وزن مخصوص پلوتونیوم پلوتونیوم درجه سلاح: کاربرد، تولید، دفع. در طبیعت بودن، دریافت

والدین پسر باید برای موارد مختلف آماده باشند موقعیت های اضطراریاگر پسرتان پلوتونیوم پیدا کند، حتی اگر پسرتان پلوتونیوم پیدا کند، بدانید چه کاری باید انجام دهید.

پلوتونیوم چه شکلی است؟

ابتدا باید تصور کنید که پسرتان چه شکلی پیدا خواهد کرد. این یک فلز نقره ای رنگ بسیار بسیار سنگین به شکل پودر است که هنگام تمیز کردن به خوبی می درخشد. اما به لطف خواص الکترونگاتیو آن، برای مدت طولانی براق نمی ماند: ابتدا محو می شود، سپس با یک فیلم زرد روشن پوشیده می شود که به تدریج به بنفش تیره تبدیل می شود.

به این فکر کنید که چه چیزی شبیه پودر سفید نقره ای به نظر می رسد، زیرا نمی توانید پلوتونیوم را در نزدیکی یک تاب یا سرسره پیدا کنید. و حتی اگر از یک کارگاه ساختمانی بالا برود، پسر ترجیح می دهد صاحب یک تکه سیم یا یک میخ شود تا یک مشت پلوتونیوم.

با این وجود، اگر کودک چیزی را به خانه آورد که فکر می کنید فلز سنگین توصیف شده است، باید فوراً با پلیس یا اداره محلی وزارت شرایط اضطراری تماس بگیرید، زیرا این ماده رادیواکتیو و خطرناک است که باید به سرعت حذف و پنهان شود. دور.

شما باید فوراً به یک "یافتن" واکنش نشان دهید. این یک موقعیت زندگی نیست که بتوانید با یک دوست تماس بگیرید و بفهمید. از این گذشته، خیار حتی ترش به دلیل اسهال حاد خطرناک است. و اگر به اندازه کافی باهوش هستید که پس از بسته شدن درب آن را نخورید، به طور کلی آنها مانعی برای سلامتی شما نیستند.

تاثیر پلوتونیوم بر بدن انسان

پلوتونیوم (Pu) به اندازه خیار ترش بی ضرر نیست. این یک فلز سنگین است و بنابراین باید یک ماده شیمیایی سمی باشد. با این حال، این ویژگی ضعیف توصیف شده است، زیرا خطر اصلی در سمیت رادیویی نهفته است. سمیت آن به دلیل رادیواکتیویته آلفا است.

یک ذره آلفا تنها در صورتی برای بدن خطرناک است که منبع آن در بدن انسان باشد. به زبان ساده، برای اینکه اثر رادیواکتیو رخ دهد، این فلز باید بلعیده شود. از نظر خارجی، پلوتونیم با نوترون ها و اشعه گاما بر انسان تأثیر می گذارد، اما به دلیل سطح پایین آنها آسیب چندانی ایجاد نمی کند.

ذرات آلفا در بدن انسانفقط به بافت هایی آسیب می رساند که با آنها در تماس مستقیم هستند. در سطوح بالای تابش، مسمومیت حاد ایجاد می شود و بلافاصله یک اثر سمی ظاهر می شود. سطوح پایین تشعشع به تدریج به بدن آسیب می رساند و زمینه ابتلا به سرطان را ایجاد می کند.

پلوتونیم در دستگاه گوارش ضعیف جذب می شود. حتی اگر فلز را به شکل نمک محلول بگیرید، تمایلی به جذب ندارد، بلکه با محتویات روده مخلوط می شود. مقدار زیادی پلوتونیوم از آب آلوده وارد بدن نمی شود، بلکه از محلول های آبی رسوب می کند و ترکیبات نامحلول را تشکیل می دهد.

برای مرگ در اثر مواجهه حاد در عرض چند روز یا یک هفته، باید 500 میلی گرم پلوتونیم بخورید. در عین حال باید به صورت کاملا خرد شده باشد. مرگ ناشی از ادم ریوی تا 10 روز، افرادی را که 100 میلی گرم پلوتونیوم را به ریه ها استنشاق می کنند، تهدید می کند. دوزهای کوچکتر پلوتونیم در بدن زمینه مناسبی را برای ظهور و پیشرفت سرطان ایجاد می کند.

آیا مردم نیاز دارند

ایزوتوپ 239Pu به شکل سوخت هسته ای برای راکتورهای قدرتی که بر روی نوترون های سریع و حرارتی کار می کنند استفاده می شود. ایزوتوپ 239Pu نیز در تولید سلاح های هسته ای ضروری است.

