Skládal se z 6 tun kovového uranu, 34 tun oxidu uranu a 400 tun „černých cihel“ grafitu. Jediné, co mohlo zastavit jadernou řetězovou reakci, byly kadmiové tyčinky , které dobře zachycují tepelné neutrony a ve výsledku dokážou zabránit případnému incidentu [68] . Vzhledem k chybějící radiační ochraně a chlazení byl jeho obvyklý výkon pouze 0,5 ... 200 W [34] .

Druhým reaktorem, který umožnil výrobu plutonia-239, byl grafitový reaktor X-10 [36] . Do provozu byla uvedena 4. listopadu 1943 [69] (stavba trvala 11 měsíců) ve městě Oak Ridge , v současnosti se nachází na území Oak Ridge National Laboratory . Tento reaktor byl druhým na světě po Chicago Woodpile-1 a prvním reaktorem, který byl vytvořen v pokračování projektu Manhattan [70] . Reaktor byl prvním krokem k výkonnějším jaderným reaktorům (na místě Hanford , Washington), což znamená, že byl experimentální. Konec jeho práce nastal v roce 1963 [71] ; veřejnosti přístupný od 80. let 20. století a je jedním z nejstarších jaderných reaktorů na světě [72] .

5. dubna 1944 obdržel Emilio Segre první vzorky plutonia vyrobeného v reaktoru X-10 [71] . Během 10 dnů zjistil, že koncentrace plutonia-240 v reaktoru byla ve srovnání s cyklotrony velmi vysoká . Tento izotop má velmi vysokou schopnost spontánního štěpení , v důsledku čehož se zvyšuje obecné pozadí neutronového ozařování [73] . Na tomto základě se dospělo k závěru, že použití vysoce čistého plutonia v jaderné bombě dělového typu , zejména v bombě Khudoy , by mohlo vést k předčasné detonaci [74] . Vzhledem k tomu, že se technologie vývoje jaderných bomb stále více zdokonalovala, bylo zjištěno, že pro jadernou nálož je nejlepší použít implozní schéma s kulovou náloží.

Prvním průmyslovým jaderným reaktorem na výrobu 239 Pu je reaktor B umístěný v USA. Stavba začala v červnu 1943 a skončila v září 1944. Výkon reaktoru byl 250 MW (zatímco X-10 měl jen 1000 kW). V tomto reaktoru byla poprvé jako chladivo použita voda [75] . Reaktor B (spolu s Reactor D a Reactor F , další dva) produkoval plutonium-239, které bylo poprvé použito v Trinity testu . Jaderné materiály získané v tomto reaktoru byly použity v bombě svržené na Nagasaki 9. srpna 1945 [76] . Vybudovaný reaktor byl uzavřen v únoru 1968 a lokalizován[ upřesnit ] v pouštní oblasti státu Washington , poblíž města Richland [77] .

Během projektu Manhattan v komplexu Hanford (vzniklý v roce 1943 pro výrobu plutonia a uzavřen v roce 1988 spolu s ukončením výroby [78] ) bylo vytvořeno mnoho zařízení pro výrobu, skladování, zpracování a využití jaderných materiálů. Tato pohřebiště obsahují asi 205 kg izotopů plutonia ( 239 Pu - 241 Pu) [79] . Bylo vytvořeno několik zařízení pro uložení devíti jaderných reaktorů, které produkovaly chemický prvek, četné pomocné budovy, které znečišťovaly životní prostředí. Byla vytvořena další zařízení pro separaci plutonia a uranu od nečistot chemickou cestou. Po uzavření tohoto komplexu (k roku 2009) bylo zlikvidováno více než 20 tun plutonia v bezpečných formách (aby se zabránilo jadernému štěpení) [78] .

V roce 2004 vykopávky odkryly pohřby na místě komplexu Hanford . Mezi nimi bylo nalezeno zbrojní plutonium , které bylo ve skleněné nádobě. Tento vzorek plutonia pro zbraně se ukázal jako nejdéle žijící a byl zkoumán Pacifickou národní laboratoří . Výsledky ukázaly, že tento vzorek byl vytvořen v grafitovém reaktoru X-10 v roce 1944 [80] [81] [82] [83] .

Jeden z účastníků projektu ( Alan May ) se podílel na tajném přenosu kreseb o principech konstrukce uranových a plutoniových bomb a také vzorků uranu-235 a plutonia-239 [61] .

Trinity and Fat Man

První jaderný test nazvaný Trinity, provedený 16. července 1945 poblíž Alamogorda v Novém Mexiku , použil plutonium jako jadernou nálož [57] [84] [85] . The Thing (výbušné zařízení) používal konvenční čočky [~5] ke kompresi plutonia na kritickou velikost a hustotu. Toto zařízení bylo vytvořeno pro testování nového typu jaderné bomby „Fat Man“ na bázi plutonia [86] . Ve stejné době začaly proudit neutrony z Hedgehog pro jadernou reakci. Zařízení bylo vyrobeno z polonia a berylia [36] ; tento zdroj byl použit v první generaci jaderných bomb [87] , protože v té době bylo toto složení považováno za jediný zdroj neutronů [32] [~ 6] . Celé toto složení umožnilo dosáhnout silného jaderného výbuchu . Celková hmotnost bomby použité při jaderném testu Trinity byla 6 tun, ačkoli jádro bomby obsahovalo pouze 6,2 kg plutonia [88] , a odhadovaná výška exploze nad městem byla 225-500 m [89] . Přibližně 20 % plutonia použitého v této bombě bylo 20 000 tun TNT [90] .

Bomba Fat Man byla svržena na Nagasaki 9. srpna 1945. Výbuch okamžitě zabil 70 000 lidí a zranil dalších 100 000 [36] . Měl podobný mechanismus: jádro z plutonia bylo umístěno v kulovitém hliníkovém plášti, který byl vyložen chemickou výbušninou. Při detonaci pláště byla plutoniová nálož stlačena ze všech stran a její hustota přerostla kritickou, načež začala jaderná řetězová reakce [91] . Malysh , svržený na Hirošimu o tři dny dříve, používal uran-235 , ale ne plutonium. Japonsko podepsalo kapitulační dohodu 15. srpna. Po těchto případech byla v médiích zveřejněna zpráva o použití nového chemického radioaktivního prvku – plutonia.

Studená válka

Velká množství plutonia byla produkována během studené války USA a SSSR . Americké reaktory umístěné v lokalitě Savannah River Site ( Severní Karolína ) a Hanford vyprodukovaly během války 103 tun plutonia [92] , zatímco SSSR vyrobil 170 tun plutonia pro zbraně [93] . Dnes se v jaderné energetice vyrábí asi 20 tun plutonia jako vedlejší produkt jaderných reakcí [94] . Na každých 1000 tun plutonia ve skladu připadá 200 tun plutonia extrahovaného z jaderných reaktorů [36] . Pro rok 2007 SIIM odhadla světové plutonium na 500 tun, což je zhruba stejně rozděleno na potřeby zbraní a energie [95] .

Bezprostředně po skončení studené války se všechny jaderné zásoby problémemNapříklad ve Spojených státech byly z plutonia extrahovaného z jaderných zbraní roztaveny dvoutunové bloky, ve kterých je prvek ve formě inertního oxidu plutonia (IV) [36] . Tyto bloky jsou zaskleny borosilikátovým sklem s příměsí zirkonia a gadolinia [~ 7] . Poté byly tyto bloky pokryty nerezovou ocelí a pohřbeny v hloubce 4 km [36] . Americké místní a státní vlády zabránily ukládání jaderného do YuccaV březnu 2010 se americké úřady rozhodly odejmout licenci na právo skladovat jaderný odpad. Barack Obama navrhl revizi politiky skladování odpadu a poskytl doporučení pro vývoj nových účinných metod pro nakládání s vyhořelým palivem a odpady [96] .

Lékařské experimenty

Během druhé světové války a po ní vědci prováděli pokusy na zvířatech a lidech, kde si vstřikovali nitrožilní dávky plutonia [97] . Studie na zvířatech ukázaly, že několik miligramů plutonia na kilogram tkáně je smrtelná dávka [98] . „Standardní“ dávka byla 5 mikrogramů plutonia [97] , v roce 1945 bylo toto číslo sníženo na 1 mikrogram kvůli skutečnosti, že plutonium má tendenci se hromadit v kostech a je tedy nebezpečnější než radium [98] .

Osmnáct testů plutonia na lidech bylo provedeno bez předchozího souhlasu testovaných osob , aby se zjistilo, kde a jak se plutonium koncentruje v lidském těle, a aby byly vypracovány normy pro bezpečné zacházení s ním. První místa, kde byly prováděny experimenty v rámci projektu Manhattan, byly: Hanford , Berkeley , Los Alamos , Chicago , Oak Ridge , Rochester [97] .

Vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Plutonium, stejně jako většina kovů, má jasně stříbřitou barvu, podobnou niklu nebo železu [1] , ale na vzduchu oxiduje , přičemž svou barvu mění nejprve na bronzovou , poté na modrou barvu tvrzeného kovu a poté se změní na matně černou. nebo zelená barva kvůli tvorbě uvolněného oxidového povlaku [99] . Existují také zprávy o tvorbě žlutého a olivově zbarveného oxidového filmu [100] [101] . Při pokojové teplotě je plutonium ve formě α - to je nejběžnější alotropní modifikace pro plutonium . Tato struktura je asi tak tvrdá jako šedá litina , pokud není legována jinými kovy, aby slitina získala tažnost a měkkost. Na rozdíl od většiny kovů není dobrým vodičem tepla a elektřiny [100] .

Plutonium má abnormálně nízký bod tání kovů (přibližně 640 °C) [102] a neobvykle vysoký bod varu (3235 °C) [1] [~ 9] . Olovo je asi dvakrát lehčí kov než plutonium [103] (rozdíl v hustotě je 19,86 − 11,34 ≈ 8,52 g/cm³) [11] .

Některé fyzikální vlastnosti plutonia [1]

Atomové poloměry různých modifikací plutonia při 298 K a při teplotách jejich existence

Fáze	α	β	γ	5	δ'	ε
T , K	298	366	508	593	738	763
Atomový poloměr, nm	0,158	0,160	0,1601	0,1640	0,1638	0,1622
Poloměr při 298 K, nm	0,158	0,159	0,1589	0,1644	0,1644	0,1594

Efektivní průřez zachycením tepelných neutronů pro některé izotopy plutonia

Izotop	238 Pu	239 Pu	240 Pu	241 Pu	242 Pu
Efektivní průřez, 10 −28 m²	403±10	1028±13	287±7	1400±80	18,6 ± 0,8

Elektrický odpor různých fází plutonia a jejich teplotní koeficient elektrického odporu

Fáze	T, K	ρ, μOhm m	α 10 −3 , K −1
α α α α α α	26 50 100 150 273 376	0,648 1,280 1,569 1,535 1,465 1,414	+18,405 (26-50 K) a -0,418 (126-273 K) — —
β	420	1,085	−0,62
γ	505	1,078	−0,50
5	625	1,004	+0,72
δ'	735	1,021	+4,43

Součinitel absolutní tepelné elektromotorické síly plutonia e jako funkce teploty a modifikace

Fáze	T, K	průměrná hodnota e , µV/K
α α α	20 100 300	1,75 9,8 11,5
β	400	9.1
γ	500	8.4
5	600	3.0
δ'	725	2.3
ε	800	3.5

Stejně jako u jiných kovů se koroze plutonia zvyšuje s rostoucí vlhkostí . Některá studia prohlašují, že mokrý argon může být více korozivní prvek než kyslík ; je to způsobeno tím, že argon nereaguje s plutoniem a v důsledku toho začne plutonium praskat [104] [~10] .

Alfa rozpad, který je doprovázen emisí jader helia , je nejběžnějším typem radioaktivního rozpadu izotopů plutonia [105] . Teplo produkované rozpadem jader a jejich emisí alfa částic činí plutonium teplým na dotek [50] [106] .

Jak víte, elektrický odpor charakterizuje schopnost materiálu vést elektrický proud . Specifický odpor plutonia při pokojové teplotě je pro kov velmi vysoký a tato vlastnost se bude zvyšovat s klesající teplotou, což není pro kovy charakteristické [57] . Tento trend pokračuje až do 100 K [102] ; pod touto značkou se elektrický odpor sníží [57] . S poklesem značky na 20 K se odpor vlivem radiační aktivity kovu začne zvyšovat a tato vlastnost bude záviset na izotopovém složení kovu [57] .

Plutonium má nejvyšší elektrický odpor mezi všemi studovanými aktinidy (v tuto chvíli), který je 150 μΩ cm (při +22 °C) [67] . Jeho tvrdost je 261 kg/mm³ (pro α-Pu) [10] .

Vzhledem k tomu, že plutonium je radioaktivní, podléhá v průběhu času změnám ve své krystalové mřížce [107] . Plutonium podléhá jakémusi žíhání také samoozářením v důsledku nárůstu teploty nad 100 K.

Na rozdíl od většiny materiálů se hustota plutonia zvyšuje o 2,5 %, když se zahřeje na bod tání , zatímco u běžných kovů hustota klesá s rostoucí teplotou [57] . Blíže k bodu tání má kapalné plutonium velmi vysoké povrchové napětí a nejvyšší viskozitu mezi ostatními kovy [102] [107] . Charakteristickým rysem plutonia je jeho zmenšování objemu v rozmezí teplot od 310 do 480 °C, na rozdíl od jiných kovů [58] .

Alotropní modifikace

Plutonium má sedm alotropních modifikací . Šest z nich (viz obrázek výše) existuje za normálního tlaku a sedmý - pouze při vysoké teplotě a určitém rozsahu tlaku [12] . Tyto allotropy, které se liší svými strukturními charakteristikami a indexy hustoty, mají velmi podobné hodnoty vnitřní energie . Tato vlastnost činí plutonium velmi citlivým na kolísání teploty a tlaku a vede k náhlé změně jeho struktury [107] . Index hustoty všech alotropních modifikací plutonia se pohybuje od 15,9 g/cm³ do 19,86 g/cm³ [94] [~ 11] . Přítomnost mnoha alotropních modifikací v plutoniu činí kov obtížně zpracovatelný a vyvalovat se [1] , protože prochází fázovými přechody. Důvody existence takových různých alotropních modifikací v plutoniu nejsou zcela jasné.

Vlastnosti krystalových mřížek plutonia [13] [108] [109]
Fáze	obraz	Oblast stability, °C	Symetrie a prostorová grupa	Parametry mřížky, Å				Počet atomů v základní buňce	Hustota rentgenového záření , g/cm³	Teplota přechodu, °C	ΔH přechod , J /mol
Fáze	obraz	Oblast stability, °C	Symetrie a prostorová grupa	A	b	C	β	Počet atomů v základní buňce	Hustota rentgenového záření , g/cm³	Teplota přechodu, °C	ΔH přechod , J /mol
α		Pod 122	PM , P2 1 / min	Při 21°C				16	19,86	—	—
α		Pod 122	PM , P2 1 / min	6,183	4,882	10,963	101,79°	16	19,86	—	—
β	—	122-207	OTsM , 12/ m	Při 100 °C				34	17.7	a→p 122±4	3430
β	—	122-207	OTsM , 12/ m	9,284	10,463	7,859	93,13°	34	17.7	a→p 122±4	3430
γ		207-315	GCO , F ddd	Při 235°C				osm	17.14	β→γ 207±5	565
γ		207-315	GCO , F ddd	3,159	5,768	10,162	—	osm	17.14	β→γ 207±5	565
5		315-457	FCC , F m 3 m	Při 320°C				čtyři	15,92	γ→5 315±3	586
5		315-457	FCC , F m 3 m	4,6371	—	—	—	čtyři	15,92	γ→5 315±3	586
δ'		457-479	OCT , 14/ mmm	Při 465 °C				2	16	5→5' 457±2	84
δ'		457-479	OCT , 14/ mmm	3.34	—	4.44	—	2	16	5→5' 457±2	84
ε		479-640	BCC , měřím 3 metry	Při 490 °C				2	16,51	5'→E 479±4	1841
ε		479-640	BCC , měřím 3 metry	3,634	—	—	—	2	16,51	5'→E 479±4	1841

První tři krystalové modifikace – α-, β- a γ-Pu – mají složitou krystalovou strukturu se čtyřmi výraznými kovalentními vazbami . Ostatní - δ-, δ'- a ε-Pu - vyšší teplotní modifikace se vyznačují jednodušší strukturou [110] .

Alfa forma existuje při pokojové teplotě jako nedopované a surové plutonium. Má podobné vlastnosti jako litina , má však tendenci se přeměňovat na tažný materiál a vytvářet tvárnou β-formu při vyšších teplotách [57] . Alfa forma plutonia má nízkosymetrickou monoklinickou strukturu (krystalová struktura fází, které existují při pokojových teplotách, je nízko symetrická, což je typičtější pro minerály než pro kovy ), takže je zřejmé, že jde o silnou a špatně vodivá modifikace [12] . V této formě je plutonium velmi křehké, ale má nejvyšší hustotu ze všech alotropních modifikací [111] . Fáze plutonia se vyznačují prudkou změnou mechanických vlastností, od zcela křehkého kovu po tvárný [102] .

Plutonium ve formě δ obvykle existuje při teplotách mezi 310 °C a 452 °C, ale může být stabilní při pokojové teplotě, pokud je dopováno galliem , hliníkem nebo cerem . Slitina plutonia s malým množstvím jednoho nebo více těchto kovů může být použita při svařování [57] . Tvar delta má více[ co? ] výrazné vlastnosti kovu a z hlediska pevnosti a kujnosti je srovnatelný s hliníkem.

V jaderných zbraních se kulovitá rázová vlna tvořená výbušnými čočkami, pro jejíž současnou detonaci se používá detonační vedení, používá k rovnoměrnému stlačení dutého plutoniového jádra, jehož hlavní vlastností je prudké zvýšení hustoty plutonia. k přechodu do jiné alotropní formy. Tyto akce umožní dosáhnout kritického množství plutonia [112] .

Plutonium ve fázi epsilon vykazuje anomálně vysoký atomový samodifúzní[107] .

Plutonium začíná zmenšovat svůj objem, když přechází do fáze δ a δ', což je vysvětleno negativním koeficientem tepelné roztažnosti [102] .

Sloučeniny a chemické vlastnosti

Aktinidy mají podobné chemické vlastnosti. První dva aktinidy a aktinium mají nejmenší oxidační stavy (rozsah hodnot od 3 do 5), poté se tyto hodnoty zvyšují a dosahují vrcholu u plutonia a neptunia , poté po americiu toto číslo opět klesá. Tuto vlastnost lze vysvětlit složitostí chování elektronů v jádrech prvků . V roce 1944 předložil Glenn Seaborg hypotézu kontrakce aktinoidů , která předpokládá postupný pokles poloměrů aktinidových iontů (totéž platí pro lanthanoidy ). Před jeho nominací byly první aktinidy ( thorium , protaktinium a uran ) přiřazeny k prvkům 4. , 5. a 6. skupiny [67] [113] .

