94-Pu Πλουτώνιο

Πυρηνικά όπλα και πηγή ενέργειας στο διάστημα

Ένας κύλινδρος από ²³⁸PuO₂ που ακτινοβολεί

Το πλουτώνιο (Pu) πήρε το όνομά του από τον νάνο πλανήτη Πλούτωνα. Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Glenn Seaborg και τους συναδέλφους του ως προϊόν πυρηνικής σχάσης, ενώ ίχνη πλουτωνίου εντοπίστηκαν αργότερα σε ένα βράχο από την Darleane Hoffmann.

Το πλουτώνιο είναι ένα ραδιενεργό χημικό στοιχείο με το σύμβολο Pu και ατομικό αριθμό 94. Είναι ένα μέταλλο του f-τομέα του περιοδικού πίνακα, στις ακτινιδες, με ασημί γκρίζα εμφάνιση που αμαυρώνεται όταν εκτίθεται στον αέρα και αποκτά μια θαμπή επίστρωση όταν οξειδώνεται. Το στοιχείο εμφανίζει κανονικά έξι αλλοτροπικές μορφές και τέσσερις καταστάσεις οξείδωσης. Αντιδρά με άνθρακα, αλογόνα, άζωτο, πυρίτιο και υδρογόνο. Όταν εκτίθεται σε υγρό αέρα, σχηματίζει οξείδια και υδρίδια που διογκώνουν το δείγμα έως και 70% κατ' όγκο. Αυτό στη συνέχεια ξεφλουδίζει και γίνεται σκόνη που είναι πυροφορική, αυταναφλέγεται σε θερμοκρασία δωματίου.

Είναι ραδιενεργό και μπορεί να συσσωρευτεί στα οστά, γεγονός που καθιστά τον χειρισμό του πλουτωνίου επικίνδυνο.

Το πλουτώνιο παράχθηκε και απομονώθηκε για πρώτη φορά στις 14 Δεκεμβρίου 1940 με βομβαρδισμό του ουρανίου-238 στο κύκλοτρο 1,5 μέτρων (60 ιντσών) στο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ της Καλιφόρνιας.

Το ουράνιο-238 δεσμεύει ένα νετρόνιο και μετατρέπεται σε ουράνιο-239 το οποίο έχει χρόνο ημιζωής 23 λεπτά και έτσι πού γρήγορα ακτινοβολόντας ένα ηλεκτρόνιο (ακτινοβολία β) μετατρέπεται σε νεπτούνιο-238 (ημιπερίοδος ζωής 2,36 ημέρες), το οποίο στη συνέχεια παθαίνει  β-αποσύνθεση  (ακτινοβολεί και πάλι ένα ηλεκτρόνιο) για να σχηματίσει αυτό το νέο στοιχείο με ατομικό αριθμό 94 και ατομικό βάρος (που είναι περίπου ίσο με τον μαζικό αριθμό) 238 και χρόνο ημιζωής 87,7 έτη. Δεδομένου ότι το ουράνιο ονομάστηκε από τον πλανήτη Ουρανό και το νεπτούνιο Np (στα ελληνικά Ποσειδώνιο) από τον πλανήτη Ποσειδώνα (Neptune), το στοιχείο 94 πήρε το όνομά του από τον Πλούτωνα, ο οποίος κατά την εποχή εκείνη θεωρήθηκε ως ένας πλανήτης. Η μυστικότητα του πολέμου εμπόδισε την ανακοίνωση της ανακάλυψης μέχρι το 1948.

Ένας δακτύλιος από καθαρό πλουτώνιο 99,96%,
αρκετό για έναν πυρήνα ατομικής βόμβας..
Ο δακτύλιος ζυγίζει 5,3 κιλά, είναι περίπου, 11 εκατοστά
σε διάμετρο και το σχήμα του βοηθά στην ασφάλεια
έναντι της κρίσιμης μάζας.