نیروگاه های هسته ای پراکنده در سراسر جهان حدود 15 درصد از برق جهان را تولید می کنند.

باتری های الکتریکی اتمی حاوی Pu-236 تا 5 سال عمر مفید دارند. پزشکان از چنین باتری‌هایی در ضربان‌ساز استفاده می‌کنند که به سینه بیماران دوخته می‌شود و باعث انقباض قلب می‌شود.
Pu-238 یک منبع انرژی ضروری برای فضاپیماها است که انسان ها از آن برای کاوش در فضا استفاده می کنند.

حقایق جذاب

به پسران کنجکاو می توان حقایق به یاد ماندنی درباره پلوتونیوم گفت که بعید است در زندگی واقعی آنها را خوش شانس بیابند.

موجودات دریایی به شدت این عنصر را انباشته می کنند؛ ظرفیت انباشتگی در سری پلانکتون های مخلوط - جلبک - معده ماهی - ستاره دریایی - استخوان ماهی کاهش می یابد.

Pu-244 ایزوتوپ با عمر طولانی عناصر ترانس اورانیوم است. نیمه عمر آن 82.8 میلیون سال است!

اگر پلوتونیوم را به آلیاژ اضافه کنید، بدون یک ترک یک بار ریخته گری می کنید. این ویژگی به طور فعال توسط متالورژیست ها استفاده می شود.

بمب های هسته ای از پلوتونیوم ساخته می شوند. این فلز به قدری سنگین است که یک گلوله کوچک پلوتونیوم که می توان آن را در یک مکعب 10*10 سانتی متری پنهان کرد، 5-6 کیلوگرم وزن دارد.

هر پدر و مادری دوست دارد آرزو کند که پسرشان پلوتونیوم پیدا نکند و آن را به خانه نیاورد، بلکه با آرامش با اسباب بازی های بی ضرر بیشتری بازی کند.

ویدئو: پلوتونیوم-239 از RID-1

پلوتونیوم (لاتین پلوتونیوم، نماد Pu) - رادیواکتیو عنصر شیمیاییبا عدد اتمی 94 و وزن اتمی 244.064. پلوتونیوم عنصری از گروه سوم جدول تناوبی دیمیتری ایوانوویچ مندلیف است و از خانواده اکتینیدها است. پلوتونیوم یک فلز رادیواکتیو شکننده سنگین (با چگالی در شرایط عادی 19.84 گرم بر سانتی‌متر مربع) به رنگ سفید مایل به نقره‌ای است.

پلوتونیوم هیچ ایزوتوپ پایداری ندارد. از صد ایزوتوپ ممکن پلوتونیوم، بیست و پنج ایزوتوپ ساخته شده است. خواص هسته ای پانزده مورد از آنها (اعداد جرمی 232-246) مورد مطالعه قرار گرفت. چهار مورد کاربرد عملی پیدا کرده اند. طولانی ترین ایزوتوپ ها 244Pu (نیمه عمر 8.26-107 سال)، 242Pu (نیمه عمر 3.76-105 سال)، 239Pu (نیمه عمر 2.41-104 سال)، 238Pu (نیمه عمر) 87-α7 هستند. ساطع کننده ها و 241Pu (نیمه عمر 14 سال) - β-امیتر. در طبیعت، پلوتونیوم به مقدار ناچیزی در سنگ معدن اورانیوم (239Pu) وجود دارد. این از اورانیوم تحت تأثیر نوترون ها تشکیل می شود که منابع آن واکنش هایی است که در طی برهمکنش ذرات α با عناصر سبک (شامل سنگ معدن ها) ، شکافت خود به خود هسته های اورانیوم و تشعشعات کیهانی رخ می دهد.

عنصر نود و چهارم توسط گروهی از دانشمندان آمریکایی - گلن سیبورگ، کندی، ادوین مک میلان و آرتور وال در سال 1940 در برکلی (دانشگاه کالیفرنیا) هنگام بمباران یک هدف از اکسید اورانیوم (U3O8) توسط هسته‌های دوتریوم با شتاب بالا کشف شد. (دوترون) از یک سیکلوترون شصت اینچی. در می 1940، خواص پلوتونیوم توسط لوئیس ترنر پیش بینی شد.

در دسامبر 1940، ایزوتوپ پلوتونیوم Pu-238 با نیمه عمر 90 سال کشف شد و یک سال بعد مهمتر Pu-239 با نیمه عمر 24000 سال کشف شد.

ادوین مک میلان در سال 1948 پیشنهاد کرد که به افتخار کشف سیاره جدید پلوتون و به قیاس نپتونیوم که پس از کشف نپتون نامگذاری شد، عنصر شیمیایی پلوتونیوم نامگذاری شود.

