Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ПЛУТОНИЙ

ПЛУТОНИЙ

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 продуктоввзрыва термоядерных бомб обнаружены также ²⁴⁷ Рu и ²⁵⁵ Рu.Наиб. устойчив малодоступный ²⁴⁴ Рu ( -распади спонтанное деление, T_1/2 = 8,2 x 10⁷ лет, <ат. масса 244,0642). Наибольшее применение имеет ²³⁹ Рu ( -распади спонтанное деление, T_1/2 = 2,41 x 10⁴ лет, <ат. масса 239,0522), практически важны также ²³⁸ Рu (T_1/2= 87,7 лет), ²⁴⁰ Рu (T_1/2 = 6,56 x 10³ лет), ²⁴¹ Рu (T_1/2 = 14,34 лет) и ²⁴² Рu(T_1/2=3,76 x 10⁵ лет). Ничтожные кол-ва П., образующиеся в урановыхрудах за счёт разл. ядерных реакций, обнаружены в природе (содержание 0,4- 15 частей Pu на 10¹² частей U).

Первый нуклид ²³⁸ Рu открытв 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). Электроннаяконфигурация внеш. оболочек 5s²p⁶d¹⁰f⁶6s²p⁶7s². Энергияионизации 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. Значениеэлектроотрицательности 1,1 - 1,2.

В свободном виде хрупкий серебристо-белыйметалл. 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 темп-ры перехода между к-рыми, по разным данным, составляют соответственно112 - 122 °С, 185 - 205 °С, 310 - 318 °С, 452 - 458 °С, 476 - 480 °С. Привысоких темп-pax и давлениях возможно существование и др. модификаций металлич. <П.-Puобладает моноклинной решёткой с параметрами а =0,6183, b ==0,4822, с=1,0963 нм и углом = 101,79°. Плотность -Pu 19,86 кг/дм ³ (изменение плотности П. с ростом темп-ры см. <на рис.), t _кип = 3235 - 3350 °С, теплоёмкость -Puc_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 и -модификаций(в единицах 10^-6K^-1) 42,4, 20,9, 60,0, - 15,4, -27,5 и 36,4 соответственно.

При комнатной темп-ре твёрдость по Виккерсуметаллич. 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. активныйэлемент 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 смесяхс соответствующими соединениями урана могут использоваться как ядерноегорючее.

Осн. применение получил ²³⁹ Рuкак делящийся материал в ядерных реакторах и ядерном оружии. Критич. массаего -модификации5,6 кг (шар диаметром 4,1 см). ²³⁸ Рu используется в "атомных"электрич. батарейках, обладающих длит. сроком службы. Изотопы П. служатсырьём для синтеза трансплутониевых элементов (Am и др.). П. и его соединениясильно токсичны.

Лит.: Плутоний. Справочник, подред. О. Вика, пер. с англ., т. 1 - 2, М., 1971 - 73; Вдовенко В. М., КурчатовБ. В., Первый советский плутоний, "Радиохимия", 1968, т. 10, в. 6, с. 696;Ке11еr С., Plutonium kein Element aus der Retorte, "GIT. Fachz. Lab.",1985, Bd 29, № 7, S. 704.

С. С. <Бердоносов.