Plutonium je reaktivní kov [100] . V roce 1967 sovětští vědci zjistili, že nejvyšší oxidační stav neptunia a plutonia není 6, ale 7 [114] . K tomu museli vědci oxidovat PuO 2 2+ ozonem v alkalickém prostředí [7] . Plutonium vykazuje čtyři oxidační stavy ve vodných roztocích a jeden velmi vzácný [94] :

Pu III , jako Pu 3+ (světle fialová),
Pu IV , jako Pu 4+ (čokoláda),
Pu V , jako PuO 2 + (světlo) [~ 12] ,
Pu VI , jako PuO 2 2+ (světle oranžová),
Pu VII , jako PuO 5 3− (zelený) - jsou také přítomny sedmimocné ionty .

Barvy vodných roztoků plutonia závisí na stupni oxidace a solích kyselin [115] . Plutonium se v nich může nacházet v několika oxidačních stavech najednou, což se vysvětluje blízkostí jeho redoxních potenciálů [116] , což se zase vysvětluje přítomností 5f elektronů , které se nacházejí v lokalizované a delokalizované zóna elektronového orbitalu [117] . Při pH 5-8 dominuje čtyřmocné plutonium [116] , které je mezi ostatními valencemi (oxidačními stavy) nejstabilnější [4] .

Kovové plutonium se získává reakcí jeho tetrafluoridu s baryem , vápníkem nebo lithiem při teplotě 1200 °C [118] :

\mathrm {PuF_{4}+2Ca{\xrightarrow {1200^{\circ }C}}Pu+2CaF_{2}}

Reaguje s kyselinami , kyslíkem a jejich parami, ne však s alkáliemi [57] (v jejichž roztocích se znatelně nerozpouští [7] , jako většina aktinidů [67] ). Rychle se rozpouští v chlorovodíku , jodovodíku , bromovodíku , 72% kyselině chloristé , 85% kyselině fosforečné , koncentrovaném CCl3COOH , kyselině sulfamové a vroucí koncentrované kyselině dusičné [100] . Plutonium je inertní vůči koncentrované kyselině sírové a octové ; v jejich roztocích se pomalu rozpouští, to znamená, že reaguje a tvoří odpovídající soli [10] . Při teplotě 135 °C se kov samovolně vznítí v důsledku reakce s kyslíkem, a pokud je umístěn v atmosféře tetrachlormethanu , exploduje [36] .

Reaktivita plutonia v roztocích [13]
Řešení	Reaktivita
Voda	Při pokojové teplotě reaguje velmi pomalu, při bodu varu ne o moc rychleji; Vzniká H2 a černý prášek Pu(O)H
NaCl (aq.)	Poskytuje H 2 a černý prášek Pu(O)H
HNO3 _	Nereaguje při žádné koncentraci v důsledku pasivace; v přítomnosti 0,005 M HF rozpouští vroucí koncentrovaná kyselina plutonium poměrně rychle
HC1 , HBr	Velmi rychle se rozpouští v koncentrovaných a středně zředěných kyselinách
HF	Reaguje velmi pomalu. Brikety získané lisováním hoblin kovového plutonia se často rychle a úplně rozpouštějí za vzniku nerozpustného PuF 3 [119]
72 % HC104	rychlé rozpouštění
H2SO4 _ _ _	Koncentrovaná kyselina vytvoří na kovu ochranný povlak, který zastaví pomalou reakci, která začala. Středně zředěný reaguje s kovem pomalu; kovové vzorky obsahující nečistoty lze zcela rozpustit v 5N. kyselina
85 % H3PO4 _ _	Reaguje poměrně rychle
Octová kyselina	Neinteraguje s ledovou kyselinou octovou, a to ani za horka; pomalu reaguje se zředěnou kyselinou
Kyselina trichloroctová	Rychle se rozpouští v koncentrované kyselině; pomaleji reaguje se zředěným
kyselina trifluoroctová	Pomalu se rozpouští v koncentrované kyselině; často se tvoří zbytek nerozpuštěného oxidu [120]
Kyselina sulfamová	Poměrně rychle se rozpouští v 1,7 M kyselině a teplota musí být nižší než 40 °C, aby se zabránilo rozkladu kyseliny. Zůstává malé množství potenciálně samozápalného zbytku; v přítomnosti HNO 3 je množství sraženiny větší [121]

Ve vlhkém kyslíku kov rychle oxiduje za vzniku oxidů a hydridů . Kovové plutonium reaguje s většinou plynů při zvýšených teplotách [100] . Je-li kov dostatečně dlouho vystaven malému množství vlhkého vzduchu , na jeho povrchu se tvoří oxid plutonia . Kromě toho může vzniknout i jeho dihydrid , ale pouze s nedostatkem kyslíku [57] . Ionty plutonia ve všech oxidačních stavech jsou náchylné k hydrolýze a tvorbě komplexů [58] . Schopnost tvořit komplexní sloučeniny se zvyšuje v řadě Pu 5+ < Pu 6+ < Pu 3+ < Pu 4+ [5] .

Při pokojové teplotě má čerstvá část plutonia stříbrnou barvu, která pak ztmavne do šeda [50] . Tím, že je povrch kovu pasivován, stává se samozápalným , tj. schopným samovznícení, takže kovové plutonium se typicky zpracovává v inertní atmosféře argonu nebo dusíku . Roztavený kov musí být skladován ve vakuu nebo v atmosféře inertního plynu , aby se zabránilo reakci s kyslíkem [57] .

Plutonium reverzibilně reaguje s čistým vodíkem za vzniku hydridu plutonia při teplotách 25-50°C [10] [107] . Navíc snadno reaguje s kyslíkem za vzniku oxidu plutonia a oxidu plutonia a také oxidů (ale nejen jich, viz část níže) různého složení ( berthollides ). Oxidy expandují plutonium o 40 % jeho původního objemu. Kovové plutonium energicky reaguje s halogenovodíky a halogeny ve sloučeninách, se kterými obvykle vykazuje oxidační stav +3, ale jsou známy halogenidy o složení PuF 4 a PuCl 4 [10] [122] . Při reakci s uhlíkem tvoří jeho karbid (PuC) , s nitridem dusíku (při 900 °C), s křemík- silicidem (PuSi 2 ) [36] [94] . Karbid, nitrid, oxid plutonium mají bod tání vyšší než 2000 °C, a proto se používají jako jaderné palivo [7] .

Kelímky používané ke skladování plutonia musí odolat jeho silným redoxním vlastnostem. Žáruvzdorné kovy , jako je tantal a wolfram , spolu se stabilnějšími oxidy , boridy , karbidy , nitridy a silicidy mohou také odolat vlastnostem plutonia. Tavení v elektrické obloukové peci lze využít k získání malého množství kovu bez použití kelímků [57] .

Tetravalentní cer se používá jako chemický simulátor pro plutonium(IV) [123] .

Elektronická struktura: 5 f - elektrony

Plutonium je prvek, ve kterém jsou 5f elektrony umístěny na hranici mezi lokalizovanými a delokalizovanými elektrony , takže je považováno za jeden z nejsložitějších a nejobtížnějších prvků ke studiu [117] .

Anomální chování plutonia je způsobeno jeho elektronovou strukturou . Energetický rozdíl mezi 6d a 5f elektrony je velmi malý. Rozměry pláště 5 f jsou zcela dostatečné na to, aby spolu vytvořily atomovou mřížku; toto se děje na samé hranici mezi lokalizovanými a propojenými elektrony . Blízkost elektronických hladin vede k vytvoření nízkoenergetické elektronické konfigurace s přibližně stejnými energetickými hladinami. To vede ke vzniku 5 f n 7 s 2 a 5 f n−1 7 s 2 6 d 1 elektronových obalů, což vede ke složitosti jeho chemických vlastností. Elektrony 5f se podílejí na tvorbě kovalentních vazeb a komplexních sloučenin v plutoniu [107] .

Být v přírodě

Přírodní plutonium

V přírodě byla nalezena malá množství alespoň dvou izotopů plutonia ( 239 Pu a 244 Pu) [67] .

V uranových rudách v důsledku záchytu neutronů [~ 13] jádry uranu-238 vzniká uran-239, který podléhá beta rozpadu na neptunium - 239. V důsledku následujícího β-rozpadu vzniká přirozené plutonium-239. Dochází k následující jaderné reakci [116] :

{\mathrm {^{{238}}_{{\92}}U\ +\ _{{0}}^{{1}}n\ {\xrightarrow {\gamma }}\ _{{\92} }^{{239}}U\ {\xrightarrow[ {23,5\ {\mathrm {min}}}]{\beta ^{-}}}\ _{{\ 93}}^{{239}} Np\ {\xrightarrow[ {2.3565\ {\mathrm {d))}]{\beta ^{-))}\ _({\94))^{{239))Pu))

Podle stejné reakce se plutonium-239 syntetizuje v průmyslovém měřítku (viz izotopy a syntéza ). Plutonium se však v přírodě tvoří v tak mikroskopických množstvích (největší poměr 239 Pu/ 238 U je 15⋅10 −12 ), že jeho extrakce z uranových rud nepřichází v úvahu [116] . V průměru je obsah 239 Pu asi 400 tisíckrát menší než obsah radia [15] . Malé množství plutonia-239 – bilionový díl – bylo tedy nalezeno v uranových rudách [57] v přírodním jaderném reaktoru v Oklo , Gabon [124] . Poměr plutonia k uranu, jehož těžba je plánována v roce 2013 v dole Cigar Lake přibližně 2,4⋅10 až 44⋅10 −12 [125] .

Díky hmotnostním spektrometrickým měřením v prekambrickém bastnaesitu [126] byla také prokázána přítomnost dalšího izotopu, plutonia-244. Má nejdelší poločas rozpadu mezi izotopy plutonia - přibližně 80 milionů let, ale navzdory tomu je jeho obsah menší než plutonium-239, protože nevzniká přirozenými reakcemi v zemské kůře, ale pouze se rozkládá. Tento izotop je primordiální, to znamená, že přežil do naší doby od dob předcházejících vzniku sluneční soustavy (před 4,567 miliardami let). Za posledních 57 poločasů rozpadu zbyl z původního počtu 244 atomů Pu jen velmi malý zlomek, přibližně 6,5⋅10 −18 .

Vzhledem k tomu, že izotop plutonia-240 s relativně dlouhou životností je v rozpadovém řetězci prvotního plutonia-244, je přítomen i v přírodě, vzniká po alfa rozpadu 244 Pu a dvou následujících beta rozpadech krátkotrvajících intermediárních jader. Životnost 240 Pu je však o 4 řády kratší než životnost mateřského jádra, a proto je její přirozený obsah také asi 104krát menší než u plutonia-244.

Velmi malá množství plutonia-238 by se měla nacházet v uranových rudách [127] jako produkt velmi vzácného dvojitého beta rozpadu uranu-238 objeveného v roce 1991 [128] .

V zemské kůře jsou tedy 4 přirozené izotopy plutonia: 238 Pu, 239 Pu, 240 Pu a 244 Pu, z nichž první tři jsou radiogenní a čtvrtý je primordiální. V přírodě však bylo experimentálně pozorováno pouze 239 Pu a 244 Pu . Přírodní plutonium bylo poprvé izolováno v roce 1948 z dehtové uranové rudy GT Seaborgem a M. Perlmanem [129] .

Umělé plutonium

Minimální množství plutonia lze hypoteticky nalézt v lidském těle, vzhledem k tomu, že bylo provedeno asi 550 jaderných testů , které byly tak či onak provedeny s plutoniem. Většina podvodních a leteckých jaderných testů byla zastavena díky Smlouvě o zákazu jaderných zkoušek , která byla podepsána v roce 1963 a ratifikována SSSR , USA , Velkou Británií a dalšími státy. Některé státy pokračovaly v jaderných testech.

Právě proto , že plutonium-239 bylo syntetizováno speciálně pro jaderné testování, je dnes nejběžnějším a nejčastěji používaným syntetizovaným nuklidem ze všech izotopů plutonia [36] .

Izotopy

Objev izotopů plutonia začal v roce 1940, kdy bylo získáno plutonium-238 . V současnosti je považován za jeden z nejdůležitějších nuklidů. O rok později byl objeven nejdůležitější nuklid plutonium-239 [49] , který později našel své uplatnění v jaderném a kosmickém průmyslu . Chemický prvek je aktinid , jeden z jeho izotopů, který je zmíněn výše, je v hlavní trojici štěpných izotopů [43] ( uran-233 a uran-235 jsou další dva) [130] . Stejně jako izotopy všech aktinidů jsou všechny izotopy plutonia radioaktivní [131] .

Nejdůležitější jaderné vlastnosti nuklidů plutonia jsou uvedeny v tabulce:

Jaderné vlastnosti izotopů plutonia [13] [132] [133] [134]
Hmotnostní číslo	Poločas rozpadu	Typ rozpadu	Hlavní záření, MeV (výtěžek, v %)	Jak získat
228	1,1 s	α ≈ 100 % β + < 0,1	7,950
229	> 2⋅10 −5 s	α	7,590
230	1,7 min	α ≤ 100 %	7,175
231	8,6 min	β + ≤ 99,8 % α ≥ 0,2 %	4.007
232	34 min	EZ ≥ 80 % α ≤ 20 %	α 6,60 (62 %) 6,54 (38 %)	233 92U(α,5n)
233	20,9 min	EZ 99,88 % α 0,12 %	a 6,30 y 0,235	233 92U (α,4n)
234	8,8 hod	EZ 94 % α 6 %	α 6,202 (68 %) 6,151 (32 %)	235 92U(α,3n)
235	25,6 min	EZ > 99 % α 3⋅10 −3 %	a 5,85 y 0,049	235 92U (α,4n) 233 92U (α,2n)
236	2,85 roku 3,5⋅10 9 let	α SD	α 5,768 (69 %) 5,721 (31 %)	235 92U (α,3n) Přidat.236 93Np
237	45,4 dne	EZ > 99 % α 3,3⋅10 −3 %	α 5,65 (21 %) 5,36 (79 %)	235 92U (α,2n) 237 93Np(d,2n)
238	87,74 let 4,8⋅10 10 let	α SD	α 5,499 (70,9 %) 5,457 (29 %)	Dcera242 96cm Dcera238 93Np
239	2,41⋅10 4 roky 5,5⋅10 15 let	α SD	α 5,155 (73,3 %) 5,143 (15,1 %) γ 0,129	Dcera239 93Np Neutronový záchyt
240	6 563⋅10 3 roky 1,34⋅10 11 let	α SD	α 5,168 (72,8 %) 5,123 (27,1 %)	Záchyt více neutronů
241	14,4 let	β − > 99 % α 2,41⋅10 −3 %	α 4,896 (83,2 %) 4,853 (21,1 %) β − 0,021 γ 0,149	Záchyt více neutronů
242	3,76⋅10 5 let 6,8⋅10 10 let	α SD	α 4,901 (74 %) 4,857 (26 %)	Záchyt více neutronů
243	4,956 h	β -	β − 0,58 γ 0,084	Záchyt více neutronů
244	8,26⋅10 7 let 6,6⋅10 10 let	α SD	α 4,589 (81 %) 4,546 (19 %)	Záchyt více neutronů
245	10,5 hod	β -	β − 1,28 γ 0,327	244 94Pu(n,γ)
246	10,85 dne	β -	β − 0,384 γ 0,224	245 94Pu(n,γ)

Z izotopů plutonia je v současnosti známo, že existuje 19 nuklidů s hmotnostními čísly 228-247 [134] . Pouze 4 z nich našly své uplatnění [15] . Vlastnosti izotopů mají nějakou charakteristickou vlastnost, z níž lze usuzovat na jejich další studium – i izotopy mají delší poločasy než liché (tento předpoklad však platí pouze pro jeho méně významné nuklidy).

Americké ministerstvo energetiky rozděluje směsi plutonia do tří typů [135] :

plutonium pro zbraně (obsah 240 Pu v 239 Pu je menší než 7 %)
palivové plutonium (od 7 do 18 % 240 Pu) a
reaktorové plutonium ( obsah 240 Pu přes 18 %)

Termín "ultračisté plutonium" se používá k popisu směsi izotopů plutonia obsahujících 2-3 procenta 240 Pu [135] .

Pouze dva izotopy tohoto prvku ( 239 Pu a 241 Pu) jsou schopnější jaderného štěpení než ostatní; navíc se jedná o jediné izotopy, které podléhají jadernému štěpení působením tepelných neutronů [135] . Mezi produkty výbuchu termonukleárních bomb byly nalezeny i 247 Pu a 255 Pu [4] , jejichž poločasy rozpadu jsou neúměrně krátké.

Izotopy a fúze

Je známo asi 20 izotopů plutonia, všechny jsou radioaktivní. Nejdéle žijící z nich je plutonium-244 s poločasem rozpadu 80,8 milionu let; plutonium-242 má kratší poločas rozpadu 372 300 let; plutonium-239 - 24 110 let. Všechny ostatní izotopy mají poločas rozpadu méně než 7 tisíc let. Tento prvek má 8 metastabilních stavů , poločasy těchto izomerů nepřesahují 1 s [105] .

Hmotnostní počet známých izotopů prvku se pohybuje od 228 do 247. Všechny zažívají jeden nebo více typů radioaktivního rozpadu:

elektronový záchyt (a při dostatečné energii rozpad pozitronu beta) za vzniku izotopů neptunia;
beta minus rozpad za vzniku izotopů americia ;
alfa rozpad za vzniku izotopů uranu ;
spontánní štěpení se vznikem široké škály dceřiných izotopů prvků ze střední části periodické tabulky, z nichž mnohé jsou β − -aktivní.

Hlavním rozpadovým kanálem pro nejlehčí izotopy plutonia (od 228 do 231) je alfa rozpad, ačkoli kanál pro zachycení elektronů je pro ně také otevřený. Hlavním rozpadovým kanálem pro lehké izotopy plutonia (od 232 do 235 včetně) je elektronový záchyt, kterému konkuruje alfa rozpad. Hlavní kanály pro radioaktivní rozpad izotopů s hmotnostními čísly mezi 236 a 244 (kromě 237 [136] , 241 [136] a 243) jsou alfa rozpad a (s menší pravděpodobností) spontánní štěpení . Hlavním rozpadovým kanálem pro izotopy plutonia s hmotnostními čísly většími než 244 (stejně jako 243 Pu a 241 Pu) je beta-minus rozpad na izotopy americia (95 protonů). Plutonium-241 je členem „vyhaslé“ radioaktivní neptuniové řady [50] [105] .