پلوتونیوم فلزی (ایزوتوپ 239Pu) در سلاح های هسته ای استفاده می شود و به عنوان سوخت هسته ای در راکتورهای نیرو که بر روی نوترون های حرارتی و به ویژه نوترون های سریع کار می کنند، استفاده می شود. جرم بحرانی برای 239Pu به عنوان فلز 5.6 کیلوگرم است. در میان چیزهای دیگر، ایزوتوپ 239Pu ماده اولیه برای به دست آوردن است راکتورهای هسته ایعناصر ترانس پلوتونیوم ایزوتوپ 238Pu در منابع انرژی هسته ای کوچک مورد استفاده در تحقیقات فضایی و همچنین در محرک های قلب انسان استفاده می شود.

پلوتونیوم-242 به عنوان یک "ماده خام" نسبتاً مهم است انباشت سریععناصر فرااورانیکی بالاتر در راکتورهای هسته ای آلیاژهای پلوتونیوم تثبیت‌شده با δ در ساخت پیل‌های سوختی استفاده می‌شوند، زیرا خواص متالورژیکی بهتری در مقایسه با پلوتونیوم خالص دارند که در هنگام گرم شدن دچار انتقال فاز می‌شوند. اکسیدهای پلوتونیوم به عنوان یک منبع انرژی برای فناوری فضایی استفاده می شود و کاربرد خود را در میله های سوخت پیدا می کند.

تمام ترکیبات پلوتونیوم سمی هستند که نتیجه اشعه α است. ذرات آلفا در صورتی که منبع آنها در بدن یک فرد آلوده باشد، خطر جدی ایجاد می کند و به بافت اطراف بدن آسیب می رساند. تشعشعات گامای پلوتونیوم برای بدن خطرناک نیست. شایان ذکر است که ایزوتوپ های مختلف پلوتونیوم دارای سمیت متفاوتی هستند، به عنوان مثال، پلوتونیوم راکتور معمولی 8-10 برابر سمی تر از 239Pu خالص است، زیرا توسط هسته های 240Pu که منبع قدرتمندی از تابش آلفا است، غالب است. پلوتونیوم پرتوزاترین عنصر در بین تمام اکتینیدها است، با این حال، آن را دور از خطرناک ترین عنصر در نظر می گیرند، زیرا رادیوم تقریباً هزار برابر خطرناک تر از سمی ترین ایزوتوپ پلوتونیوم - 239Pu است.

خواص بیولوژیکی

پلوتونیوم توسط موجودات دریایی متمرکز شده است: ضریب تجمع این فلز رادیواکتیو (نسبت غلظت در بدن و محیط خارجی) برای جلبک ها 1000-9000 است، برای پلانکتون - تقریبا 2300، برای ستاره های دریایی - حدود 1000، برای نرم تنان - تا 380، برای ماهیچه ها، استخوان ها، کبد و معده ماهی - به ترتیب 5، 570، 200 و 1060. گیاهان زمینی پلوتونیوم را عمدتاً از طریق جذب می کنند ریشه سیستمو آن را تا 0.01 درصد از جرم خود جمع می کنند. در بدن انسان، عنصر نود و چهارم عمدتاً در اسکلت و کبد حفظ می شود، جایی که تقریباً از آنجا دفع نمی شود (به ویژه از استخوان).

پلوتونیوم بسیار سمی است و خطر شیمیایی آن (مانند هر فلز سنگین دیگری) در مقایسه با سمیت رادیواکتیو آن که نتیجه تشعشعات آلفا است، بسیار ضعیف تر است (از نظر شیمیایی، مانند سرب نیز سمی است). علاوه بر این، ذرات α توانایی نفوذ نسبتاً کمی دارند: برای 239Pu، محدوده ذرات α در هوا 3.7 سانتی متر و در بافت نرم بیولوژیکی 43 میکرومتر است. بنابراین، ذرات آلفا در صورتی که منبع آنها در بدن فرد آلوده باشد، خطری جدی به همراه دارد. در عین حال به بافت های بدن اطراف عنصر آسیب می رسانند.

در عین حال، پرتوهای γ و نوترون ها، که پلوتونیوم نیز ساطع می کند و می توانند از بیرون به بدن نفوذ کنند، بسیار خطرناک نیستند، زیرا سطح آنها برای آسیب رساندن به سلامت بسیار پایین است. پلوتونیوم متعلق به گروهی از عناصر با سمیت پرتوزایی بالا است. در عین حال، ایزوتوپ های مختلف پلوتونیوم دارای سمیت متفاوتی هستند، به عنوان مثال، پلوتونیوم راکتور معمولی 8-10 برابر سمی تر از 239Pu خالص است، زیرا توسط هسته های 240Pu که منبع قدرتمندی از تشعشعات آلفا هستند، غالب است.

