Плутоний (Plutonium), Pu. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Плутоний (Plutonium), Pu - искусств. радиоактивный хим. элемент III группы периодич. системы элементов Менделеева, ат. номер 94, трансурановый элемент, относится к актиноидам. Получены изотопы ²³²Pu - ²⁴⁶Pu; cреди продуктов взрыва термоядерных бомб обнаружены также ²⁴⁷Рu и ²⁵⁵Рu. Наиб. устойчив малодоступный ²⁴⁴Рu (

-распад и спонтанное деление, T_1/2 = 8,2 x 10⁷ лет, ат. масса 244,0642). Наибольшее применение имеет ²³⁹Рu (

-распад и спонтанное деление, T_1/2 = 2,41 x 10⁴ лет, ат. масса 239,0522), практически важны также ²³⁸Рu (T_1/2 = 87,7 лет), ²⁴⁰Рu (T_1/2 = 6,56 x 10³ лет), ²⁴¹Рu (T_1/2 = 14,34 лет) и ²⁴²Рu (T_1/2 = 3,76 x 10⁵ лет). Ничтожные кол-ва П., образующиеся в урановых рудах за счёт разл. ядерных реакций, обнаружены в природе (содержание 0,4 - 15 частей Pu на 10¹² частей U).
Первый нуклид ²³⁸Рu открыт в 1940 Г. Т. Сиборгом (G. Th. Seaborg), Э. М. Мак-Милланом (Е. М. МсМillаn), Дж. Э. Кеннеди (J. Е. Kennedy) и А. Ч. Валом (A. Ch. Wahl). Электронная конфигурация внеш. оболочек 5s²p⁶d¹⁰f⁶6s²p⁶7s². Энергия ионизации 5,71 эВ. Металлич. радиус 0,158 - 0,162 нм, радиусы ионов Pu³⁺, Pu⁴⁺, Pu⁵⁺и Pu⁶⁺ (отвечающие координац. числу 6) равны 0,100; 0,086; 0,074 и 0,071 нм соответственно. Значение электроотрицательности 1,1 - 1,2.
В свободном виде хрупкий серебристо-белый металл. Особенность П. состоит в том, что при темп-pax от комнатной до t_пл = 640 °С он существует в виде 6 модификаций:

(последнюю обозначают также

) и

температуры перехода между к-рыми, по разным данным, составляют соответственно 112 - 122 °С, 185 - 205 °С, 310 - 318 °С, 452 - 458 °С, 476 - 480 °С. При высоких темп-pax и давлениях возможно существование и др. модификаций металлич. П.

-Pu обладает моноклинной решёткой с параметрами а = 0,6183, b = = 0,4822, с= 1,0963 нм и углом

= 101,79°. Плотность

-Pu 19,86 кг/дм³ (изменение плотности П. с ростом температуры см. на рис.), t_кип = 3235 - 3350 °С, теплоёмкость

-Pu c_p = 35,5 Дж/(моль x К), теплота плавления 2,834 кДж/моль. Уд. электрич. сопротивление

-Pu 1,4645 мкОм x м (при 273 К), уд. магн. восприимчивость 2,28 x 10^-9 (при 273 К), теплопроводность П.

4,65 - 5,80 Вт/(м x К) (при 200 - 400 К). Ср. значения коэф. теплового расширения для

-модификаций (в единицах 10^-6K^-1) 42,4, 20,9, 60,0, - 15,4, - 27,5 и 36,4 соответственно.
При комнатной температуре твёрдость по Виккерсу металлич. П. 2,4 - 2,7 ГПа, для

-Pu (при 20 °С) модуль нормальной упругости 98,4 ГПа, модуль сдвига 42,7 ГПа, модуль объёмного сжатия 48,4 ГПа.
По хим. свойствам П. - наиб. активный элемент среди актиноидов. В соединениях проявляет степени окисления от +3 до +7 (наиб. устойчивая +4). Компактный П. на воздухе окисляется медленно, в раздробленном виде самовозгорается на воздухе.
Важнейшие соединения П.: PuF₆ (легкокипящая жидкость, термически значительно менее стабилен, чем UF₆), твёрдые оксид РиO₂, карбид РuС и нитрид PuN, к-рые в смесях с соответствующими соединениями урана могут использоваться как ядерное горючее.
Осн. применение получил ²³⁹Рu как делящийся материал в ядерных реакторах и ядерном оружии. Критич. масса его

-модификации 5,6 кг (шар диаметром 4,1 см). ²³⁸Рu используется в "атомных" электрич. батарейках, обладающих длит. сроком службы. Изотопы П. служат сырьём для синтеза трансплутониевых элементов (Am и др.). П. и его соединения сильно токсичны.

Литература по плутонию

Знаете ли Вы, что релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой? - Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах). В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.