Betastabilní (to znamená, že dochází pouze k rozpadům se změnou hmotnostního čísla) jsou izotopy s hmotnostními čísly 236, 238, 239, 240, 242, 244.

Syntéza plutonia

Plutonium se v průmyslovém měřítku vyrábí dvěma způsoby [135] :

ozařování uranu (viz reakce níže) obsaženého v jaderných reaktorech;
ozařování v reaktorech transuranových prvků izolovaných z vyhořelého paliva.

Po ozáření se v obou případech plutonium oddělí chemickou cestou od uranu, transuranových prvků a štěpných produktů.

Plutonium-238

Plutonium-238, které se používá v radioizotopových generátorech energie , lze syntetizovat v laboratoři výměnnou (d, 2n) reakcí na uranu-238:

{\mathrm {^{{238}}_{{\92}}U\ +\ _{{1}}^{{2}}D\ \longrightarrow \ _{{\93}}^{{238} }Np\ +\ 2\ _{{0}}^{{1}}n~;\quad _({\ 93}}^{{238}}Np\ {\xrightarrow[ {2.117\ d}]{ \beta ^{-}}}\ _{{\ 94}}^{{238}}Pu}}

V tomto procesu deuteron vstupuje do jádra uranu-238, což má za následek vznik neptunia-238 a dvou neutronů. Dále neptunium-238 podléhá beta-minus rozpadu na plutonium-238. Právě v této reakci bylo poprvé získáno plutonium ( 1941 , Seaborg). Není to však ekonomické. V průmyslu se plutonium-238 získává dvěma způsoby:

separace z ozářeného jaderného paliva (smíšeného s jinými izotopy plutonia, jehož separace je velmi nákladná), takže čisté plutonium-238 se touto metodou nevyrábí
pomocí neutronového ozařování v neptuniových-237 reaktorech .

Cena jednoho kilogramu plutonia-238 je asi 1 milion amerických dolarů [137] .

Plutonium-239

Plutonium-239, štěpný izotop používaný v jaderných zbraních a jaderné energetice, je průmyslově syntetizován [10] v jaderných reaktorech (včetně elektráren jako vedlejší produkt) pomocí následující reakce zahrnující jádra uranu a neutrony využívající beta-minus rozpad a s účast izotopů neptunia jako meziproduktu rozpadu [138] :

{\mathrm {^{{238}}_{{\92}}U\ +\ _{{0}}^{{1}}n\ {\xrightarrow {\gamma }}\ _{{\92} }^{{239}}U\ {\xrightarrow[ {23,5\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{{\ 93}}^{{239}}Np\ {\xrightarrow[ {2,3565 \ d}]{\beta ^{-}}}\ _{{\ 94}}^{{239}}Pu}}

Neutrony emitované ze štěpení uranu-235 jsou zachyceny uranem-238 za vzniku uranu-239 ; pak prostřednictvím řetězce dvou β − -rozpadů vzniká neptunium-239 a následně plutonium-239 [139] . Zaměstnanci tajné britské skupiny Tube Alloys , kteří studovali plutonium během druhé světové války, předpověděli existenci této reakce v roce 1940.

Těžké izotopy plutonia

Těžší izotopy jsou produkovány v reaktorech z 239 Pu prostřednictvím řetězce po sobě jdoucích neutronových záchytů, z nichž každý zvyšuje hmotnostní číslo nuklidu o jednu.

Vlastnosti některých izotopů

Izotopy plutonia podléhají radioaktivnímu rozpadu , při kterém se uvolňuje tepelná energie . Různé izotopy vydávají různá množství tepla. Tepelný výkon se obvykle zapisuje ve W/kg nebo mW/kg. V případech, kdy je plutonium přítomno ve velkém množství a není zde žádný chladič, může tepelná energie roztavit materiál obsahující plutonium.

Všechny izotopy plutonia jsou schopné jaderného štěpení (když jsou vystaveny neutronu ) [140] a emitují γ-částice .

Uvolňování tepla izotopy plutonia [141]
Izotop	Typ rozpadu	Poločas rozpadu (v letech)	Odvod tepla (W/kg)	Spontánní štěpné neutrony (1/( g s ) )	Komentář
238 Pu	alfa ve 234 U	87,74	560	2600	Velmi vysoká teplota rozkladu. I v malých množstvích může dojít k samovolnému zahřívání. Používá se v RTG .
239 Pu	alfa na 235 U	24100	1.9	0,022	Hlavní jaderný produkt.
240 Pu	alfa až 236 U , spontánní štěpení	6560	6.8	910	Je to hlavní nečistota v plutoniu-239. Vysoká rychlost samovolného štěpení neumožňuje jeho použití v jaderném průmyslu.
241 Pu	beta ve 241 hodin ráno	14.4	4.2	0,049	Rozpadá se na americium-241; jeho akumulace představuje hrozbu pro získané vzorky.
242 Pu	alfa v 238 U	376 000	0,1	1700	—

Kritické hmotnosti některých izotopů aktinidů
Nuklid	Kritická hmotnost, kg	Průměr cm	Zdroj
Uran-233	patnáct	jedenáct	[142]
Uran-235	52	17	[142]
Neptunium-236	7	8.7	[143]
Neptunium-237	60	osmnáct	[144]
Plutonium-238	9.04-10.07	9,5–9,9	[145]
Plutonium-239	deset	9.9	[142] [145]
Plutonium-240	40	patnáct	[142]
Plutonium-241	12	10.5	[146]
Plutonium-242	75-100	19-21	[146]

Plutonium-236 bylo nalezeno ve frakci plutonia získané z přírodního uranu, jehož radiová emise vykazovala rozsah α-částic 4,35 cm (odpovídá 5,75 MeV). Bylo zjištěno, že tato skupina označuje izotop 236 Pu, vzniklý reakcí 235 U(α,3n) 236 Pu. Později bylo zjištěno, že jsou možné následující reakce: 237 Np(a, p4n) 236 Pu; 237 Np(α,5n) 236 Am → ( EZ ) 236 Pu. V současné době se získává díky interakci deuteronu s jádrem uranu-235 . Izotop vzniká díky α-zářiči 240 96cm(T ½ 27 dní) a β-zářič236 93Np(T ½ 22 h). Plutonium-236 je alfa zářič schopný samovolného štěpení . Rychlost spontánního štěpení je 5,8⋅10 7 dílků na 1 g/h, což odpovídá poločasu pro tento proces 3,5⋅10 9 let [34] .

Plutonium-238 má rychlost spontánního štěpení 1,1⋅106 štěpení /(s·kg), což je 2,6krát větší než 240 Pu, a velmi vysoký tepelný výkon 567 W/kg. Izotop má velmi silné záření alfa (při vystavení neutronům [50] ), které je 283krát silnější než 239 Pu, což z něj činí závažnější zdroj neutronů v reakci α → n . Obsah plutonia-238 zřídka překračuje 1 % celkového složení plutonia, ale neutronové záření a zahřívání s ním činí velmi nepohodlnou manipulaci [147] . Jeho specifická radioaktivita je 17,1 Ci /g [148] .

Plutonium-239 má větší rozptylové a absorpční průřezy než uran a větší počet neutronů na štěpení a nižší kritickou hmotnost [147] , která je 10 kg ve fázi alfa [141] . Během jaderného rozpadu plutonia-239 se působením neutronů na něj tento nuklid rozpadne na dva fragmenty (přibližně stejné lehčí atomy), přičemž se uvolní přibližně 200 MeV energie. To je přibližně 50 milionkrát více energie uvolněné při spalování (C + O 2 → CO 2 ↑). „Hořím“ v jaderném reaktoru izotop uvolňuje 2⋅10 7 kcal [15] . Čistý 239 Pu má průměrnou emisi neutronů ze spontánního štěpení asi 30 neutronů/s·kg (asi 10 štěpení za sekundu na kilogram). Tepelný výkon je 1,92 W/kg (pro srovnání: metabolické teplo dospělého člověka je menší než tepelný výkon), díky čemuž je hřejivé na dotek. Specifická aktivita je 61,5 mCi/g [147] .

Plutonium-240 je hlavní izotop kontaminující zbraně třídy 239 Pu. Úroveň jeho obsahu je důležitá především kvůli rychlosti samovolného štěpení, která je 415 000 štěpení/s·kg, ale emituje se asi 1⋅10 6 neutronů/(s·kg), protože každé štěpení produkuje přibližně 2,2 neutronu, což asi 30 000krát více než 239 Pu. Plutonium-240 je vysoce štěpné , o něco lepší než 235 U. Tepelný výkon je větší než u plutonia-239 na 7,1 W/kg, což zhoršuje problém přehřívání. Specifická aktivita je 227 mCi/g [147] .

Plutonium-241 má nízké neutronové pozadí a střední tepelný výkon, a proto přímo neovlivňuje využitelnost plutonia (tepelný výkon je 3,4 W/kg). S poločasem rozpadu 14 let se však mění na americium-241, které je špatně štěpné a má vysokou tepelnou sílu, což zhoršuje kvalitu plutonia pro zbraně. Plutonium-241 tedy ovlivňuje stárnutí plutonia pro zbraně. Specifická aktivita je 106 Ci/g [147] .

Intenzita neutronové emise plutonia-242 je 840 000 štěpení/(s·kg) (dvakrát vyšší než 240 Pu), je málo náchylné k jadernému štěpení. Při znatelné koncentraci vážně zvyšuje požadovanou kritickou hmotnost a neutronové pozadí. Díky dlouhé životnosti a malému záchytnému průřezu se nuklid hromadí v přepracovaném palivu reaktoru. Specifická aktivita je 4 mCi/g [147] .

Slitiny

Slitiny plutonia, neboli intermetalické sloučeniny, se obvykle získávají přímou interakcí prvků ve správných poměrech [13] . Ve většině případů se k získání homogenní látky používá obloukové tavení ; někdy lze nestabilní slitiny získat nanášením rozprašováním [149] [150] nebo ochlazováním tavenin [151] .

δ stabilizátory [13]
Skupina	rozpuštěný kov	Rozdíl velikosti, %	Minimální množství rozpuštěného kovu potřebné ke stabilizaci δ-fáze, %
III A	Sc Lu Tm Er Dy Ce	−0,2 +5,5 +6,2 +6,9 +7,8 +4,3	2,75±0,25 4,1±0,3 <5 4,1±0,3 4,1±0,3 5 [~ 14]
III B	Ga Al In Tl	−14,2 −12,9 +1,2 +4,4	2 [~ 15] 1 [~ 16] 1±0,2 3,6±0,5 4,4±0,6
IV A	HfZr _	-3,9 -2,6	4,6±0,5 7,0±0,5

Slitiny plutonia dopované hliníkem , galliem nebo železem mají průmyslový význam [1] .

Plutonium může tvořit slitiny a meziprodukty s většinou kovů . Výjimkou je lithium , sodík , draslík a rubidium z alkalických kovů ; hořčík , vápník , stroncium a baryum z kovů alkalických zemin ; europium a ytterbium z REE [57] . Částečnou výjimkou jsou žáruvzdorné kovy : chrom , molybden , niob , tantal a wolfram , které jsou rozpustné v kapalném plutoniu, ale téměř nerozpustné nebo mírně rozpustné v pevném plutoniu [57] . Gallium , hliník , americium , skandium a cer mohou stabilizovat δ-plutonium při pokojové teplotě. Křemík , indium , zinek a zirkonium jsou schopné tvořit metastabilní δ-plutonium (δ'-fáze) po rychlém ochlazení. Velká množství hafnia , holmia a thallia někdy umožňují, aby se nějaké δ-plutonium udržovalo při pokojové teplotě. Neptunium je jediný prvek, který dokáže stabilizovat α-plutonium při vysokých teplotách. Titan , hafnium a zirkonium stabilizují strukturu β-plutonia při pokojové teplotě po rychlém ochlazení [107] .

Slitiny plutonia lze vyrobit přidáním kovu do roztaveného plutonia. Pokud je legující kov dostatečně silné redukční činidlo, pak se v tomto případě plutonium používá ve formě oxidů nebo halogenidů . Slitiny δ-plutonium-gallium a plutonium-hliník se vyrábějí přidáním fluoridu plutonia(III) do roztaveného gallia nebo hliníku, což má tu vlastnost, že hliník nereaguje s vysoce aktivním plutoniem [152] .

Druhy slitin

Plutonium-gallium je slitina používaná ke stabilizaci δ-fáze plutonia, která zabraňuje fázovému přechodu α-δ [104] .
Plutonium-hliník je alternativní slitina, svými vlastnostmi podobná slitině Pu-Ga. Tuto slitinu lze použít jako složku jaderného paliva [153] .
Plutonium-gallium-kobalt (PuGaCo 5 ) je supravodivá slitina o teplotě 18,5 K. Neobvykle vysoká teplota přechodu může naznačovat, že látky na bázi plutonia představují novou třídu supravodičů [117] [154] [14] .
Plutonium-zirkonium je slitina, která může být někdy použita jako jaderné palivo [155] .
Plutonium-cer a plutonium-cer-kobalt jsou slitiny používané jako jaderné palivo [156] .
Plutonium-uran je slitina, ve které je obsah plutonia přibližně 15-30 molárních procent. Používá se v jaderných reaktorech poháněných rychlými neutrony . Slitina je samozápalné povahy, vysoce náchylná ke korozi , jakmile je dosaženo bodu samovznícení, nebo je schopná se rozložit, když je vystavena kyslíku. Tato slitina vyžaduje legování s jinými kovy. Přídavek hliníku, uhlíku nebo mědi výrazně nezlepší vlastnosti slitiny; přidání zirkonia nebo slitin železa zvýší odolnost této slitiny proti korozi, avšak po několika měsících působení vzduchu na legovanou slitinu se tyto vlastnosti ztratí. Přídavek titanu a/nebo zirkonia významně zvýší bod tání slitiny [157] .
Plutonium-uran-titan a plutonium-uran-zirkonium je slitina, jejíž studie navrhla její použití jako jaderného paliva. Přidání třetího prvku (titan a/nebo zirkonium) k těmto slitinám zlepší odolnost proti korozi, sníží možnost vznícení, zvýší tažnost, zpracovatelnost, pevnost a tepelnou roztažnost . Slitina plutonia, uranu a molybdenu má nejlepší odolnost proti korozi, protože na svém povrchu vytváří oxidový film [157] .
Slitina thorium-uran-plutonium byla zkoumána jako palivo pro jaderné reaktory pracující na rychlých neutronech [157] .

Bezpečnostní opatření

Toxicita

Plutonium má v závislosti na izotopovém složení vysokou a zejména vysokou radiotoxicitu [158] . Tyto vlastnosti se objevují jako důsledek α-záření, protože je často nutné pracovat s α-aktivními izotopy (např. 239 Pu ). Alfa částice představují vážné nebezpečí, pokud je jejich zdroj v těle infikovaného. Poškozují přitom okolní tkáňové prvky těla. Přestože je plutonium schopné emitovat γ-paprsky a neutrony, které mohou pronikat do těla zvenčí, jejich hladiny jsou příliš nízké na to, aby byly zdraví škodlivé. Různé izotopy plutonia mají různou toxicitu, například typické plutonium pro reaktory je 8–10krát toxičtější než čisté 239 Pu, protože v něm dominují nuklidy 240 Pu, které jsou silným zdrojem záření alfa [34] .

Plutonium je nejradiotoxičtější prvek ze všech aktinidů [159] , ale v žádném případě není považován za prvek nejnebezpečnější. Pokud vezmeme radiologickou toxicitu 238 U jako jednotku, stejný indikátor pro plutonium a některé další prvky tvoří řadu:

235 U (1,6) - 239 Pu (5,0⋅10 4 ) - 241 Am (3,2⋅10 6 ) - 90 Sr (4,8⋅10 6 ) - 226 Ra (3,0⋅10 7 ),

z čehož vyplývá, že radium je téměř tisíckrát nebezpečnější než nejjedovatější izotop plutonia 239 Pu [34] [57] .

Při vdechování je plutonium karcinogenní a může způsobit rakovinu plic . Je však třeba připomenout, že při požití s jídlem je 14 C a 40 K mnohem karcinogennější. Samotné plutonium je však extrémně toxické , protože má tendenci se koncentrovat v hematopoetických oblastech kostí a může způsobit onemocnění mnoho let po jeho požití [34] .

Částice alfa mají relativně nízkou penetrační schopnost: pro 239 Pu je rozsah částic α ve vzduchu 3,7 cm a v měkké biologické tkáni 43 μm. Spolu s vysokou celkovou ionizací (1,47⋅10 7 párů iontů na jednu α-částici) způsobuje malý rozsah významnou hodnotu hustoty ionizace; a čím vyšší je jeho hustota, tím vyšší je účinek na tělo. Vzhledem k tomu, že α-záření vede k nevratným změnám v kostře, játrech, slezině a ledvinách, jsou všechny izotopy prvku klasifikovány jako prvky se zvláště vysokou radiotoxicitou (skupina toxicity A). Tyto změny je obtížné diagnostikovat; neprojevují se tak rychle, aby bylo možné konstatovat, že prvek je v těle [34] . Navzdory své nízké penetrační síle bylo plutonium-239 za experimentálních podmínek schopno vyvolat chromozomální mutace a mikrojádra v rostlinných buňkách při kontaktu s živou tkání [160] . Plutonium-238 v experimentu na expozici buňkám čínského křečka dokázalo zvýšit frekvenci chromozomových aberací a výměn sesterských chromatid v dávce 0,5 rad (0,005 Gy) [161]

Plutonium je náchylné k tvorbě aerosolu [20] . Přestože je plutonium kov, je vysoce těkavé [34] . Stačí například jeho vzorek nosit po místnosti, aby byl překročen přípustný obsah prvku ve vzduchu. Proto má v procesu dýchání tendenci pronikat do plic a průdušek. Významné jsou dva typy expozice: akutní a chronická otrava. Pokud je úroveň expozice dostatečně vysoká, tkáně mohou trpět akutní otravou a toxické účinky se projeví velmi rychle. Pokud je úroveň expozice nízká, pak se vytváří kumulativní karcinogenní účinek [34] .

Požité množství prvku je určeno sacím koeficientem, který je K = 1⋅10 −3 . U biologicky příbuzného prvku je koeficient vyšší: K = 1⋅10 −2 a koeficient absorpce se u dětí ve srovnání s dospělými zvyšuje 10-100krát. Plutonium se může dostat do těla ranami a odřeninami, vdechnutím nebo požitím. Nejnebezpečnější cestou vstupu do těla je však absorpce z plic [34] .

Jakmile se plutonium dostane do plic, částečně se usadí na povrchu plic, částečně přejde do krve a poté do lymfatických uzlin a kostní dřeně. Přibližně 60 % vstupuje do kostní tkáně, 30 % v játrech a 10 % se přirozeně vylučuje. Množství požitého plutonia závisí na velikosti aerosolových částic a rozpustnosti v krvi [34] .