وقتی پلوتونیوم از طریق آب و غذا خورده شود، سمیت کمتری نسبت به موادی مانند کافئین، برخی ویتامین ها، سودوافدرین و بسیاری از گیاهان و قارچ ها دارد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که این عنصر توسط دستگاه گوارش ضعیف جذب می شود، حتی زمانی که به شکل یک نمک محلول عرضه می شود، همین نمک توسط محتویات معده و روده محدود می شود. با این حال، مصرف 0.5 گرم پلوتونیوم در حالت ریز تقسیم شده یا محلول می تواند منجر به مرگ در اثر قرار گرفتن در معرض تشعشع حاد شود. دستگاه گوارشطی چند روز یا چند هفته (برای سیانید این مقدار 0.1 گرم است).

از نقطه نظر استنشاقی، پلوتونیوم یک سم معمولی (تقریبا معادل بخار جیوه) است. هنگامی که پلوتونیوم استنشاق می شود، سرطان زا است و می تواند باعث سرطان ریه شود. بنابراین، هنگامی که استنشاق می شود، صد میلی گرم پلوتونیوم به شکل ذرات با اندازه بهینه برای احتباس در ریه ها (1-3 میکرون) منجر به مرگ در اثر ادم ریوی در 1-10 روز می شود. دوز بیست میلی گرمی منجر به مرگ در اثر فیبروز در حدود یک ماه می شود. دوزهای کمتر منجر به مسمومیت مزمن سرطان زا می شود. خطر استنشاق پلوتونیوم به بدن به دلیل اینکه پلوتونیوم مستعد تشکیل آئروسل است افزایش می یابد.

با وجود اینکه یک فلز است، بسیار فرار است. ماندن کوتاه فلز در یک اتاق به طور قابل توجهی غلظت آن را در هوا افزایش می دهد. پلوتونیومی که وارد ریه ها می شود تا حدی روی سطح ریه ها می نشیند، تا حدی وارد خون و سپس به لنف و مغز استخوان می رود. بیشتر (تقریبا 60٪) به بافت استخوانی، 30٪ در کبد و تنها 10٪ دفع می شود. به طور طبیعی. مقدار پلوتونیومی که وارد بدن می شود به اندازه ذرات آئروسل و حلالیت در خون بستگی دارد.

پلوتونیومی که به هر طریقی وارد بدن انسان می شود از نظر خواص مشابه آهن فریک است، بنابراین، با نفوذ به سیستم گردش خون، پلوتونیوم شروع به تمرکز در بافت های حاوی آهن می کند: مغز استخوان، کبد، طحال. بدن پلوتونیوم را به عنوان آهن درک می کند، بنابراین پروتئین ترانسفرین به جای آهن پلوتونیوم می گیرد، در نتیجه انتقال اکسیژن در بدن متوقف می شود. میکروفاژها پلوتونیوم را به غدد لنفاوی حمل می کنند. پلوتونیومی که وارد بدن می شود مدت زمان زیادی طول می کشد تا از بدن خارج شود - در عرض 50 سال، تنها 80٪ از بدن خارج می شود. نیمه عمر از کبد 40 سال است. برای بافت استخوان، نیمه عمر پلوتونیوم 80-100 سال است؛ در واقع غلظت عنصر نود و چهار در استخوان ها ثابت است.

در طول جنگ جهانی دوم و پس از پایان آن، دانشمندانی که در پروژه منهتن کار می‌کردند، و همچنین دانشمندان رایش سوم و سایر سازمان‌های تحقیقاتی، آزمایش‌هایی با استفاده از پلوتونیوم روی حیوانات و انسان‌ها انجام دادند. مطالعات حیوانی نشان داده است که چند میلی گرم پلوتونیوم در هر کیلوگرم بافت یک دوز کشنده است. استفاده از پلوتونیوم در انسان معمولاً شامل 5 میکروگرم پلوتونیوم بود که به صورت عضلانی به بیماران مزمن تزریق می شد. در نهایت مشخص شد که دوز کشنده برای بیمار یک میکروگرم پلوتونیوم است و پلوتونیوم خطرناک‌تر از رادیوم است و تمایل به تجمع در استخوان‌ها دارد.