Το πλουτώνιο είναι το στοιχείο με τον υψηλότερο ατομικό αριθμό που εμφανίζεται στη φύση. Παρατηρούνται ποσότητες ιχνών σε κοιτάσματα φυσικού ουρανίου-238 όταν το U-238 συλλαμβάνει νετρόνια που εκπέμπονται από τη διάσπαση άλλων ατόμων U-238. Το πλουτώνιο γίνεται πολύ πιο συνηθισμένο στη Γη από το 1945 και μετά ως προϊόν δέσμευσης νετρονίων και ακτινοβολίας βήτα, όπου μερικά από τα νετρόνια που απελευθερώνονται από τη διαδικασία σχάσης των πυρηνικών δοκιμών μετατρέπουν πυρήνες ουρανίου-238 σε πλουτώνιο-239.

Ένα άρθρο που τεκμηριώνει την ανακάλυψη ετοιμάστηκε από την ομάδα των Glenn T. Seaborg, Edwin McMillan, Joseph W. Kennedy, and Arthur Wahl που το ανακάλυψαν, και απεστάλη στο περιοδικό Physical Review τον Μάρτιο του 1941, αλλά η δημοσίευση καθυστέρησε μέχρι ένα χρόνο μετά το τέλος του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου εξαιτίας προβλημάτων ασφαλείας.

Στις διαλέξεις του, ο Seaborg συχνά έλεγε ότι το 1941, το έτος που σημάδεψε την έναρξη της αμερικανικής εμπλοκής στον Β Παγκόσμιο Πόλεμο, το στοιχείο 94 αναφερόταν με την κωδική ονομασία "χαλκός". Η ονομασία αυτή ήταν ικανοποιητική μέχρι να γίνει απαραίτητη η χρήση του πραγματικού στοιχείου του χαλκού σε μερικά από τα πειράματα. Οι επιστήμονες παρέκαμψαν το πρόβλημα της διάκρισης μεταξύ των δύο στοιχείων, αναφερόμενοι στο στοιχείο 94 ως "χαλκό" και στον πραγματικό χαλκό ως "ειλικρινής προς τον Θεό χαλκός !"
Ο Seaborg αρχικά σκέφτηκε το όνομα "plutium", αλλά αργότερα σκέφτηκε ότι δεν ακούγεται τόσο καλό όσο το "plutonium".  Επέλεξε για σύμβολο τα γράμματα "Pu" ως αστείο, αναφερόμενος στο επιφώνημα "P U" (πι-ουυυυ) που στα αγγλικά εκφράζει το "πουφ" για να δείξει μια ιδιαίτερα αηδιαστική μυρωδιά, ένα σύμβολο που πέρασε χωρίς αντιρρήσεις στο περιοδικό πίνακα. Εναλλακτικά ονόματα που εξέτασε ο Seaborg ήταν και τα "ultimium" ή "extremium" λόγω της εσφαλμένης πεποίθησης εκείνης της εποχής ότι βρήκαν το τελευταίο δυνατό στοιχείο στο περιοδικό πίνακα.

Πηγές

Από την Wikipedia, the free encyclopedia : Plutonium , Πλουτώνιο , 

από τη RSC:  www.rsc.org : Plutonium

από το : Compound Chem : plutonium

Από τη: Royal Society of Chemistry (RSC) 
και από τη Wikipedia, the free encyclopedia: Darleane C. Hoffman, Glenn T. Seaborg, Plutonium
και Reflections on the Legacy of a Legend Glenn T. Seaborg 1912–1999

Εικόνες

By Department of Energy - http://www.doedigitalarchive.doe.gov/ImageDetailView.cfm?ImageID=2006407&page=search&pageid=thumb, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1034533

By Los Alamos National Laboratory - Scanned from: Christensen, Dana (1995). "The Future of Plutonium Technology". Los Alamos Science (23): 170., Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1034607

< 93-Np Ποσειδώνιο                     Όλος ο Περιοδικός Πίνακας                     95-Am Αμερίκιο >