Plutonium je velmi špatně absorbováno gastrointestinálním traktem . Plutonium v čtyřmocném stavu se během několika dnů ukládá ze 70-80 % v lidských játrech a z 10-15 % do kostní tkáně. Po požití je prvek méně jedovatý než známé jedy, jako je kyanid nebo strychnin . Požití pouhých 0,5 g plutonia by vedlo k úmrtí za několik dní nebo týdnů v důsledku akutního ozáření trávicího systému (pro kyanid je tato hodnota 0,1 g). Inhalace 0,1 g plutonia v optimální velikosti částic pro zadržení v plicích bude mít za následek smrt v důsledku plicního edému za 1–10 dní. Inhalace 0,2 g způsobí smrt na fibrózu do jednoho měsíce. U mnohem menších hodnot, které se dostanou do těla, existuje vysoké riziko chronického karcinogenního účinku [34] .

Nejpravděpodobnější formou požití plutonia do těla je jeho prakticky ve vodě nerozpustný oxid. Používá se v jaderných elektrárnách jako zdroj elektrické energie [34] . V důsledku toho má plutonium v důsledku nerozpustnosti svého oxidu dlouhý poločas rozpadu z těla [159] .

V přírodě je plutonium nejčastěji v čtyřmocném stavu, které svými chemickými vlastnostmi připomíná železité železo (Fe 3+ . Pokud se dostane do oběhového systému , začne se s největší pravděpodobností koncentrovat v tkáních obsahujících železo: kostní dřeň , játra , slezina Organismus zaměňuje plutonium se železem, proto protein transferin bere plutonium místo železa, v důsledku čehož se zastaví přenos kyslíku v těle Mikrofágy přenášejí plutonium lymfatickými uzlinami ... Pokud se 0,14 g vloží do kostí dospělého , pak bude riziko poškození imunity velmi vysoké a rakovina se může vyvinout v průběhu několika let.34 Studie toxicity prvku ukázaly, že pro osobu vážící 70 kg je smrtelná dávka 0,22 g [159] .

Plutonium, které se dostalo do těla, se z něj odstraňuje na velmi dlouhou dobu – za 50 let se z těla odstraní asi 80 %. Biologický poločas z kostní tkáně je 80–100 let [34] . Ukazuje se, že jeho koncentrace v kostech živého člověka je téměř konstantní [58] . Eliminační poločas z jater je 40 let. Maximální bezpečná hodnota množství plutonia v těle pro 239 Pu je 0,047 μCi, což odpovídá 0,0075 g. Mléko odstraňuje plutonium 2-10krát aktivněji než voda [34] .

Kritická hmotnost

Kritická hmotnost je minimální hmotnost štěpného materiálu, při které v něm může proběhnout samoudržující jaderná štěpná reakce. Pokud je hmotnost hmoty pod kritickou hmotností, ztrácí se příliš mnoho neutronů potřebných pro štěpnou reakci a řetězová reakce neprobíhá. S hmotností větší než je kritická může být řetězová reakce urychlena jako lavina, což vede k jadernému výbuchu.

Kritická hmotnost závisí na velikosti a tvaru štěpného vzorku, protože určují únik neutronů ze vzorku přes jeho povrch. Sférický vzorek má minimální kritickou hmotnost, protože jeho povrch je nejmenší. Kritická hmotnost čistého kovového sférického plutonia-239 je 11 kg (průměr takové kuličky je 10 cm), čistého uranu-235 je 47 kg (průměr kuličky je 17 cm) [162] . Neutronové reflektory a moderátory obklopující štěpný materiál mohou významně snížit kritickou hmotnost [162] . Kritická hmotnost závisí také na chemickém složení vzorku a jeho hustotě.

Samovznícení

V jemně rozptýleném stavu má plutonium, stejně jako všechny aktinidy, pyroforické vlastnosti [67] . Ve vlhkém prostředí plutonia vznikají na jeho povrchu hydridy různého složení; při reakci s kyslíkem se plutonium vznítí i při pokojové teplotě. V důsledku oxidace se plutonium rozšíří o 70 % a může poškodit nádobu, která jej obsahuje [163] . Radioaktivita plutonia je překážkou hašení. Písek oxidu hořečnatého je nejúčinnějším hasicím materiálem: ochlazuje plutonium a také blokuje přístup kyslíku . Plutonium by mělo být skladováno buď v atmosféře inertního plynu [163] nebo v přítomnosti cirkulujícího vzduchu (vzhledem k tomu, že 100 g plutonia-239 uvolní 0,2 W tepla) [67] . Prvek má výjimečně vysokou samozápalnost při zahřátí na 470–520 °C [1] .

Separační metody

Obecná představa o tom, jak oddělit plutonium od nečistot, prekurzorových prvků a jejich štěpných produktů, se skládá ze tří stupňů. V první fázi se demontují vyhořelé palivové soubory a fyzikální a chemickou cestou se odstraní plášť obsahující vyhořelé plutonium a uran. Ve druhém stupni se vytěžené jaderné palivo rozpustí v kyselině dusičné. Třetí a nejsložitější krok při oddělování plutonia od ostatních aktinidů a štěpných produktů využívá technologii známou jako „solvent process“ (z angličtiny – „solvent extract“). Tributylfosfát se běžně používá jako extrakční činidlo v rozpouštědle podobném petroleji v procesu Purex . Čištění plutonia a uranu probíhá zpravidla v několika stupních pro dosažení potřebné čistoty prvků [135] . Výše uvedený proces byl původně vytvořen pro zpracování jaderného paliva z reaktorů určených pro vojenské účely. Později byla tato technologie aplikována i na energetické reaktory [13] .

Aplikace

Kovové plutonium se používá v jaderných zbraních a slouží jako jaderné palivo. Oxidy plutonia se používají jako zdroj energie pro kosmické technologie a používají se v palivových tyčích [104] . Plutonium se používá v bateriích kosmických lodí [164] . Jádra plutonia-239 jsou při vystavení neutronům schopna nukleární řetězové reakce , takže tento izotop lze použít jako zdroj atomové energie (energie uvolněná při štěpení 1 g 239 Pu je ekvivalentní teplu uvolněnému při spalování 4000 kg uhlí ) [58] . Častější použití plutonia-239 v jaderných bombách je způsobeno tím, že plutonium zaujímá menší objem ve sféře (kde se nachází jádro bomby), a proto lze díky této vlastnosti získat výbušnou sílu bomby. . Jádro plutonia během jaderné reakce emituje v průměru asi 2,895 neutronů ve srovnání s 2,452 neutrony pro uran-235. Náklady na výrobu plutonia jsou však asi šestkrát vyšší než u uranu-235 [111] .

Izotopy plutonia našly své uplatnění při syntéze prvků transplutonia (po plutoniu) [4] . K výrobě flerovia byl tedy použit směsný oxid plutonia-242 v roce 2009 a bombardování ionty vápníku-48 v roce 2010 stejného izotopu [165] [166] [167] . V Oak Ridge National Laboratory se k výrobě používá prodloužené ozařování neutrony 239 Pu 244
96cm(v množství 100 g),242 96cm,249 97bk,252
98srova253 99Es(v miligramových množstvích) a257 100fm(v mikrogramových množstvích). S výjimkou 239 Pu byly všechny zbývající transuranové prvky produkovány v minulosti pro výzkumné účely [67] . Díky neutronovému záchytu izotopů plutonia v roce 1944 získal G. T. Seaborg a jeho skupina první izotop americia -241
95Dopoledne[116] (reakce 239 Pu(2n, e) 241 Am) [36] . Aby se potvrdilo, že existuje pouze 14 aktinidů (analogicky s lanthanoidy ), byla v roce 1966 v Dubně pod vedením akademika G. N. Flerova provedena syntéza jader rutherfordium (tehdy kurchatovium ) [168] [169] :

242
94Pu +22
10Ne→260 104RF+ 4n.

δ-stabilizované slitiny plutonia se používají při výrobě palivových článků, protože mají lepší metalurgické vlastnosti ve srovnání s čistým plutoniem, které při zahřívání podléhá fázovým přechodům [13] .

"Ultračisté" plutonium (směs izotopů plutonia, jejíž obsah nepřesahuje 2-3 % 240 Pu) se používá v jaderných zbraních amerického námořnictva a používá se na lodích a ponorkách pod olověným jaderným stíněním , které snižuje dávkovou zátěž na posádka [170] .

Plutonium-238 a plutonium-239 jsou nejrozšířenějšími syntetizovanými izotopy [50] .

První jaderná nálož na bázi plutonia byla odpálena 16. července 1945 na testovacím místě Alamogordo (test byl označen jako „ Trojice “).

Jaderné zbraně

Plutonium bylo velmi často používáno v jaderných bombách . Bomba svržená v roce 1945 na Nagasaki obsahovala 6,2 kg plutonia. Síla exploze byla 21 kilotun (exploze se ukázala být o 40 % vyšší než při bombardování Hirošimy ) [171] . Do konce roku 1945 zemřelo 60–80 tisíc lidí [172] . Po 5 letech by celkový počet obětí, včetně úmrtí na rakovinu a další dlouhodobé následky výbuchu, mohl dosáhnout nebo dokonce překročit 140 000 lidí [171] .

Princip, podle kterého došlo k jadernému výbuchu zahrnujícímu plutonium, byl návrh jaderné bomby. „Jádro“ bomby tvořila koule naplněná plutoniem-239, která byla v okamžiku dopadu na Zemi díky konstrukci [111] a díky výbušnině obklopující tuto kouli stlačena na milion atmosfér [ 173] . Po dopadu jádro expandovalo v objemu a hustotě za deset mikrosekund, zatímco stlačitelná sestava proklouzla kritickým stavem na tepelných neutronech a stala se výrazně superkritickou na rychlých neutronech , to znamená, že začala jaderná řetězová reakce za účasti neutronů a jader. prvku [174] . Je třeba vzít v úvahu, že bomba neměla explodovat předčasně. To je však prakticky nemožné, protože ke stlačení plutoniové koule o pouhý 1 cm za deset nanosekund je potřeba udělit látce zrychlení, které je desítky bilionůkrát větší než zrychlení volného pádu . Při závěrečném výbuchu jaderné bomby se teplota vyšplhá až na desítky milionů stupňů [111] . V naší době stačí 8-9 kg tohoto prvku k vytvoření plnohodnotné jaderné nálože [175] .

Pouze jeden kilogram plutonia-239 může způsobit explozi ekvivalentní 20 000 tunám TNT [50] . I 50 g prvku během štěpení všech jader vyvolá explozi rovnající se detonaci 1000 tun TNT [176] . Tento izotop je jediným vhodným nuklidem pro použití v jaderných zbraních, protože přítomnost i 1% 240 Pu povede k produkci velkého počtu neutronů, což neumožní efektivní použití schématu nálože kanónu pro jadernou bombu. . Zbývající izotopy jsou brány v úvahu pouze kvůli jejich škodlivým účinkům [147] .

Plutonium-240 lze v jaderné bombě nalézt v malém množství, ale pokud se zvýší, dojde k předčasné řetězové reakci. Tento izotop má vysokou pravděpodobnost samovolného štěpení (přibližně 440 štěpení za sekundu na gram; uvolní se přibližně 1000 neutronů za sekundu na gram [177] ), což znemožňuje velké procento jeho obsahu ve štěpném materiálu [74] .

Podle televizního kanálu Al-Džazíra má Izrael asi 118 hlavic s plutoniem jako radioaktivní látkou [178] . Předpokládá se, že Jižní Korea má asi 40 kg plutonia, což je dost na výrobu 6 jaderných zbraní [179] . Podle odhadů MAAE v roce 2007 plutonium vyrobené v Íránu stačilo na dvě jaderné hlavice ročně [180] . V roce 2006 začal Pákistán stavět jaderný reaktor, který by ročně vyprodukoval asi 200 kg radioaktivního materiálu. Z hlediska počtu jaderných hlavic by toto číslo bylo přibližně 40-50 bomb [181] .

V roce 1999 byla podepsána dohoda mezi Spojenými státy a Kazachstánem o uzavření průmyslového jaderného reaktoru BN-350 ve městě Aktau , který vyráběl elektřinu z plutonia [182] . Tento reaktor byl prvním pilotním rychlým neutronovým reaktorem na světě a v Kazachstánu ; doba jeho práce byla 27 let [183] .

Smlouva se Spojenými státy o likvidaci plutonia

Během roku 2000 bylo mezi Ruskem a Spojenými státy podepsáno několik smluv o plutoniu. V roce 2003, v rámci rusko-amerického programu na zpracování 68 tun (34 tun na každé straně) plutonia na palivo MOX do roku 2024, vyčlenily Spojené státy 200 milionů dolarů na výstavbu závodu v Seversku pro tyto účely. zpracování plutonia pro zbraně [22] . V roce 2007 země podepsaly plán pro Rusko na likvidaci 34 tun plutonia vytvořeného pro ruské zbrojní programy [175] [184] . V roce 2010 byl podepsán protokol k dohodě o likvidaci plutonia , jehož množství by stačilo na výrobu 17 000 jaderných hlavic [185] .

Dne 3. října 2016 Rusko pozastavilo dohodu se Spojenými státy o likvidaci plutonia z důvodu neschopnosti zajistit plnění závazků z americké strany. Dohoda o správě a likvidaci plutonia mezi oběma zeměmi byla podepsána 29. srpna 2000 a ratifikována v roce 2011 [186] [187] . Podle dohod mělo být plutonium pro zbraně zpracováno na oxidové palivo pro použití v jaderných reaktorech, každá strana se zavázala zlikvidovat 34 tun zásob plutonia, podle posledních odhadů by proces ničení mohl začít v roce 2018. Podmínky pro obnovení programu naznačují mnoho nepravděpodobných událostí [188] : Washington zrušil všechny protiruské sankce , náhrada škod vyplývajících ze zavedení protiruských a protisankcí , omezení vojenské přítomnosti USA v zemích NATO. Odpovídající dekret podepsal 3. října 2016 ruský prezident Vladimir Putin [189] .

Jaderné znečištění

V období, kdy začaly jaderné testy (1945-1963) na bázi plutonia a kdy se teprve začínaly studovat jeho radioaktivní vlastnosti, bylo do atmosféry uvolněno více než 5 tun prvku [159] . Od 70. let 20. století se podíl plutonia na radioaktivní kontaminaci zemské atmosféry začal zvyšovat [1] .

Plutonium se dostalo na pacifický severozápad především prostřednictvím jaderných testů. Zvýšený obsah prvku je vysvětlen tím, že USA prováděly jaderné testy na Marshallových ostrovech v tichomořské testovací lokalitě v 50. letech minulého století. K hlavnímu znečištění z těchto testů došlo v roce 1960. Na základě hodnocení vědců je přítomnost plutonia v Tichém oceánu zvýšená ve srovnání s obecnou distribucí jaderných materiálů na Zemi [190] . Podle některých výpočtů je dávka záření pocházejícího z cesia-137 na atolech Marshallových ostrovů přibližně 95 % a zbývajících 5 jsou izotopy stroncia , americia a plutonia [191] .

Plutonium je v oceánu transportováno fyzikálními a biogeochemickými procesy. Doba setrvání plutonia v povrchových vodách oceánu je od 6 do 21 let, což je obvykle kratší doba než u cesia-137. Na rozdíl od tohoto izotopu je plutonium prvkem, který částečně reaguje s prostředím a tvoří 1–10 % nerozpustných sloučenin z celkové hmoty, která vstupuje do prostředí (u cesia je tato hodnota menší než 0,1 %). Plutonium v oceánu padá na dno spolu s biogenními částicemi, ze kterých se mikrobiálním rozkladem redukuje na rozpustné formy. Nejběžnější z jeho izotopů v mořském prostředí jsou plutonium-239 a plutonium-240 [190] .

V lednu 1968 se americké letadlo B-52 nesoucí čtyři jaderné zbraně zřítilo na led poblíž Thule v Grónsku v důsledku neúspěšného přistání . Srážka způsobila explozi a fragmentaci zbraně, což způsobilo pád plutonia na ledovou kry. Po výbuchu byla odfouknuta vrchní vrstva kontaminovaného sněhu a v důsledku toho vznikla trhlina, kterou se plutonium dostalo do vody [192] . Pro snížení škod na přírodě bylo nasbíráno přibližně 1,9 miliardy litrů sněhu a ledu, které mohly být vystaveny radioaktivní kontaminaci. V roce 2008 bylo navrženo, že jedno ze čtyř obvinění nebylo nikdy nalezeno [193] , ale Dánský institut pro mezinárodní záležitosti ve zprávě zadané dánským ministrem zahraničí Perem Stigem Mollerem dospěl k závěru, že existují drtivé důkazy, že žádný z bomby mohly zůstat v provozuschopném stavu, nebo dokonce víceméně nedotčené, a tvrzení o ztracené bombě nemá žádný faktický základ. Jako nejpravděpodobnější cíl podvodního pátrání je označeno uranové jádro druhého stupně jedné z bomb [194] .

Je znám případ, kdy sovětská kosmická loď Kosmos-954 24. ledna 1978 s jaderným zdrojem na palubě spadla na kanadské území při nekontrolovaném de- orbitu . Tento incident vedl k uvolnění 1 kg plutonia-238 do životního prostředí na ploše asi 124 000 m² [195] [196] .

Uvolňování plutonia do životního prostředí není spojeno pouze s nehodami způsobenými člověkem . Případy úniku plutonia jsou známy jak z laboratorních, tak z továrních podmínek. Z laboratoří uranu-235 a plutonia-239 došlo k asi 22 náhodným únikům. V letech 1953-1978. nehody měly za následek ztrátu 0,81 ( Mayak , 15. března 1953) až 10,1 kg ( Tomsk , 13. prosince 1978) 239 Pu. Incidenty v průmyslových podnicích celkem vedly ke smrti dvou lidí ve městě Los Alamos (21.8.1945 a 21.5.1946) v důsledku dvou nehod a ztrátě 6,2 kg plutonia. Ve městě Sarov v letech 1953 a 1963. mimo jaderný reaktor spadlo přibližně 8 a 17,35 kg. Jeden z nich vedl v roce 1953 ke zničení jaderného reaktoru [197] .

Je znám případ havárie v jaderné elektrárně v Černobylu , ke které došlo 26. dubna 1986. V důsledku zničení čtvrtého energetického bloku bylo do životního prostředí uvolněno 190 tun radioaktivních látek na ploše asi 2200 km². Osm ze 140 tun radioaktivního paliva z reaktoru skončilo ve vzduchu. Kontaminovaná oblast byla 160 000 km² [198] . Na odstraňování následků byly mobilizovány značné prostředky, na likvidaci následků havárie se podílelo více než 600 tisíc lidí. Celková aktivita látek uvolněných do životního prostředí byla podle různých odhadů až 14⋅10 18 Bq (nebo 14 EBq), včetně [199] :

1,8 EBq -131
53já,
0,085 EBq —137
55Čs,
0,01 EBq —90
38Sr
0,003 EBq - izotopy plutonia,
vzácné plyny tvořily asi polovinu celkové aktivity.