همانطور که مشخص است، پلوتونیوم عنصری است که عملاً در طبیعت وجود ندارد. با این حال، حدود پنج تن از آن در نتیجه آزمایش های هسته ای در دوره 1945-1963 در جو رها شد. مقدار کل پلوتونیوم آزاد شده در جو در اثر آزمایش های هسته ای قبل از دهه 1980 حدود 10 تن تخمین زده می شود. بر اساس برخی برآوردها، خاک در ایالات متحده به طور متوسط ​​حاوی 2 میلی‌کوری (28 میلی‌گرم) پلوتونیوم در هر کیلومتر مربع ریزش است، و وقوع پلوتونیوم در اقیانوس آرام نسبت به توزیع کلی مواد هسته‌ای روی زمین افزایش یافته است.

آخرین پدیده با آزمایش هسته ای ایالات متحده در جزایر مارشال در سایت آزمایش اقیانوس آرام در اواسط دهه 1950 مرتبط است. زمان اقامت پلوتونیوم در آب های سطحی اقیانوس ها بین 6 تا 21 سال است، با این حال، حتی پس از این مدت، پلوتونیوم به همراه ذرات بیوژنیک به پایین سقوط می کند که از آن در نتیجه تجزیه میکروبی به اشکال محلول کاهش می یابد.

آلودگی جهانی با عنصر نود و چهارم نه تنها با آزمایش های هسته ای، بلکه با حوادث در تولید و تجهیزات در تعامل با این عنصر همراه است. بنابراین در ژانویه 1968، یک B-52 نیروی هوایی ایالات متحده حامل چهار کلاهک هسته ای در گرینلند سقوط کرد. در نتیجه انفجار، بارها از بین رفت و پلوتونیوم به اقیانوس نشت کرد.

مورد دیگری از آلودگی رادیواکتیو محیط در نتیجه یک حادثه با فضاپیمای شوروی Kosmos-954 در 24 ژانویه 1978 رخ داد. در نتیجه یک خروج کنترل نشده از مدار، یک ماهواره با منبع انرژی هسته ای در داخل خاک کانادا سقوط کرد. در نتیجه این حادثه، بیش از یک کیلوگرم پلوتونیوم 238 به محیط زیست رها شد و در مساحتی حدود 124000 متر مربع پخش شد.

وحشتناک ترین نمونه نشت اضطراری مواد رادیواکتیو به محیط زیست حادثه در نیروگاه هسته ای چرنوبیل است که در 26 آوریل 1986 رخ داد. در نتیجه انهدام نیروگاه چهارم، 190 تن مواد رادیواکتیو (از جمله ایزوتوپ های پلوتونیوم) در مساحتی حدود 2200 کیلومتر مربع به محیط زیست رها شد.

انتشار پلوتونیوم در محیط زیست تنها با حوادث ساخته شده توسط انسان مرتبط نیست. موارد شناخته شده ای از نشت پلوتونیوم، هم در شرایط آزمایشگاهی و هم در شرایط کارخانه وجود دارد. بیش از بیست نشت تصادفی از آزمایشگاه های 235U و 239Pu شناخته شده است. طی سالهای 1953-1978. تصادفات منجر به کاهش 0.81 (Mayak، 15 مارس 1953) به 10.1 کیلوگرم (تامسک، 13 دسامبر 1978) 239 Pu. حوادث صنعتی منجر به مرگ دو نفر در لوس آلاموس (21 اوت 1945 و 21 می 1946) به دلیل دو حادثه و از دست دادن 6.2 کیلوگرم پلوتونیوم شد. در سال 1953 و 1963 در شهر ساروف. حدود 8 و 17.35 کیلوگرم در خارج از راکتور هسته ای سقوط کرد. یکی از آنها منجر به تخریب یک رآکتور هسته ای در سال 1953 شد.

هنگامی که یک هسته 238Pu با نوترون ها شکافت می شود، 200 مگا ولت انرژی آزاد می شود که 50 میلیون برابر بیشتر از معروف ترین واکنش گرمازا است: C + O2 → CO2. "سوزاندن" در یک راکتور هسته ای، یک گرم پلوتونیوم 2107 کیلو کالری تولید می کند - این انرژی موجود در 4 تن زغال سنگ است. یک انگشتانه سوخت پلوتونیوم در معادل انرژی می تواند معادل چهل واگن هیزم خوب باشد!

اعتقاد بر این است که "ایزوتوپ طبیعی" پلوتونیوم (244Pu) طولانی ترین ایزوتوپ در بین تمام عناصر ترانس اورانیوم است. نیمه عمر آن 8.26 ∙107 سال است. دانشمندان برای مدت طولانی در تلاش برای به دست آوردن ایزوتوپی از یک عنصر فرااورانیومی هستند که بیش از 244Pu وجود داشته باشد - امیدهای زیادی در این زمینه به 247 سانتی متر بسته شده بود. با این حال، پس از سنتز آن مشخص شد که نیمه عمر این عنصر تنها 14 میلیون سال است.