V současnosti většina obyvatel znečištěné zóny přijímá méně než 1 m Sv za rok nad rámec přirozeného pozadí [199] .

Zdroj energie

Jak víte, atomová energie se používá k přeměně na elektřinu ohřevem vody , která odpařováním a vytvářením přehřáté páry otáčí lopatky turbín elektrických generátorů . Výhodou této technologie je absence jakýchkoli skleníkových plynů , které mají škodlivý vliv na životní prostředí. K roku 2009 vyrobilo 438 jaderných elektráren po celém světě přibližně 371,9 GW elektřiny (nebo 13,8 % celkové výroby elektřiny) [200] . Mínusem jaderného průmyslu je však jaderný odpad , kterého se ročně zpracuje přibližně 12 000 tun [~ 19] . Toto množství spotřebovaného materiálu je pro zaměstnance JE poměrně obtížným úkolem [201] . Do roku 1982 se odhadovalo, že se nahromadilo ~300 tun plutonia [202] .

Žlutohnědý prášek složený z oxidu plutonia odolává teplotám až 1200 °C. K syntéze sloučeniny dochází rozkladem tetrahydrooxidu plutonia nebo tetranitrátu v kyslíkové atmosféře [2] :

\mathrm {Pu(NO_{3})_{4}{\xrightarrow {>1200^{\circ }C}}PuO_{2}+4NO_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow }

Výsledný čokoládově zbarvený prášek se slinuje a zahřívá v proudu vlhkého vodíku až na 1500 °C. V tomto případě vznikají tablety o hustotě 10,5–10,7 g/cm³, které lze použít jako jaderné palivo [2] . Oxid plutonia je nejstabilnější a nejinertnější z oxidů plutonia a zahříváním na vysoké teploty se rozkládá na složky, a proto se využívá při zpracování a skladování plutonia a také jeho dalším využití jako zdroje elektrické energie [203] . Jeden kilogram plutonia odpovídá přibližně 22 milionům kWh tepelné energie [202] .

Plutonium-236 a plutonium-238 se používají k výrobě atomových elektrických baterií, jejichž životnost dosahuje 5 a více let. Používají se v generátorech proudu, které stimulují práci srdce ( kardiostimulátor ) [1] [204] . V roce 2003 bylo ve Spojených státech 50–100 lidí s kardiostimulátorem plutonia [205] . Použití plutonia-238 se může rozšířit i na obleky potápěčů a astronautů [206] [207] . Berylium spolu s výše uvedeným izotopem je využíváno jako zdroj neutronového záření [36] .

Kosmická loď

V SSSR bylo vyrobeno několik Topaz RTG , které byly navrženy pro výrobu elektřiny pro kosmické lodě . Tato zařízení byla navržena pro práci s plutoniem-238, což je α-zářič. Po rozpadu Sovětského svazu Spojené státy zakoupily několik takových zařízení, aby studovaly jejich design a další použití ve svých dlouhodobých vesmírných programech [208] .

Důstojná náhrada za plutonium-238 by se dala nazvat polonium-210 . Jeho odvod tepla je 140 W/g a pouhý jeden gram se dokáže zahřát až na 500 °C. Vzhledem k extrémně krátkému poločasu rozpadu (140 dní) pro vesmírné mise je však použití tohoto izotopu ve vesmírném průmyslu velmi omezené [87] (byl například použit při každé misi Lunochod a také našel své uplatnění v umělých družicích Země [209] ).

Plutonium-238 v roce 2006 během startu sondy New Horizons k Plutu našlo své využití jako zdroj energie pro sondu [210] . Radioizotopový generátor obsahoval 11 kg vysoce čistého 238 Pu oxidu, který po celou dobu cesty vyráběl v průměru 220 W elektřiny (240 W na začátku cesty a 200 W na konci) [211] [212] . Byly vysloveny obavy z neúspěšného startu sondy (šance na neúspěch byla 1:350), ale přesto k němu došlo. Po startu dosáhla sonda rychlosti 36 000 mph díky silám zemské gravitace . V roce 2007 se díky gravitační asistenci kolem Jupiteru jeho rychlost zvýšila o dalších 9 tisíc mil (celkem přibližně 72 420 km/h neboli 20,1 km/s), což mu umožní přiblížit se na minimální vzdálenost k Plutu 14. července 2015, a poté pokračovat v pozorování Kuiperova pásu [213] [214] [215] .

Sondy Galileo a Cassini byly také vybaveny zdroji energie na bázi plutonia [216] . Rover Curiosity je poháněn plutoniem-238 [ 217] . K jejímu sestupu na povrch Marsu došlo 6. srpna 2012. Rover používá víceúčelový radioizotopový termoelektrický generátor , který produkuje 125 W elektrické energie a po 14 letech - asi 100 W [ 218] . Pro provoz roveru se vlivem rozpadu jader vyrobí 2,5 kWh energie (sluneční energie bude 0,6 kWh) [219] . Plutonium-238 je optimálním zdrojem energie, uvolňuje 0,56 W g −1 . Použití tohoto izotopu s teluridem olovnatým (PbTe), který se používá jako termoelektrický prvek, tvoří velmi kompaktní a dlouhodobý zdroj elektřiny bez pohyblivých částí konstrukce [67] , což umožňuje nezvyšovat rozměry kosmické lodi.

Pro budoucí mise NASA byl vytvořen projekt pokročilého Stirlingova radioizotopového generátoru , který by byl 4krát účinnější než předchozí generace RTG. Konvenční RTG přeměňuje 6 % tepelné energie uvolněné v důsledku rozpadu (8 kg 238 Pu generuje 4,4 kW tepla, což dává zařízení 300 W elektřiny), a vylepšená verze by toto číslo zvýšila na 25 % (tzv. ze 2 kg izotopu by se vyrobilo stejných 300 W elektřiny). Vesmírná agentura zahájila tento projekt kvůli nedostatku zejména plutonia-238 ve světě [220] [221] .

Na Měsíci

Několik kilogramů 238 PuO 2 bylo použito nejen na Galileo, ale také na některé z misí Apollo [67] . Generátor elektrické energie SNAP-27 ( Systems for Nuclear Auxiliary Power ) , jehož tepelný výkon byl 1480 W a elektrický výkon 63,5 W, obsahoval 3,735 kg oxidu plutonia-238 [222] . Pro snížení rizika výbuchu nebo jiných možných havárií bylo beryllium použito jako žáruvzdorný, lehký a trvanlivý prvek [223] . SNAP-27 byl posledním typem generátoru, který NASA používala pro vesmírné mise; předchozí typy (1, 7, 9, 11, 19, 21 a 23) využívaly jiné zdroje elektřiny [224] [225] [226] [227] (například SNAP-19 Archived 4. January 2011 on Wayback Machine byl použit v misi Pioneer 10 [223] [228] ).

Při pasivním seismickém experimentu (PSEP) na Měsíci v misi Apollo 11 byly použity dva radioizotopové zdroje tepla o výkonu 15 W, které obsahovaly 37,6 g oxidu plutonia ve formě mikrokuliček [13] . Generátor byl použit na misích Apollo 12 (poznamenané jako první použití systému jaderné energie při misi na Měsíc), 14 , 15 , 16 , 17 [229] . Byl navržen k poskytování elektrické energie vědeckým zařízením ( ALSEP ) instalovaným na kosmické lodi [222] . Během mise Apollo 13 se lunární modul odchýlil od své trajektorie a způsobil, že shořel v hustých vrstvách atmosféry . Výše zmíněný izotop byl použit uvnitř SNAP-27, který je obklopen korozi odolnými materiály a vydrží dalších 870 let [230] [231] .

První čínský lunární rover Yutu , který byl vypuštěn 1. prosince 2013, používá plutonium k dobíjení baterií během dlouhé noci [232] .

Existuje možnost použití plutonia pro zbraně jako dodatečného zdroje energie pro vesmírné stanice, které plánují přistát na satelitním pólu ( Luna-25 , Luna-27 ), protože pro jejich potřeby nebude dostatek slunečního světla [233] [234] . Starty vozidel Luna-25 a Luna-27 by měly být pravděpodobně uskutečněny v letech 2018 a 2019. respektive; jedním z jejich úkolů bude zkoumat půdu na jižním pólu [235] .

Chovatelské reaktory

Pro získání velkého množství plutonia se budují množivé reaktory („breeders“, z angličtiny množit – množit se), které umožňují produkci značného množství plutonia [2] . Reaktorům se říká „množitelské“, protože s jejich pomocí lze získat štěpný materiál v množství převyšujícím jeho náklady na pořízení [67] .

Ve Spojených státech začala stavba prvních reaktorů tohoto typu před rokem 1950. V SSSR a Velké Británii začala jejich tvorba na počátku 50. let. První reaktory však byly vytvořeny pro studium neutronových charakteristik reaktorů s tvrdým neutronovým spektrem. První vzorky proto měly demonstrovat nikoli velká výrobní množství, ale možnost realizace technických řešení stanovených v prvních reaktorech tohoto typu (Clementine, EBR-1, BR-1, BR-2) [236] .

Rozdíl mezi množivými reaktory a konvenčními jadernými reaktory je v tom, že neutrony v nich nejsou moderovány, to znamená, že neexistuje žádný moderátor neutronů (například grafit ). Rychlé neutrony s určitou pravděpodobností rozdělí nejen 235 U, ale i 238 U a vyřadí i větší počet sekundárních neutronů . To umožňuje přebytečným neutronům reagovat s 238U za vzniku uranu-239, který následně tvoří plutonium-239 [208] . V takových reaktorech je střední část obsahující oxid plutonium v ochuzeném oxidu uraničitém obklopena obalem z ještě více ochuzeného oxidu uraničitého -238 ( 238 UO 2 ), ve kterém vzniká 239 Pu. Při použití 238 U a 235 U dohromady dokážou takové reaktory vyrobit 50–60krát více energie z přírodního uranu, a tím umožnit využití zásob uranových rud nejvhodnějších pro zpracování [67] . Reprodukční poměr se vypočítá jako poměr vyrobeného jaderného paliva a vyhořelého. Dosáhnout vysoké míry reprodukce však není snadný úkol. Palivové tyče v nich musí být chlazeny něčím jiným než vodou, která neutrony zpomaluje (u rychlých neutronů je reprodukční faktor vyšší). Bylo navrženo použití kapalného sodíku jako chladicího prvku. V množivých reaktorech se používá uran-235 obohacený o více než 15 % hmotnostních k dosažení požadovaného ozáření neutronů a chovného poměru přibližně 1–1,2 [208] .

V současné době je ekonomicky výhodnější získávat uran z uranové rudy obohacené do 3 % uranem-235 než šlechtit uran na plutonium-239 pomocí uranu-235 obohaceného o 15 % [208] . Zjednodušeně řečeno, výhodou chovatelů je schopnost v procesu provozu nejen vyrábět elektřinu, ale také využívat uran-238, který je nevhodný jako jaderné palivo [237] .

Požární hlásiče

Plutonium-239 bylo široce používáno v komerčně dostupných ionizačních detektorech RID-1 , jejichž činnost je založena na efektu zeslabení ionizace vzduchové mezielektrodové mezery kouřem [238] [239] . Tyto hlásiče kouře byly instalovány ve velkém množství v různých institucích a organizacích a byly zahrnuty do systému požární bezpečnosti areálu. Detektor kouře se skládá ze dvou ionizačních komor, pracovní a kontrolní. Každá komora obsahuje ADI zdroj ionizujícího záření obsahující reaktorové plutonium (hlavně Pu-239). Princip činnosti je následující: v ionizační komoře vlivem alfa záření plutonia klesá odpor ionizovaného vzduchu, vzduch z izolantu se mění na vodič. Při přivedení napětí protéká ionizačními komorami určitý proud. Při instalaci kouřového hlásiče nastavením jednoho ze zdrojů ADI (v pracovní komoře otevřené venkovnímu vzduchu) teče stejný proud jako ve druhé, řídící (uzavřené) komoře. Dojde-li za provozu k požáru v místnosti a do pracovní komory se dostane kouř, změní se proud v pracovní komoře oproti řídicí, to určí elektronika a spustí se poplach [240] .

Cena plutonia

Jeden gram plutonia-238 (používaného v RTG ) do roku 1971 stál asi tisíc amerických dolarů [206] , v roce 2010 se cena odhadovala na 4 tisíce [241] .

V roce 1992 USA souhlasily s nákupem 30 kg plutonia-238 od Ruska za 6 milionů $ (200 000/kg); nakonec bylo dodáno asi 20 kg [220] .

Viz také

Poznámky

Komentáře

↑ Postoj . Viz část o pobytu v přírodě . ${\begin{smallmatrix}\mathrm {{\frac {^{239}Pu}{^{238}U}}\cca 15\cdot 10^{-12}} \end{smallmatrix}}$
↑ Aby bylo možné uvažovat o objeveném novém chemickém prvku, bylo nutné prokázat, že má nové vlastnosti: fyzikální i chemické. Předpoklady o vlastnostech plutonia vyslovil již v květnu 1940 Lewis Turner
↑ Od 24. srpna 2006 z rozhodnutí Mezinárodní astronomické unie již Pluto není planetou sluneční soustavy.
↑ Podle zdroje během rozhovoru Seaborg řekl: „Dvě písmena Pl pro mě byla jasná volba, ale v žertu jsem navrhl, aby tím prvkem bylo Pu, protože děti někdy křičí ‚Pee-yoo!‘, když někdo zapáchá. " Seaborg věřil, že Pl by bylo přijato jako označení pro plutonium, ale komise zvolila Pu David L Clark Úvahy o dědictví legendy: Glenn T. Seaborg, 1912-1999 . - Journal of Los Alamos Science , 2000. - Sv. 26 . - S. 56-61, 57 .
↑ Použití výbušných čoček, které měly tvar fotbalového míče, uvnitř kterého byla podmíněně plutoniová nálož, umožnilo dosáhnout zvýšení síly výbuchu. Čím rovnoměrněji byla jaderná nálož stlačena ze všech stran, tím silnější byl jaderný výbuch.
↑ Podle zdroje mosazná ampule, na které je umístěno berylium a polonium, o průměru 2 a výšce 4 cm, umožňuje dosáhnout výkonu 90 milionů neutronů za sekundu. V. V. Stanzo. Polonium (nepřístupný odkaz) . "Věci" - wsyachina.com. Získáno 7. ledna 2011. Archivováno z originálu 28. září 2011. (Ruština)
↑ Kombinace gadolinia a zirkonia s kyslíkem (Gd 2 Zr 2 O 7 ) vznikla díky tomu, že umožňuje uchovat plutonium po dobu 30 milionů let.
↑ Plutonium je v sáčku, aby se zabránilo záření alfa a možná pro tepelnou izolaci.
↑ Bod varu plutonia je pětkrát vyšší než bod tání. Pro srovnání: pro wolfram je toto číslo 1,6 (bod tání 3422 °C a bod varu 5555 °C).
↑ Tento efekt je způsoben tím, že kyslík, který reaguje s plutoniem a tvoří smíšené oxidy na povrchu plutonia, zabraňuje korozi plutonia, alespoň zvenčí. Argon nereaguje s plutoniem a zároveň zabraňuje chemickým reakcím plutonia, díky tomu jeho povrch není ničím pasivován a samoohřevem podléhá korozi.
↑ Amplituda fluktuace indikátorů hustoty plutonia je 4 g/cm³ (přesněji: 3,94 g/cm³).
↑ Iont PuO 2 + je ve vodném roztoku nestabilní a může být disproporcionální k Pu 4+ a PuO 2 2+ ; Pu 4+ pak může oxidovat z PuO 2 + na PuO 2 2+ , což je iont Pu 3+ . V průběhu času se tedy vodné roztoky Pu 3+ mohou slučovat s kyslíkem za vzniku oxidu PuO 2 2+ Crooks, William J. Výcvikový modul bezpečnostního inženýrství jaderné kritickosti 10 – Bezpečnost kritickosti v operacích zpracování materiálu, část 1 (nepřístupný odkaz) (2002). Získáno 5. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011. (neurčitý)
↑ Například neutrony z kosmického záření , neutrony ze spontánního štěpení uranu-238 az (α, n) reakcí na lehkých jádrech.
↑ Předpokládá se, že cer má valenci 3,6
↑ δ-fáze se stabilizuje při pokojové teplotě rozpuštěním 2 at.% Ga
↑ δ-fáze zůstává při pokojové teplotě v metastabilním stavu, pokud se 1 at.% Ga rozpustí a rychle ochladí
↑ Je třeba mít na paměti, že vývoj nejoptimálnější konstrukce jaderné bomby se vyvíjel v průběhu let.
↑ Ukázka.
↑ Toto číslo se však velmi liší. Z tohoto množství lze plutonium získat ve stonásobně menším množství.
↑ Zbývající izotopy mají extrémně nízkou rychlost uvolňování tepla ve srovnání s 238 Pu, a proto se nepoužívají jako zdroj energie. Viz tabulka v sekci vlastnosti některých izotopů .

Prameny

↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Drits M. E. et al. Vlastnosti prvků . — Příručka. - M .: Metalurgie, 1985. - 672 s. - 6500 výtisků.
↑ 1 2 3 4 5 Anorganická chemie ve třech svazcích / Ed. Yu. D. Treťjaková. - M . : Ediční středisko "Akademie", 2007. - T. 3. - 400 s. - (Chemie přechodných prvků). - 3000 výtisků. — ISBN 5-7695-2533-9 .
↑ Plutonium . _ AmericanElements.com. Datum přístupu: 11. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 3 4 5 Plutonium - článek z fyzické encyklopedie
↑ 1 2 3 Radioaktivní látky / Pod všeobecnou. vyd. akad. Akademie lékařských věd SSSR Ilyina L.A. a další - Ref. vyd. - L .: "Chemie", 1990. - 464 s. — (Škodlivé chemikálie). - 35 150 výtisků. — ISBN 5-7245-0216-X .
↑ 1 2 Plutonium: základy . WebElements. Datum přístupu: 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 7. ledna 2011.
↑ 1 2 3 4 Med-Pol // Chemická encyklopedie / Kapitola. vyd. I. L. Knunyants . - M . : Velká ruská encyklopedie, 1992. - T. 3. - S. 580. - 639 s. — (Chemická encyklopedie v 5 svazcích ). — 50 000 výtisků. — ISBN 5-85270-039-8 .
↑ David R. Lide. Tlak par // Příručka chemie a fyziky CRC: hotová referenční kniha chemických a fyzikálních dat . - 90. vyd. - Taylor a Francis, 2009. - S. 6-77. — 2828 s. — ISBN 1420090844 , 9781420090840.
↑ Plutonium : krystalová struktura . Získáno 25. srpna 2010. Archivováno z originálu 7. června 2010.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Milyukova M. S., Gusev N. I., Sentyurin I. G., Sklyarenko I. S. Analytická chemie plutonia. - M .: "Nauka", 1965. - 447 s. — (Analytická chemie prvků). - 3400 výtisků.
↑ 1 2 3 Plutonium (anglicky) (nepřístupný odkaz) . Informační list o lidském zdraví . Národní laboratoř Argonne (srpen 2005). Získáno 21. listopadu 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 3 Richard D. Baker. Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream // Spoluautoři: Hecker, Siegfried S.; Harbur, Delbert R. Los Alamos Science. - Los Alamos National Laboratory, 1983. - S. 148, 150-151 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 F. Weigel, J. Katz, G. Seaborg a kol. Chemie aktinidů = The Chemistry of the Actinide Elements / Per. z angličtiny. vyd. J. Katz, G. Seaborg, L. Morss. - Moskva: "Mir", 1997. - T. 2. - 664 s. — (Chemie aktinidů). - 500 výtisků. — ISBN 5-03-001885-9 .
↑ 1 2 Plutonium . allmetals.ru Získáno 26. listopadu 2010. Archivováno z originálu 13. srpna 2014. (Ruština)
↑ 1 2 3 4 5 6 Plutonium // Stříbro-Nielsborium a dál / Ed.: Petrjanov-Sokolov I.V. - 3. vyd. - M .: "Nauka", 1983. - T. 2. - 570 s. — (Oblíbená knihovna chemických prvků). — 50 000 výtisků.
↑ Transuranium element - Encyclopædia Britannica článek
↑ Edwin McMillan, Philip Hauge Abelson. Radioaktivní prvek 93 // Phys . Rev: článek. - Americká fyzikální společnost, 1940. - Iss. 57 , č. 12 . - S. 1185-1186 . - doi : 10.1103/PhysRev.57.1185.2 .
↑ Gregory R. Choppin, Jan-Olov Liljenzin, Jan Rydberg. Radiochemie a jaderná chemie . - 3. vyd. - Butterworth-Heinemann, 2002. - 709 s. — ISBN 0750674636 , 9780750674638.
↑ Glenn T. Seaborg. The Transuranium Elements (anglicky) // Science magazine: článek. - 25. října 1946. - Iss. 104 , č. 2704 . - str. 379-386 . - doi : 10.1126/science.104.2704.379 . — PMID 17842184 .
↑ 1 2 Pyrometalurgie-S // Stručná chemická encyklopedie / Kapitola. Ed .: I. L. Knunyants a další - M. : "Sovětská encyklopedie", 1965. - T. 4. - S. 90-92. — 1182 s. - (Encyklopedie. Slovníky. Příručky). - 81 000 výtisků.
↑ Tuchkov, V. Sovětská bomba s americkým přízvukem // Around the World: journal. - 2009. - 27. srpna.
↑ 1 2 Arkadij Kruglov. Američané zaplatili za zničení plutonia // Newspaper Kommersant: článek. - Tomsk: Kommersant, 2003. - Vydání. 2753 , č. 150 . (Ruština)
↑ Odhalování tajemství aktinoidů (anglicky) (pdf) (odkaz není k dispozici) . Aktinidy mohou znamenat jadernou chemii 17. Lawrence Livermore National Laboratory (červen 2000). Získáno 22. března 2011. Archivováno z originálu 13. srpna 2012.
↑ Chronologie testů jaderných zbraní // Testy jaderných zbraní a jaderné výbuchy pro mírové účely SSSR (1949-1990) : Informační publikace. : [ arch. 8. října 2010 ] / Ed. kol.: I. A. Andryushin a další - Sarov: RFNC-VNIIEF, 1996. - S. 11-49. — 66 str. - ISBN 5-85165-062-1 .
↑ Holden, Norman E. Krátká historie jaderných dat a jejich hodnocení . 51. zasedání pracovní skupiny pro hodnocení napříč sekcemi USDOE . Upton (NY): National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory (2001). Získáno 11. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Fermi, Enrico Umělá radioaktivita produkovaná neutronovým bombardováním: Nobelova přednáška . Královská švédská akademie věd (12. prosince 1938). Získáno 11. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Darden, Lindley. Enrico Fermi: "Transuranium" prvky, pomalé neutrony // Povaha vědeckého bádání . - College Park (MD): Katedra filozofie, University of Maryland, 1998.
↑ Kudryavtsev P.S. Kurz dějin fyziky . - M. : Vzdělávání, 1982. - S. 70. - 448 s.
↑ Michael McClure. Nová alchymie. Hledání pokračovalo... (anglicky) // Časopis ChemMatters: článek. - American Chemical Society (ACS), říjen 2006. - S. 17 .
↑ Alexey Levin. Hassius je dlouhotrvající játra . Elements.Ru (19. prosince 2006). Datum přístupu: 27. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011. (Ruština)
↑ Nobelova cena za chemii 1951 . NobelPrize.org (2. ledna 2011). Datum přístupu: 2. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 3 Boris E. Burakov, Michael I. Ojovan, William (Bill) E. Lee. Úvod do aktinidů // Krystalické materiály pro imobilizaci aktinidů . - World Scientific Publishing Company, Inc, 2010. - Svazek 1. - 197 s. - ISBN 1848164181 , 9781848164185. Archivovaný výtisk (odkaz není k dispozici) . Získáno 30. prosince 2010. Archivováno z originálu 28. prosince 2010. (neurčitý)
↑ Edwin M. McMillan. Prvky transuranu: raná historie (anglicky) (pdf). Nobelova přednáška (12. prosince 1951). Datum přístupu: 24. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Beckman I. N. Plutonium . - Tutorial. - M . : MGU im. M. V. Lomonosov, 2009.
↑ 1 2 3 Národní rada pro výzkum (USA). Podvýbor pro jadernou a radiochemii. Přehled úspěchů a slibů amerického výzkumu transplutonia, 1940–1981 . - Národní akademie, 1982. - 83 s.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Johne, Emsley. Plutonium // Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements (anglicky) . - Oxford: Oxford University Press, 2003. - 538 s. - ISBN 0198503407 , 9780198503408.
↑ Wahl, profesor, který objevil plutonium; 89 (anglicky) . Redakce . Washingtonská univerzita v St. Louis (27. dubna 2006). Datum přístupu: 13. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Joseph W. Kennedy . Životopisy zaměstnanců . Národní laboratoř Los Alamos. Datum přístupu: 13. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Glenn T. Seaborg. Příběh plutonia . Lawrence Berkeley Laboratory, University of California. Získáno 2. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011.
↑ Gerhart Friedlander, Alfred M. Holtzer, Demetrios G. Sarantites, Lee G. Sobotka, Samual I. Weissman. Arthur C. Wahl oznámení o úmrtí . Fyzika dnes (11. července 2006). Datum přístupu: 13. ledna 2011. Archivováno z originálu 15. října 2008.
↑ Seaborg, GT The Transuranium Elements // Katz, JJ a Manning, WM (eds.) Natl Nucl. en. Ser., Div IV, 14B: článek. - New York: McGraw-Hill, 1949. - S. 1.2, 5 .
↑ Scott FA, Peekema RM Progress in Nuclear Energy. - 1. vyd. - Londýn: Pergamon Press, 1959. - S. 65.
↑ 1 2 Albert Stwertka. Plutonium // Guide to the Elements (anglicky) . - Oxford: Oxford University Press, 1998. - ISBN 0-19-508083-1 .
↑ 1 2 3 4 Glenn T. Seaborg. Moderní alchymie: vybrané články Glenna T. Seaborga . - World Scientific, 1994. - 696 s.
↑ Grebenikov E. A., Ryabov Yu. A. Objev Pluta // Hledání a objevy planet . - 2. vyd., přepracováno. a doplňkové - M .: "Nauka", 1984. - S. 156-162. — 224 s. — 100 000 výtisků.
↑ Rincon, Paul Dívka, která pojmenovala planetu . BBC News (13. ledna 2006). Získáno 7. listopadu 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Plutonium . _ Historie a etymologie . Elementymology & Elements Multidict. Datum přístupu: 14. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 přispěvatelé PBS. Frontline rozhovor se Seaborgem . přední linie . Veřejnoprávní vysílání (1997). Získáno 11. září 2010. Archivováno z originálu 5. ledna 2009.
↑ 1 2 Fakulta chemická Moskevské státní univerzity. Plutonium, Plutonium, Pu (94) . Objev prvků a původ jejich názvů . Moskevská státní univerzita. Získáno 9. listopadu 2010. Archivováno z originálu dne 8. října 2010. (Ruština)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Heiserman, David L. Element 94: Plutonium // Zkoumání chemických prvků a jejich sloučenin . - New York: TAB Books, 1992. - S. 337-340 . — ISBN 0-8306-3018-X .
↑ David L. Clark. Úvahy o dědictví legendy: Glenn T. Seaborg, 1912-1999 . - Journal of Los Alamos Science , 2000. - Sv. 26 . - S. 56-61, 57 .
↑ Přispěvatelé NPS. Místnost 405, laboratoř George Herberta Jonese . Služba národního parku. Získáno 11. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Cunningham, B. B. a Werner, L. B. The Transuranium Elements , Ed. Col.: GT Seaborg, JJ Katz, W. M. Manning Natl Nucl. en. Ser., Div IV, 14B: článek. - New York: McGraw-Hill, 1949. - S. 1.8, 51 .
↑ Seaborg, GT Historie Met Lab Sekce C1 // Zpráva P-112 : článek. - 1942-1943. — Iss. 1 .
↑ Glenn T. Seaborg a kol. První vážení plutonia (eng.) (pdf) vi. Komise pro atomovou energii Spojených států. University of Chicago (10. září 1967). Datum přístupu: 13. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Thompsonův proces . Kalifornská univerzita (16. října 2006). Datum přístupu: 16. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 William N. Miner. The Encyclopedia of the Chemical Elements / Ed. Clifford A. Hampel; a kol. Schonfeld, Fred W. - New York: Reinhold Book Corporation, 1968.
↑ 1 2 3 4 5 6 Plutonium // Velká sovětská encyklopedie : [ve 30 svazcích] / kap. vyd. A. M. Prochorov . - 3. vyd. - M .: Sovětská encyklopedie, 1969-1978.
↑ Historie vzniku první radiochemické technologie v SSSR na výrobu plutonia (pdf) (nepřístupný odkaz) . Radium Institute. V. G. Khlopina. Datum přístupu: 2. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011. (Ruština)
↑ Kovaleva, S. Plutonium v dívčích rukou: tvůrci „jaderného štítu“ vlasti pracovali bez pojištění a dovolených // Nezavisimaya Gazeta : článek. - 14. října 1997. - S. 6 . (Ruština)
↑ 1 2 Efimova, Maria MI5 objevila sovětského špióna mezi laureáty Nobelovy ceny . gzt.ru (26. srpna 2010). Datum přístupu: 22. října 2010. Archivováno z originálu 4. listopadu 2012. (Ruština)
↑ Pa, to vyžaduje akci! (anglicky) (pdf). Nadace pro atomové dědictví. Datum přístupu: 24. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Vincent C. Jones. Manhattan, armáda a atomová bomba / Spoluautoři s Centrem vojenské historie (americká armáda). - Washington: Government Printing Office, 1985. - 680 s. — ISBN 0160019397 , 9780160019395.
↑ Přispěvatelé LANL. Výběr webu . Historie LANL . Los Alamos, Nové Mexiko: Národní laboratoř Los Alamos. Získáno 11. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Místo první samoudržovací jaderné reakce . Souhrnný výpis národních historických památek . Služba národního parku. Datum přístupu: 24. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Hans A. Bethe. The German Uranium Project (anglicky) // Physics Today : článek . - Physics Today Online, červenec 2000. - Iss. 53 , č. 7 . - doi : 10.1063/1.1292473 . (nedostupný odkaz)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the elements = Chemistry of the elements / Per. z angličtiny. vyd. počet - Tutorial. - M .: Binom. Vědomostní laboratoř, 2008. - ročník 2. - 607 s. - (Nejlepší zahraniční učebnice. Ve 2 dílech). - 2000 výtisků. - ISBN 978-5-94774-373-9 .
↑ CP-1 Goes Critical (anglicky) (nedostupný odkaz) . Projekt Manhattan. Interaktivní historie . USDOE. Úřad pro historii a památkové zdroje. Datum přístupu: 24. prosince 2010. Archivováno z originálu 29. září 2006.
↑ Final Reactor Design a X-10 (anglicky) (odkaz není k dispozici) . Projekt Manhattan. Interaktivní historie . USDOE. Úřad pro historii a památkové zdroje. Získáno 1. ledna 2011. Archivováno z originálu 29. září 2006.
↑ Divize ORNL Metals and Ceramics, History 1946-1996 (anglicky) (pdf) (odkaz není dostupný) . Národní laboratoř Oak Ridge (8. března 1999). — 154 str. Staženo 23. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 X-10 (anglicky) (odkaz není k dispozici) . The Tennessee Encyclopedia of History and Science (2002). Získáno 23. prosince 2010. Archivováno z originálu 30. září 2007.
↑ Národní laboratoř Oak Ridge . The Tennessee Encyclopedia of History and Science (2002). Datum přístupu: 24. prosince 2010. Archivováno z originálu 30. září 2007.
↑ Carey Sublette. Časová osa atomové historie 1942-1944 . Washington (DC): Nadace pro atomové dědictví. Datum přístupu: 11. září 2010. Archivováno z originálu 4. ledna 2009.
↑ 1 2 F. G. Gosling. Elimination of Thin Man // Projekt Manhattan: výroba atomové bomby . - DIANE Publishing, 1999. - S. 40. - 66 s. - ISBN 0788178806 , 9780788178801.
↑ B Reactor (anglicky) (odkaz není k dispozici) . Ministerstvo energetiky USA. Získáno 1. ledna 2011. Archivováno z originálu 16. září 2008.
↑ Michele S. Gerber, Brian Casserly, Frederick L. Brown. B Reactor (angl.) (pdf) 4. Nominace na národní historickou památku (únor 2007). Získáno 1. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Američané položili turistickou trasu přes starý jaderný reaktor . Lenta.ru (24. září 2007). Získáno 18. listopadu 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011. (Ruština)
↑ 1 2 Hanford Site Cleanup Completion Framework (anglicky) (pdf). Ministerstvo energetiky. Hanford (červenec 2010). — Podrobnější popis okresů lze nalézt v kapitole 2.3.1. Získáno 7. listopadu 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Programový plán zóny hlubokého Vadose s dlouhým dosahem (anglicky) (pdf). Ministerstvo energetiky. Hanford (říjen 2010). Získáno 7. listopadu 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Historický vzorek objeveného plutonia bombové kvality . ScienceDaily Online (5. března 2009). Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Rincon, Paul . BBC NEWS - Science & Environment - US jaderná relikvie nalezená v láhvi , BBC News (2. března 2009). Archivováno z originálu 2. března 2009. Staženo 11. září 2010.
↑ Erika Gebelová. Staré plutonium, nové triky. - Journal of Analytical Chemistry, 2009. - Vydání. 81 , č. 5 . - S. 1724 . - doi : 10.1021/ac900093b .
↑ Jon M. Schwantes. Nukleární archeologie v láhvi: Důkazy o zbrojních aktivitách USA před Trojicí z pohřebiště odpadu. - Journal of Analytical Chemistry, 2009. - Vydání. 81 , č. 4 . - S. 1297-1306 . - doi : 10.1021/ac802286a . — PMID 19152306 .
↑ Vesti FM . Práce na vytvoření atomové bomby byly provedeny překvapivě rychle a efektivně. Příběh s Andrey Svetenko (Rus) , Vesti.Ru (16. července 2010). Archivováno z originálu 3. března 2012. Staženo 29. října 2010.
↑ AJ Fahey, CJ Zeissler, D. E. Newbury, J. Davis a R. M. Lindstrom. Postdetonační jaderné trosky pro přisouzení . - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2010. - doi : 10.1073/pnas.1010631107 .
↑ Test prvního atomového zařízení na světě. Pomoc . RIA Novosti (16. července 2010). — Materiál byl připraven na základě informací z otevřených zdrojů. Získáno 4. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011. (Ruština)
↑ 1 2 Polonium (eng.) (pdf) (odkaz není k dispozici) . Informační list o lidském zdraví . Národní laboratoř Aragonne (srpen 2005). Datum přístupu: 22. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Sublette, Carey 8.1.1 The Design of Gadget, Fat Man a "Joe 1" (RDS-1 ) . Nejčastější otázky týkající se jaderných zbraní, vydání 2.18 . Archiv jaderných zbraní (3. července 2007). Získáno 17. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Leslie Groves. Výběr cíle // Nyní o tom můžeme mluvit. Historie projektu Manhattan = Nyní to lze říci. Příběh projektu Manhattan . — M .: Atomizdat, 1964.
↑ John Malik. Výnosy výbuchů v Hirošimě a Nagasaki . - Los Alamos: Los Alamos, 1985. - Tabulka VI.
↑ Valerij Čumakov. Mírový osud // Časopis "Around the World": článek. - "Cesta kolem světa", 2009. - Vydání. 2831 , č. 12 . (Ruština)
↑ Přispěvatelé DOE. Historický americký inženýrský rekord: Reaktor B (budova 105-B) . Richland (WA): Ministerstvo energetiky USA. - S. 110.
↑ Cochran, Thomas B. Zabezpečení materiálů použitelných pro jaderné zbraně v Rusku (PDF) . Mezinárodní fórum o nelegálním jaderném provozu. Washington (DC): Natural Resources Defense Council, Inc. Archivováno z originálu (PDF) dne 2013-07-05 . Získáno 17. září 2010 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ 1 2 3 4 přispěvatelé CRC. Handbook of Chemistry and Physics / Ed.: David R. Lide. - 87. vyd. - Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2006. - ISBN 0849304873 .
↑ Stockholmský mezinárodní ústav pro výzkum míru. Ročenka SIPRI 2007 : Vyzbrojování, odzbrojení a mezinárodní bezpečnost . - Oxford University Press , 2007. - S. 567. - ISBN 0199230218 , 9780199230211.
↑ Návrh na stažení žádosti o licenci Yucca Mountain (v angličtině) (odkaz není dostupný) . Ministerstvo energetiky (DOE) (3. března 2010). Datum přístupu: 20. prosince 2010. Archivováno z originálu 14. května 2011.
↑ 1 2 3 Moss, William. Experimenty se vstřikováním lidského plutonia // Eckhardt, Roger Journal of Los Alamos Science . - Los Alamos National Laboratory, 1995. - Iss. 23 . - str. 188, 205, 208, 214 .
↑ 1 2 George L., Voelz. Plutonium a zdraví: Jak velké je riziko? (anglicky) // Journal of Los Alamos Science. - Los Alamos (NM): Los Alamos National Laboratory, 2000. - No. 26 . - str. 78-79 .
↑ Plutonium = Příručka k plutoniu. Průvodce technologií / Perev. z angličtiny. Ed. V. B. Ševčenko a V. K. Markova. — Příručka. - M. : Atomizdat, 1971. - T. 1. - S. 12. - 428 s. - 2260 výtisků.
↑ 1 2 3 4 5 přispěvatelé NIH. Plutonium, radioaktivní (anglicky) (odkaz není k dispozici) . Bethesda (MD): Národní lékařská knihovna USA, Národní institut zdraví. - Bezdrátový informační systém pro pohotovostní jednotky (WISER). Datum přístupu: 4. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Zaměstnanci ARQ. Zpracování kyseliny dusičné (anglicky) // Actinide Research Quarterly. - Los Alamos (NM): Los Alamos National Laboratory, 2008. Získáno 4. září 2010.
↑ 1 2 3 4 5 Per. z angličtiny. jazyk, ed. B. A. Nadykto a L. F. Timofeeva. Plutonium. - Sarov: RFNC-VNIIEF, 2003. - T. 2. - 203 s. — (Základní problémy). - 500 výtisků. — ISBN 5-9515-00-24-9 .
↑ Bilance: Pohled na příležitosti a výzvy, které představují inventáře z dob studené války . - 1. vyd. - DIANE Publishing Company, 2004. - 190 s. - ISBN 0788138081 , 9780788138089.
↑ 1 2 3 Kolman, DG a Colletti, LP Transakce ECS (anglicky) // 16. vydání. - Elektrochemická společnost, 2009. - Vyd. 52 . — S. 71 . — ISSN 1938-5862 .
↑ 1 2 3 přispěvatelé NNDC; Alejandro A. Sonzogni (manažer databáze). Tabulka nuklidů . Upton (NY): National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory (2008). Datum přístupu: 4. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Richard Rhodes. Výroba atomové bomby . New York: Simon & Schuster, 1986. s . 659-660 . - ISBN 0-671-65719-4 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Siegfried S. Hecker. Plutonium a jeho slitiny: od atomů k mikrostruktuře // 26. vyd. - Los Alamos Science, 2000. - S. 290-335 .
↑ Wick, OJ (ed.). Příručka Plutonia, Průvodce technologií / Am. Nucl. soc. — Dotisk. — New York: Gordon & Breach, 1980.
↑ Oetting, FL, Rand, MH, Ackerman, RJ Chemická termodynamika aktinidových prvků a jejich sloučenin. - Část 1. - Vídeň: MAAE, 1976. - S. 24.
↑ Oswald J. Wick. Plutonium = Plutonium Handbook: A Guide to the Technology / Ed. O. Vika. - Správně. vyd. - M. : Atomizdat, 1973. - T. 2. - 456 s. - 2100 výtisků.
↑ 1 2 3 4 Alexandr Priščepenko. Damoklův meč: Atomová bomba // Populární mechanika: článek. — leden 2009. (Ruština)
↑ Plutonium Crystal Phase Transitions , GlobalSecurity.org. Archivováno z originálu 1. října 2009. Staženo 5. září 2010.
↑ Aktinidy – článek z fyzické encyklopedie
↑ Neptunius . Neptunium a plutonium jsou sedmimocné . Populární knihovna chemických prvků (27. září 2003). Datum přístupu: 11. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011. (Ruština)
↑ George, Matlack. Plutoniový primer: Úvod do chemie plutonia a jeho radioaktivity. — Los Alamos National Laboratory, 2002.
↑ 1 2 3 4 5 Rita Cornelis, Joe Caruso, Helen Crews, Klaus Heumann. Příručka elementární speciace II: druhy v životním prostředí, potravinách, medicíně a ochraně zdraví při práci . — Přetištěno a ilustrováno. - John Wiley and Sons, 2005. - 768 s. - ISBN 0470855983 , 9780470855980.
↑ 1 2 3 Dumé, Belle . Plutonium je také supravodič , PhysicsWeb.org ( 20. listopadu 2002). Archivováno z originálu 12. ledna 2012. Staženo 5. září 2010.
↑ Mary, Eagleson. Stručná encyklopedie Chemie. - Walter de Gruyter, 1994. - S. 840. - ISBN 9783110114515 .
↑ Cleveland, JM Ind. Ing. Chem. Proces Des. Dev (anglicky) . - 1965. - Ne. 4 . — S. 230 .