داستان

در سال 1934، گروهی از دانشمندان به رهبری انریکو فرمی بیانیه ای دادند که در طی کار علمی در دانشگاه رم یک عنصر شیمیایی با شماره سریال 94 کشف کردند. با اصرار فرمی، این عنصر هسپریوم نام گرفت، دانشمند متقاعد شد که او عنصر جدیدی را کشف کرده بود که اکنون پلوتونیوم نامیده می شود، بنابراین وجود عناصر فرااورانیومی را نشان می دهد و کاشف نظری آنها می شود. فرمی در سخنرانی نوبل خود در سال 1938 از این فرضیه دفاع کرد. تنها پس از کشف شکافت هسته ای توسط دانشمندان آلمانی Otto Frisch و Fritz Strassmann بود که فرمی مجبور شد در نسخه چاپی منتشر شده در استکهلم در سال 1939 یادداشتی بنویسد که نشان دهنده نیاز به تجدید نظر در "کل مشکل عناصر فرااورانیوم" بود. واقعیت این است که کار فریش و استراسمن نشان داد که فعالیت کشف شده توسط فرمی در آزمایشاتش دقیقاً ناشی از شکافت است و نه به دلیل کشف عناصر فرااورانیوم، همانطور که قبلاً معتقد بود.

عنصر جدید، نود و چهارم، در پایان سال 1940 کشف شد. این اتفاق در برکلی در دانشگاه کالیفرنیا رخ داد. با بمباران اکسید اورانیوم (U3O8) با هسته‌های هیدروژن سنگین (دوترون)، گروهی از رادیو شیمی‌دانان آمریکایی به رهبری گلن تی سیبورگ، یک تابشگر ذرات آلفا ناشناخته را با نیمه عمر 90 سال کشف کردند. معلوم شد که این ساطع کننده ایزوتوپ عنصر شماره 94 با عدد جرمی 238 است. بنابراین، در 14 دسامبر 1940، اولین مقادیر میکروگرم پلوتونیوم همراه با ترکیبی از عناصر دیگر و ترکیبات آنها به دست آمد.

طی آزمایشی که در سال 1940 انجام شد، مشخص شد که در طی یک واکنش هسته ای، ایزوتوپ کوتاه مدت نپتونیوم-238 برای اولین بار تولید می شود (نیمه عمر 2.117 روز) و از آن پلوتونیوم-238:

23392U (d,2n) → 23893Np → (β-) 23894Pu

طولانی و کار فشرده آزمایش های شیمیاییدو ماه طول کشید تا عنصر جدید از ناخالصی ها جدا شود. وجود یک عنصر شیمیایی جدید در شب 23 تا 24 فوریه 1941 توسط G. T. Seaborg، E. M. Macmillan، J. W. کندی و A. C. Wall از طریق مطالعه اولین خواص شیمیایی آن - توانایی داشتن حداقل دو اکسیداسیون - تأیید شد. ایالت ها. کمی دیرتر از پایان آزمایش ها، مشخص شد که این ایزوتوپ غیرقابل شکافت است و بنابراین برای مطالعه بیشتر جالب نیست. به زودی (مارس 1941)، کندی، سیبورگ، سگر و وال با تابش اورانیوم با نوترون های بسیار شتاب در یک سیکلوترون، ایزوتوپ مهم تری به نام پلوتونیوم-239 را سنتز کردند. این ایزوتوپ از فروپاشی نپتونیوم 239 تشکیل شده و پرتوهای آلفا از خود ساطع می کند و نیمه عمر آن 24000 سال است. اولین ترکیب خالص این عنصر در سال 1942 و اولین مقادیر وزنی پلوتونیوم فلزی در سال 1943 به دست آمد.

نام عنصر جدید 94 در سال 1948 توسط مک میلان پیشنهاد شد که چند ماه قبل از کشف پلوتونیوم به همراه F. Eibelson اولین عنصر سنگین‌تر از اورانیوم را بدست آوردند - عنصر شماره 93 که به افتخار نپتونیوم نامگذاری شد. سیاره نپتون - اولین سیاره فراتر از اورانوس. بر اساس قیاس، آنها تصمیم گرفتند عنصر شماره 94 را پلوتونیوم بنامند، زیرا سیاره پلوتون پس از اورانوس دومین سیاره است. به نوبه خود، Seaborg پیشنهاد کرد که عنصر جدید را "پلوتیوم" بنامد، اما سپس متوجه شد که این نام در مقایسه با "پلوتونیوم" خیلی خوب به نظر نمی رسد. علاوه بر این، او نام های دیگری را برای عنصر جدید مطرح کرد: اولتیمیم، اکسترمیوم، به دلیل قضاوت اشتباه در آن زمان که پلوتونیوم آخرین عنصر شیمیایی جدول تناوبی خواهد بود. در نتیجه، این عنصر به افتخار کشف آخرین سیاره در منظومه شمسی، "پلوتونیوم" نام گرفت.

بودن در طبیعت

نیمه عمر طولانی ترین ایزوتوپ پلوتونیوم 75 میلیون سال است. این رقم بسیار چشمگیر است، با این حال، سن کهکشان در میلیاردها سال اندازه گیری می شود. از این نتیجه می‌شود که ایزوتوپ‌های اولیه عنصر نود و چهارم، که در طول سنتز بزرگ عناصر جهان شکل گرفته‌اند، تا به امروز هیچ شانسی برای بقا نداشتند. و با این حال، این بدان معنا نیست که اصلاً پلوتونیوم در زمین وجود ندارد. به طور مداوم در سنگ معدن اورانیوم تشکیل می شود. با گرفتن نوترون از تشعشعات کیهانی و نوترون های تولید شده توسط شکافت خود به خودی هسته های 238U، برخی - بسیار اندک - اتم های این ایزوتوپ به اتم های 239U تبدیل می شوند. هسته های این عنصر بسیار ناپایدار هستند، الکترون ساطع می کنند و در نتیجه بار خود را افزایش می دهند و تشکیل نپتونیوم، اولین عنصر فرااورانیوم، رخ می دهد. 239Np نیز ناپایدار است، هسته های آن نیز الکترون ساطع می کنند، بنابراین تنها در 56 ساعت نیمی از 239Np به 239Pu تبدیل می شود.

نیمه عمر این ایزوتوپ در حال حاضر بسیار طولانی است و به 24000 سال می رسد. به طور متوسط، محتوای 239Pu حدود 400000 برابر کمتر از رادیوم است. بنابراین، نه تنها استخراج، بلکه حتی تشخیص پلوتونیوم "زمینی" بسیار دشوار است. مقادیر کمی از 239Pu - قطعات در تریلیون - و محصولات پوسیده را می توان در سنگ معدن اورانیوم یافت، به عنوان مثال در راکتور هسته ای طبیعی در Oklo، گابن (غرب آفریقا). راکتور موسوم به "راکتور هسته ای طبیعی" تنها رآکتوری در جهان است که در آن اکتینیدها و محصولات شکافت آنها در حال حاضر در ژئوسفر تشکیل می شوند. بر اساس برآوردهای مدرن، چندین میلیون سال پیش در این منطقه یک واکنش خودپایه با انتشار گرما رخ داد که بیش از نیم میلیون سال به طول انجامید.

بنابراین، ما قبلاً می دانیم که در سنگ معدن اورانیوم، در نتیجه جذب نوترون توسط هسته های اورانیوم، نپتونیوم (239Np) تشکیل می شود که محصول فروپاشی β آن پلوتونیوم 239 طبیعی است. به لطف ابزارهای ویژه - طیف سنج های جرمی - وجود پلوتونیوم-244 (244Pu) که طولانی ترین نیمه عمر - تقریباً 80 میلیون سال را دارد، در باستنازیت پرکامبرین (سنگ سریم) کشف شد. در طبیعت، 244Pu عمدتاً به شکل دی اکسید (PuO2) یافت می شود که حتی کمتر از ماسه (کوارتز) در آب حل می شود. از آنجایی که ایزوتوپ نسبتاً طولانی مدت پلوتونیوم-240 (240Pu) در زنجیره واپاشی پلوتونیوم-244 قرار دارد، واپاشی آن اتفاق می افتد، اما این امر به ندرت اتفاق می افتد (1 مورد در 10000). مقادیر بسیار کمی پلوتونیوم-238 (238Pu) به دلیل واپاشی دوگانه بتای بسیار نادر ایزوتوپ اصلی، اورانیوم-238 است که در سنگ معدن اورانیوم یافت شد.

ردپای ایزوتوپ‌های 247Pu و 255Pu در گرد و غبار جمع‌آوری شده پس از انفجار بمب‌های هسته‌ای یافت شد.

با توجه به اینکه تعداد زیادی آزمایش هسته ای به روشی مرتبط با پلوتونیوم انجام شده است، به طور فرضی ممکن است حداقل مقدار پلوتونیوم در بدن انسان وجود داشته باشد. پلوتونیوم عمدتاً در اسکلت و کبد تجمع می یابد، جایی که عملاً از آنجا دفع نمی شود. علاوه بر این، عنصر نود و چهار توسط موجودات دریایی انباشته شده است. گیاهان زمینی عمدتاً از طریق سیستم ریشه پلوتونیوم را جذب می کنند.