↑ Cleveland, JM J. Inorg. Nucl. Chem (anglicky) . - 1964. - Ne. 26 . - str. 461-467 .
↑ Jenkis, WJ J. Inorg. Nucl. Chem (anglicky) . - 1963. - Ne. 25 . - str. 463-464 .
↑ Plutonium . TSB . Získáno 21. října 2010. Archivováno z originálu dne 4. listopadu 2012. (Ruština)
↑ Crooks, WJ et al. Nízkoteplotní reakce ReillexTM HPQ a kyseliny dusičné . — 20. vyd. - Extrakce rozpouštědlem a iontová výměna, 2002. - S. 543.
↑ Přispěvatelé DOE. Oklo: Natural Nuclear Reactors (nedostupný odkaz) . Ministerstvo energetiky USA, Úřad pro nakládání s civilním radioaktivním odpadem (2004). Získáno 7. září 2010. Archivováno z originálu 2. června 2010. (neurčitý)
↑ David Curtis. Neobvyklé prvky přírody: plutonium a technecium / Fabryka-Martin, červen; Paul, Dixon; Cramer, Jan. - 63. - Časopis "Geochimica et Cosmochimica Acta", 1999. - S. 275-285.
↑ Hoffman, DC; Lawrence, F.O.; Mewherter, JL; Rourke, FM Detekce plutonia-244 v přírodě // Nature : článek. - 1971. - Iss. 234 . - S. 132-134 . - doi : 10.1038/234132a0 .
↑ Peterson, Ivars. Uran vykazuje vzácný typ radioaktivity (anglicky) . Science News (7. prosince 1991). Datum přístupu: 7. září 2010. Archivováno z originálu 18. ledna 2012.
↑ Anthony L. Turkevich, Thanasis E. Economou a George A. Cowan. Dvojitý beta rozpad 238 U // Phys . Rev. Lett. : deník. - 1991. - Sv. 67 . - str. 3211 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.67.3211 .
↑ Volkov V. A. et al. Vynikající chemici světa / Ed. prof. Kuzněcovová V.I. - Biografický průvodce. - M . : Vyšší škola, 1991. - S. 407. - 656 s. — 100 000 výtisků. — ISBN 5-06-001568-8 .
↑ Přispěvatelé EPA. Štěpný materiál . Radiační glosář . Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států (2008). Získáno 5. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011. (neurčitý)
↑ G. Audi, O. Bersillon, J. Blachnot, A. H. Wapstra. Hodnocení jaderných a rozpadových vlastností Nubase (anglicky ) (pdf) (odkaz není k dispozici) . Jaderná fyzika (2003). - Tabulka popisující jaderné vlastnosti izotopů a jejich poločasy rozpadu. Získáno 9. listopadu 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 94-plutonium (anglicky) (odkaz není k dispozici) . Korejský institut pro výzkum atomové energie (2002). Datum přístupu: 28. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra. Hodnocení jaderných a rozpadových vlastností Nubase (anglicky) // Journal of Nuclear Physics: článek. - 2003. - Iss. 128 . - str. 3-128 . Archivováno z originálu 20. července 2011.
↑ 1 2 Tabulka nuklidů MAAE (anglicky) (nepřístupný odkaz) . Mezinárodní agentura pro atomovou energii. Získáno 28. října 2010. Archivováno z originálu 6. února 2011.
↑ 1 2 3 4 5 David Albright, Frans Berkhout, William Walker, Stockholmský mezinárodní institut pro výzkum míru. Světové zásoby plutonia a vysoce obohaceného uranu . - Oxford University Press, 1993. - 246 s. — ISBN 0198291531 , 9780198291534.
↑ 1 2 V plutoniu-237 je hlavním kanálem rozpadu elektronový záchyt, ale byl také nalezen méně pravděpodobný kanál rozpadu alfa. U plutonia-241 je hlavním kanálem rozpadu beta-minus rozpad, ale byly také nalezeny méně pravděpodobné kanály pro rozpad alfa a spontánní štěpení.
↑ Timošenko, Alexej . Obama otevřel cestu do vesmíru pro „soukromé obchodníky“ (ruština) , gzt.ru (12. října 2010). Archivováno z originálu 15. října 2010. Staženo 22. října 2010.
↑ JW Kennedy. Vlastnosti prvku 94 / Spoluautoři: Seaborg, GT; Segre, E.; Wahl, AC - 70. vyd. - Physical Review, 1946. - S. 555-556.
↑ NN Greenwood. Chemistry of the Elements / Spoluautoři: Earnshaw, A. - 2nd ed. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. - ISBN 0-7506-3365-4 .
↑ Roger Case a kol. Monitorování životního prostředí pro jaderné záruky . - DIANE Publishing, 1995. - 45 s. — ISBN 1428920137 , 9781428920132.
↑ 1 2 Může plutonium pro reaktory vyrábět jaderné štěpné zbraně? (anglicky) . Rada pro jaderný palivový cyklus Institut pro energetickou ekonomiku, Japonsko (2001). Získáno 5. září 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 3 4 John Holdren; Matthew Bunn. Typy jaderných bomb a obtížnost jejich výroby (anglicky) (nedostupný odkaz) . Iniciativa pro jaderné hrozby (25. listopadu 2002). Získáno 23. listopadu 2010. Archivováno z originálu 3. února 2012.
↑ Závěrečná zpráva, Hodnocení bezpečnostních dat jaderné kritičnosti a limitů pro aktinidy v dopravě (anglicky) (pdf). Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire. Získáno 23. listopadu 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011.
↑ Zítra potíže? Oddělené Neptunium 237 a Americium (anglicky) (odkaz není k dispozici) . Část V. ISIS (1999). Získáno 23. listopadu 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011.
↑ 1 2 A. Blanchard; KR Yates; JF Zino; D. Biswas; D. E. Carlson; H. Hoang; D. Heemstra. Aktualizované odhady kritické hmotnosti pro Plutonium-238 (anglicky) (odkaz není k dispozici) . Ministerstvo energetiky USA: Úřad pro vědecké a technické informace. Získáno 23. listopadu 2010. Archivováno z originálu 27. září 2011.
↑ 1 2 Amory B. Lovins. Jaderné zbraně a plutonium energetického reaktoru (anglicky) // Časopis Nature: článek. - 1980. - Iss. 283 , č.p. 5750 . - S. 817-823 . - doi : 10.1038/283817a0 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 Plutonium (nedostupný odkaz) . jaderné zbraně.nm.ru (2002). Získáno 13. listopadu 2010. Archivováno z originálu 15. března 2009. (Ruština)
↑ Divize NMT recykluje, čistí oxidové palivo plutonium-238 pro budoucí vesmírné mise ( nedostupný odkaz) . Národní laboratoř Los Alamos (LANL) (26. června 1996). Datum přístupu: 22. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Allen, RP, Dahlgren, SD a Way, R. ref. 321 (anglicky) . - 1976. - S. 61 .
↑ Bush, RA č.j. 320 (anglicky) . - 1970. - S. 1037, 1045 .
↑ Elliot, R.O., Geissen, B.C. ref. 321 (anglicky) . - 1976. - S. 47 .
↑ Moody, Kenton James; Hutcheon, Ian D.; Grant, Patrick M. "plutonium+slitiny"&cd=22#v=onepage&q=%22plutonium%20alloys%22 Jaderná forenzní analýza . - CRC Press, 2005. - S. 169. - ISBN 0849315131 .
↑ Hurst, DG and Ward, A.G. Canadian Research Reactors . - Národní laboratoř Los Alamos. (nedostupný odkaz)
↑ Curro, NJ Nekonvenční supravodivost v PuCoGa 5 . - Los Alamos National Laboratory, 2006. Archivováno z originálu 22. července 2011.
↑ McCuaig, Franklin D. Slitina Pu-Zr pro vysokoteplotní foliové palivo . — 1977.
↑ Jha, DK Nuclear Energy . - Nakladatelství Discovery, 2004. - S. 73. - ISBN 8171418848 .
↑ 1 2 3 Plutonium / Ed. kol. - Taylor & Francis, 1967. - 1114 s.
↑ Škodlivé chemikálie. Radioaktivní látky: Ref. vyd. / V.A. Baženov, L. A. Buldakov, I. Ja. Vasilenko a další; Pod. vyd. V. A. Filová a další.- L . : Chemie, 1990. - S. 35, 206. - ISBN 5-7245-0216-X .
↑ 1 2 3 4 Per. z angličtiny. jazyk, ed. B. A. Nadykto a L. F. Timofeeva. Plutonium. - Sarov: RFNC-VNIIEF, 2003. - T. 1. - 292 s. — (Základní problémy). - 500 výtisků. — ISBN 5-9515-00-24-9 .
↑ Dmitrij S. Pesnya, Anton V. Romanovsky. Porovnání cytotoxických a genotoxických účinků alfa částic plutonia-239 a záření mobilního telefonu GSM 900 v testu Allium cepa (angl.) (pdf). Výzkum mutací/genetická toxikologie a environmentální mutageneze (8. října 2012). Získáno 8. října 2012. Archivováno z originálu dne 3. listopadu 2012.
↑ H. Nagasawa, JB Littlea, WC Inkretb, S Carpenterc, K. Thompsonc, MR Rajuc, DJ Chenc, GF Strnistec. Cytogenetické účinky extrémně nízkých dávek ozařování alfa -částicemi plutonia-238 v buňkách CHO K-1 . Mutation Research Letters (3. července 1990). Datum přístupu: 28. října 2012. Archivováno z originálu 3. listopadu 2012.
↑ 1 2 Weapons of Mass Destruction Archived 10. února 2015 na Wayback Machine // Britannica Educational Publishing, 2011, ISBN 1-61530-751-6 , strana 6
↑ 1 2 přispěvatelů DOE. Plutonium (nedostupný odkaz) . Jaderná bezpečnost a životní prostředí . Ministerstvo energetiky, Úřad pro bezpečnost a ochranu zdraví. Datum přístupu: 9. října 2010. Archivováno z originálu 22. ledna 2009. (neurčitý)
↑ Lenta.Ru. Poprvé od studené války Spojené státy obnovují produkci plutonia . Lenta.Ru (27. června 2005). Získáno 12. října 2010. Archivováno z originálu dne 2. listopadu 2012. (Ruština)
↑ Američtí fyzici potvrdili objev 114. prvku Rusy . Lenta.ru (25. září 2009). Získáno 18. listopadu 2010. Archivováno z originálu 19. září 2011. (Ruština)
↑ Fyzici získali šest nových izotopů supertěžkých prvků . Lenta.ru (27. října 2010). Získáno 8. listopadu 2010. Archivováno z originálu 11. ledna 2012. (Ruština)
↑ Chemický prvek 114 : Jeden z nejtěžších vytvořených prvků . ScienceDaily Online (26. října 2010). Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 3. skupina periodického systému - prvky vzácných zemin, aktinium a aktinidy // Anorganická chemie. Chemie prvků / Treťjakov Yu. D., Martynenko L. I., Grigoriev A. N., Tsivadze A. Yu. vyd. - M. : "Chemie", 2001. - T. 1. - 472 s. - 1000 výtisků. — ISBN 5-7245-1213-0 .
↑ Barber, R.C.; Greenwood, N.N.; Hrynkiewicz, AZ; Jeannin, YP; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H. Discovery of The Transfermium Elements (anglicky) // IUPAC: článek. - Velká Británie, 1993. - Iss. 65 , č. 8 . - S. 1757-1814 . - doi : 10.1351/pac199365081757 .
↑ Přispěvatelé DOE. Plutonium: Prvních 50 let . - Ministerstvo energetiky USA, 1996. Archivovaná kopie (odkaz není k dispozici) . Získáno 5. září 2010. Archivováno z originálu 18. února 2013. (neurčitý)
↑ 1 2 Atomové bombardování Nagasaki (anglicky) (odkaz není k dispozici) . Projekt Manhattan (Interaktivní historie) . Ministerstvo energetiky USA. Úřad pro historii a památkové zdroje. Získáno 6. listopadu 2010. Archivováno z originálu 29. září 2006.
↑ "Kolik lidí zemřelo v důsledku atomových bomb?" (anglicky) (jap.) (nedostupný odkaz) . Často kladené otázky . Nadace pro výzkum účinků záření (2007). Získáno 6. listopadu 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011.
↑ Výzkum zbraní prochází kanálem // časopis Nature: článek. - Příroda, 4. listopadu 2010. - ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/news.2010.583 .
↑ Isaac Asimov. Jaderné reaktory // Pochopení fyziky. - Barnes & Noble Publishing, 1988. - S. 905. - ISBN 0880292512 .
↑ 1 2 Alexandr Emelyanenkov. Steam bude uvolněn z plutonia // "Rossiyskaya Gazeta" - Stav: článek. - Rossijskaja gazeta, 22. listopadu 2007. - Sv. 4524 . (Ruština)
↑ Výbuch . Velká sovětská encyklopedie . Získáno 18. prosince 2012. Archivováno z originálu 19. prosince 2012. (Ruština)
↑ Samuel Glasstone, Leslie M. Redman. Úvod do jaderných zbraní . - Zpráva divize vojenských aplikací Komise pro atomovou energii WASH-1038, 1972. - S. 12. Archivovaná kopie (nepřístupný odkaz) . Získáno 5. září 2010. Archivováno z originálu 27. srpna 2009. (neurčitý)
↑ Kryuchkov, Igor Toto sbližování atomu . gzt.ru (27. října 2009). Získáno 23. října 2010. Archivováno z originálu 3. října 2015. (Ruština)
↑ Puzyrev, Denis Jižní Korea sestavila seznam cílů pro primární úder na území KLDR . gzt.ru (24. září 2009). Získáno 23. října 2010. Archivováno z originálu 2. října 2015. (Ruština)
↑ Sergej Strokan. Obohacující okolnosti // Noviny Kommersant: článek. - Kommersant, 2007. - Vydání. 3643 , č. 67 . (Ruština)
↑ Reuters. Pákistán buduje svůj jaderný potenciál // Kommersant News: článek. - 2006. Archivováno 2. srpna 2012. (Ruština)
↑ Spojené státy a Kazachstán oznámily uzavření jaderného reaktoru Aktau (nepřístupný odkaz- historie ) . ITAR-TASS (17. listopadu 2010). Staženo: 17. listopadu 2010. (Ruština)
↑ USA vítají uzavření jaderného reaktoru v Kazachstánu . RIA Novosti (19. listopadu 2010). Získáno 4. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011. (Ruština)
↑ GZT.RU. _ USA a RF podepsaly ruský plán likvidace plutonia (ruský) , gzt.ru (26. září 2009). Archivováno z originálu 2. října 2015. Staženo 23. října 2010.
↑ Rusko a Spojené státy dosáhly úspěchu v resetu (ruština) , Vesti.Ru (25. června 2010). Archivováno z originálu 30. října 2010. Staženo 29. října 2010.
↑ Byl podepsán zákon o ratifikaci Dohody mezi vládami Ruska a Spojených států o likvidaci plutonia, které již není nutné pro obranné účely
↑ kremlin.ru, federální zákon č. 108-FZ ze dne 3. června 2011 Archivní kopie ze dne 14. června 2021 o Wayback Machine „O ratifikaci dohody mezi vládou Ruské federace a vládou Spojených států amerických o nakládání s plutoniem deklarovaným jako plutonium již nepotřebné pro obranné účely, nakládání s ním a spolupráci v této oblasti“
↑ 68 tun plutonia. Co prezident Putin odmítl _
↑ Výnos prezidenta Ruské federace ze dne 03. října 2016 č. 511 Archivní kopie ze dne 3. října 2016 o Wayback Machine „O pozastavení dohody mezi vládou Ruské federace a vládou Ruské federace Ruskou federací Spojených států amerických o nakládání s plutoniem prohlášeným za plutonium, které již není nezbytné pro účely obrany, manipulace a spolupráce v této oblasti a protokolů k této dohodě“
↑ 1 2 P. Povinec, JA Sanchez-Cabeza. Radionuklidy v životním prostředí: Mezinárodní konference o izotopech v environmentálních studiích: Aquatic Forum 2004, 25.-29. října, Monako . - Elsevier, 2006. - 646 s. — ISBN 0080449093 , 9780080449098.
↑ Výzkum Marshallových ostrovů by mohl vést k přesídlení po jaderných testech . ScienceDaily Online (12. února 2010). Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Pierre Guéguéniat, Pierre Germain, Henri Métivier. Radionuklidy v oceánech: vstupy a zásoby . - L'Editeur: EDP Sciences, 1996. - 231 s. — ISBN 2868832857 , 9782868832856.
↑ Gordon Karera. Před 40 lety ztratilo americké letectvo atomovou bombu . bbcrussian.com (11. listopadu 2008). Získáno 3. prosince 2010. Archivováno z originálu 10. února 2015. (Ruština)
↑ Christensen, 2009 , s. 123-125.
↑ Timošenko, Alexej . Roskosmos se připravuje na lety na jaderném reaktoru (ruština) , gzt.ru (28. října 2009). Archivováno z originálu 3. října 2015. Staženo 23. října 2010.
↑ Caldicott, Helena. Nové jaderné nebezpečí: Vojensko-průmyslový komplex George W. Bushe . — New York: The New Press, 2002.
↑ Thomas P. McLaughlin; Shean P. Monahan; Norman N. Pruvost; Vladimír V. Frolov; Boris G. Rjazanov; Viktor I. Sviridov. Přehled Critically Accidents (eng.) (pdf) (odkaz není k dispozici) 72, 82. Los Alamos National Laboratory (květen 2000). — Přezkum havárií s jadernými materiály. Získáno 23. listopadu 2010. Archivováno z originálu 5. července 2007.
↑ Anton Efremov. Zóna peněžního vyloučení . URA-Inform (25. listopadu 2010). Získáno 28. listopadu 2010. Archivováno z originálu dne 23. prosince 2010. (Ruština)
↑ 1 2 Černobylské dědictví: zdravotní, environmentální a sociálně-ekonomické dopady (angl.) (pdf). Černobylské fórum: 2003-2005 (druhá revidovaná verze) . Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE). Získáno 28. listopadu 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011.
↑ MAAE. Odhady energie, elektřiny a jaderné energie na období do roku 2050 (anglicky) // 30. vydání : zpráva, pdf. - Rakousko, 2010. - S. 14, 18 . - ISBN 978-92-0-108010-3 . — ISSN 1011-2642 .
↑ Ed Gerstner. Nukleární energie: Hybrid se vrací (anglicky) // Časopis Nature: článek . - 1. července 2009. - Iss. 460 . - doi : 10.1038/460025a .
↑ 1 2 Plutonium . _ Používá . Chemická divize Národní laboratoře Los Alamos (15. prosince 2003). Získáno 30. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 17. října 2004.
↑ Ping Zhang, Bao-Tian Wang, Xian-Geng Zhao. Vlastnosti základního stavu a vysokotlaké chování oxidu plutoničitého: Systematické hustotní funkční výpočty (anglicky) (pdf). arxiv.org (3. května 2010). Staženo: 16. listopadu 2010.
↑ Venkateswara Sarma Mallela, V Ilankumaran, N. Srinivasa Rao. Trends in Cardiac Pacemaker Batteries (anglicky) // Indian Pacing Electrophysiol J: článek. - 1. října 2004. - Iss. 4 , ne. 4 .
↑ Plutonium Powered Pacemaker (1974) (anglicky) (odkaz není k dispozici) . Oak Ridge Associated University (23. března 2009). Datum přístupu: 15. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 A. M. Golub. Obecná a anorganická chemie = Zagalna a anorganická chemie. - Kyjev: Vishcha school, 1971. - T. 2. - 416 s. - 6700 výtisků.
↑ Bayles, John J.; Taylor, Douglas. SEALAB III - Diver's Isotopic Swimsuit-Heater System (anglicky) (nedostupný odkaz) . Ministerstvo obrany (1970). Datum přístupu: 15. ledna 2011. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 3 4 Franklin H. Cocks. Poptávka po energii a změna klimatu: problémy a řešení . - Wiley-VCH, 2009. - 251 s. - ISBN 3527324461 , 9783527324460.
↑ Andrew Wilson. deník sluneční soustavy . - Londýn: Jane's Publishing Company Ltd, 1987. - S. 64. - 128 s. — ISBN 0710604440 , 9780710604446.
↑ Konstantin Lantratov. Pluto se sblížilo // Noviny Kommersant: článek. - Kommersant, 2006. - Vydání. 3341 , č. 10 . (Ruština)
↑ Alexandr Sergejev. Sonda k Plutu: Perfektní začátek pro skvělou cestu . - Elements.Ru, 2006. (Ruština)
↑ Timošenko, Alexej Vesmírný věk – člověk nebyl potřeba . gzt.ru (16. září 2010). Získáno 22. října 2010. Archivováno z originálu 19. dubna 2010. (Ruština)
↑ Melissa McNamara. Vesmírná sonda míří k Plutu - konečně . CBS News.com (19. ledna 2006). Získáno 7. listopadu 2010. Archivováno z originálu dne 20. srpna 2011.
↑ Sonda New Horizons se „ohlíží“ na Jupiter . RIA Novosti (28. července 2010). Získáno 4. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 22. srpna 2011. (Ruština)
↑ Po přiblížení k Plutu vletí sonda New Horizons do Kuiperova pásu (rusky) , Popular Mechanics (16. října 2014). Archivováno z originálu 18. května 2015. Staženo 15. května 2015.
↑ Energie čisté vědy: Collider Current // blog fyziky arXiv Populární mechanika: článek. - 12.08.10. (Ruština)
↑ NASA provedla první testovací jízdu nového roveru . Lenta.ru (26. července 2010). Získáno 8. listopadu 2010. Archivováno z originálu 2. listopadu 2012. (Ruština)
↑ Ajay K. Misra. Přehled programu NASA pro vývoj radioizotopových energetických systémů s vysokým specifickým výkonem // NASA/JPL: přehled. — San Diego, Kalifornie, červen 2006.
↑ Traci Watson. Problémy s paralelními ambicemi v projektu NASA Mars . USA Today/NASA (14. dubna 2008). Datum přístupu: 17. prosince 2010. Archivováno z originálu 3. února 2012.
↑ 12 Brian Dodson . Zrušení Advanced Sterling Radioisotope Generator ze strany NASA zpochybňuje budoucí mise do hlubokého vesmíru , Gizmag.com (24. listopadu 2013) . Archivováno z originálu 18. května 2015. Staženo 15. května 2015.
↑ NASA opustila účinný zdroj jaderné energie (rusky) , Popular Mechanics (25. listopadu 2013). Archivováno z originálu 24. září 2015. Staženo 15. května 2015.
↑ 1 2 Appolo 15. Novinky. Press kit (anglicky) (pdf) (downlink ) 57-58. NASA (Národní úřad pro letectví a vesmír) (15. července 1971). Datum přístupu: 10. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ 1 2 Divize inženýrství. Zpráva NMAB . - 1. vyd. - Národní akademie, 1970. - 655 s.
↑ Lloyd I. Shure; Harvey J. Schwartz. Přehled elektráren pro kosmické aplikace (angl.) (pdf). NASA (prosinec 1965). Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 5. června 2011.
↑ Generátory energie SNAP , kromě satelitů . RADNET. Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 3. února 2012.
↑ Planning & Human Systems, Inc. Atomová síla ve vesmíru. A History (anglicky) (pdf) (březen 1987). Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 3. února 2012.
↑ Program SNAP-21, fáze II // Databáze energetických citací : technická zpráva. - USA, 1. ledna 1968. - S. 149 s . - doi : 10.2172/4816023 .
↑ Kosmická loď Pioneer Jupiter . elektrická energie . NASA History Office (srpen 2004). Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Novinky Appolo 17. Press kit (anglicky) (pdf) (downlink ) 38-39. NASA (Národní úřad pro letectví a vesmír) (26. listopadu 1972). Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 21. července 2011.
↑ ALSEP Off- load . Appolo 12. Lunar Surface Journal (30. října 2010). Datum přístupu: 25. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
↑ Vesmírné FAQ 10/13 - Kontroverzní otázky . faqs.org (29. června 2010). Získáno 25. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 25. března 2021.
↑ Žár Sarov pro čínského „Zajíce“ (ruština) , Vzácné zeminy (16. dubna 2014). Archivováno z originálu 23. dubna 2014. Staženo 19. dubna 2015.
↑ Ruské lunární stanice budou fungovat na plutonium (ruština) , TASS (27. listopadu 2014). Archivováno z originálu 2. dubna 2015. Staženo 19. dubna 2015.
↑ Ruské stanice na Měsíci budou napájeny zbrojním plutoniem (rusky) , Lenta.ru (27. listopadu 2014). Archivováno z originálu 11. února 2015. Staženo 19. dubna 2015.
↑ Podrobnosti o oznámeném ruském lunárním programu (rusky) , Popular Mechanics (15. října 2014). Archivováno z originálu 18. května 2015. Staženo 15. května 2015.
↑ Kessler G. Nuclear Energy = Jaderné fúzní reaktory. Potenciální role a rizika zpracovatelů a šlechtitelů / Per. z angličtiny. vyd. Mityaev Yu. I. - M. : Energoatomizdat, 1986. - 264 s. - 3700 výtisků.
↑ Marina Chadeeva. Mírový atom: Jaderná energie . Populární mechanika (duben 2005). Získáno 3. ledna 2011. Archivováno z originálu 21. září 2011. (Ruština)
↑ F.I. Sharovar. Zařízení a systémy požární signalizace. - M .: Stroyizdat, 1979. - 271 s. — 20 000 výtisků.
↑ Detektor kouře RID-1 na YouTube
↑ Radioizotopový detektor kouře RID-6M. Pas EU2.845.003 PS.
↑ Fakta o prvku plutonia . Hojnost a izotopy . chemicool.com. Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.

Odkazy

Wikimedia Commons má média související s Plutoniem

V ruštině e:

Plutonium . Populární knihovna chemických prvků (14. října 2003). Získáno 11. října 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011. (Ruština)
I. Ya, Vasilenko, O. I. Vasilenko. Plutonium (pdf) - 8 stran - Účinky plutonia na organismus. Datum přístupu: 30. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011. (Ruština)

v angličtině :

Criticality Safety Information Resource Center. A Review of Criticality Accidents: 2000 Revision (anglicky) (odkaz není k dispozici) . CSIRC. — Přehledy jaderných havárií, včetně nehod souvisejících s plutoniem. Získáno 23. listopadu 2010. Archivováno z originálu 29. září 2007.
WG Sutcliffe, RH Condit, WG Mansfield, DS Myers, DW Layton, PW Murphy. Pohled na nebezpečí plutonia (anglicky) . Lawrence Livermore National Laboratory (14. dubna 1995). Staženo: 29. prosince 2010.
Johnson, C. M.; Davis, ZS Nuclear Weapons: Možnosti likvidace přebytečných zbraní-použitelné plutonium (anglicky) . Zpráva CRS pro kongres č. 97-564 ENR (22. května 1997). Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu dne 7. března 2021.
Fyzikální, jaderné a chemické vlastnosti plutonia . IEER (červenec 2005). Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
Bhadeshia, H. Plutonium (anglicky) . University of Cambridge . — Krystalografie plutonia. Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
David Samuels. Konec věku plutonia . Discover Magazine (22. listopadu 2005). Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
Pike, J.; Sherman, R. Plutonium Production (anglicky) (odkaz není dostupný) . Federace amerických vědců (20. června 2000). Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
Výroba a zpracování plutonia . Nuclearweaponarchive.org. Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
Ong, C. Světové zásoby plutonia . jaderné soubory.org (1999). Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
Plutonium, radioaktivní . Databanka nebezpečných látek NLM. Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.
Komentovaná bibliografie o plutoniu (anglicky) (odkaz není dostupný) . Alsos Digitální knihovna pro jaderné záležitosti. Datum přístupu: 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 3. února 2009.
Chemie ve svém živlu (anglicky) (mp3). Plutonium . Svět chemie Royal Society of Chemistry. Získáno 29. prosince 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011.

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online) Treccani Universalis
V bibliografických katalozích	GND : 4136381-4 J9U : 987007558091105171 LCCN : sh85103582 NDL : 00569238

Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva

osm

já

Čs

alkalických kovů	kovy alkalických zemin	Lanthanoidy	aktinidy	přechodné kovy
lehké kovy	Polokovy	nekovy	Halogeny	vzácné plyny

Řady elektrochemické aktivity kovů
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Ti , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au

Jaderné technologie

Inženýrství

materiálů

Jaderné palivo
- Utraceno
- Suroviny
Cyklus jaderného paliva
Thorium
Uran
- Obohacování uranu
- ochuzený uran
Plutonium
Deuterium
tritium
Helium-3
Lithium-6

Jaderná
energie

Hlavní témata	Nukleární reaktor Jaderná elektrárna radioaktivní odpad Řízená termonukleární fúze jaderná elektrárna jaderný raketový motor Radioizotopový termoelektrický generátor
Generace reaktorů	jeden 2 3 3++ čtyři
Typy reaktorů	Podle těla Tankový jaderný reaktor Kanálový jaderný reaktor Homogenní Nařízením Voda - Superkritické vodou chlazené Voda-voda Vařící v solných roztocích Těžká voda - Těžká voda Grafit - Grafit-plyn Magnox s granulovaným palivem ultra vysoká teplota Grafitová voda (tlaková voda/vaření) na roztavené soli Samoregulace účinné látky Rychlý neutronový reaktor s chladicí kapalinou z tekutého kovu s olovem Na běžící vlně chlazené plynem SSTAR Integrální inerciální syntéza

nukleární medicína

lékařské zobrazování	Pozitronová emisní tomografie Jednofotonová emisní počítačová tomografie (SPECT) gama kamera
Terapie	Radiobiologie nádorů Tomoterapie Protonová terapie Brachyterapie Neutronová záchytná terapie

Jaderná zbraň

Provozní principy	Jaderný výbuch Škodlivé faktory jaderného výbuchu Design termonukleární zbraně
Příběh	Vytvoření jaderných zbraní USA SSSR Německo Velká Británie Francie Čína Izrael Indie Pákistán Severní Korea Argentina Brazílie Irák Írán Španělsko Itálie Švédsko Jižní Afrika Jižní Korea Japonsko jaderný závod jaderný klub
Jaderné zbraně a společnost	Nukleární válka jaderný test Seznam Lodní doprava Šíření Mírové jaderné výbuchy SSSR

Jaderné reaktory
Seznam jaderných elektráren na světě
Jaderné reaktory v Rusku
Radiační havárie

Znečištění
znečišťujících látek	Odpadky radioaktivní odpad Těžké kovy vesmírné smetí Kouř
Znečištění ovzduší	Kyselý déšť Index kvality ovzduší Simulace atmosférické disperze globální stmívání globální destilace Globální oteplování Kvalita vzduchu Ozonová díra Smog Móda Skleníkové plyny
Znečištění vody	Eutrofizace hypoxie odpadní voda Index ekologické kvality sladké vody Znečištění oceánů Mořské trosky acidifikace oceánů Únik ropy znečištění lodí Povrchový odtok Znečištění termální vody Odtok města vodní nemoci Třídy znečištění vody stojatá voda
Znečištění půdy	Bioremediace herbicidy Pesticidy
Radiační ekologie	aktinidy v přírodě Environmentální radioaktivita štěpné produkty radioaktivní kontaminace plutonium v přírodě Nemoc z ozáření Radium v přírodě uran v přírodě
Jiné druhy znečištění	Bioakumulace Biozvětšení Vizuální znečištění světelné znečištění Tepelné znečištění Hluková zátěž Elektromagnetické znečištění
Opatření k prevenci znečištění	Čištění odpadů Recyklace odpadu Monitorování prostředí
Mezistátní smlouvy	Montrealský protokol Kjótský protokol Stockholmská úmluva Mezinárodní úmluva o zabránění znečištění z lodí (MARPOL 73/78) Úmluva o zabránění znečištění moře ukládáním odpadů a jiných látek Bukurešťský sjezd
viz také	Kontaminant Xenobiotikum Vytrvalost Kakosféra Dopad pandemie COVID-19 na životní prostředí

sloučeniny plutonia

dihydrid plutonia ( PuH2 )
Plutonium trihydrid (PuH 3 )
Karbid plutonia (PuC 2 )
nitrid plutonia (PuN)
Plutonium (III) chlorid (PuCl 3 )
Fluorid plutonium(III) ( PuF3 )
Fluorid plutonia (IV) (PuF 4 )
Oxid plutonia (IV) (PuO 2 )
Fluorid plutonium(VI) ( PuF6 )
Diborid plutonia (PuB 2 )
Hydroxid plutonia(III) (Pu(OH) 3 )
Hydroxid plutonia (IV) (Pu(OH) 4 )
Rubidium fluoroplutonát (V) (Rb 2 PuF 7 )
Cesium fluoroplutonát (V) (CsPuF 6 )