معلوم می شود که پلوتونیوم مصنوعی هنوز در طبیعت وجود دارد، پس چرا استخراج نمی شود، بلکه به دست می آید. به صورت مصنوعی? واقعیت این است که غلظت این عنصر بسیار کم است. درباره یک فلز رادیواکتیو دیگر - رادیوم می گویند: "یک گرم تولید - یک سال کار" و رادیوم در طبیعت 400000 برابر بیشتر از پلوتونیوم است! به همین دلیل، نه تنها استخراج، بلکه حتی تشخیص پلوتونیوم "زمینی" بسیار دشوار است. این تنها پس از بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی پلوتونیوم تولید شده در راکتورهای هسته ای انجام شد.

کاربرد

ایزوتوپ 239Pu (همراه با U) به عنوان سوخت هسته ای در راکتورهای نیرو که بر روی نوترون های حرارتی و سریع (عمدتاً) کار می کنند و همچنین در ساخت سلاح های هسته ای استفاده می شود.

حدود نیم هزار نیروگاه هسته ای در سراسر جهان تقریباً 370 گیگاوات برق (یا 15 درصد از کل تولید برق جهان) تولید می کنند. پلوتونیوم-236 در ساخت باتری های الکتریکی اتمی استفاده می شود که عمر مفید آنها به پنج سال یا بیشتر می رسد، آنها در ژنراتورهای جریانی که قلب را تحریک می کنند (پیس میکرها) استفاده می شود. 238Pu در منابع انرژی هسته ای کوچک مورد استفاده در تحقیقات فضایی استفاده می شود. بنابراین، پلوتونیوم-238 منبع انرژی برای کاوشگرهای نیوهورایزنز، گالیله و کاسینی، مریخ نورد کنجکاوی و سایر فضاپیماها است.

سلاح های هسته ای از پلوتونیوم-239 استفاده می کنند زیرا این ایزوتوپ تنها هسته مناسب برای استفاده در بمب هسته ای است. علاوه بر این، استفاده بیشتر از پلوتونیوم 239 در بمب های هسته ای به این دلیل است که پلوتونیوم حجم کمتری را در کره (محلی که هسته بمب قرار دارد) اشغال می کند، بنابراین می توان قدرت انفجاری بمب را به این دلیل به دست آورد. ویژگی.

طرحی که توسط آن یک انفجار هسته ای شامل پلوتونیوم رخ می دهد در طراحی خود بمب نهفته است که هسته آن شامل یک کره پر از 239Pu است. در لحظه برخورد با زمین، به دلیل طراحی و به لطف مواد منفجره اطراف این کره، کره به یک میلیون اتمسفر فشرده می شود. پس از ضربه، هسته در کمترین زمان ممکن از نظر حجم و چگالی منبسط می‌شود - ده‌ها میکروثانیه، مجموعه با نوترون‌های حرارتی از حالت بحرانی می‌پرد و با نوترون‌های سریع به حالت فوق بحرانی می‌رود - یک واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای با مشارکت نوترون ها و هسته های عنصر. انفجار نهایی یک بمب هسته ای دمایی در حدود ده ها میلیون درجه را آزاد می کند.

ایزوتوپ های پلوتونیوم کاربرد خود را در سنتز عناصر ترانس پلوتونیوم (در کنار پلوتونیوم) یافته اند. به عنوان مثال، در آزمایشگاه ملی Oak Ridge، با تابش نوترونی طولانی مدت 239Pu، 24496Cm، 24296Cm، 24997Bk، 25298Cf، 25399Es و 257100Fm به دست می آید. به همین ترتیب، americium 24195Am برای اولین بار در سال 1944 به دست آمد. در سال 2010، اکسید پلوتونیوم-242 که با یون های کلسیم-48 بمباران شد، به عنوان منبعی برای ununquadium عمل کرد.

آلیاژهای پلوتونیوم تثبیت‌شده δ در ساخت میله‌های سوخت استفاده می‌شوند، زیرا خواص متالورژیکی قابل‌توجهی بهتری نسبت به پلوتونیوم خالص دارند، که در هنگام گرم شدن تحت انتقال فاز قرار می‌گیرد و ماده بسیار شکننده و غیرقابل اعتمادی است. آلیاژهای پلوتونیوم با سایر عناصر (ترکیبات بین فلزی) معمولاً از برهمکنش مستقیم عناصر در نسبت های مورد نیاز به دست می آیند، در حالی که عمدتاً از ذوب قوس الکتریکی استفاده می شود؛ گاهی اوقات آلیاژهای ناپایدار با رسوب اسپری یا خنک کردن مذاب ها به دست می آیند.

عناصر آلیاژی صنعتی اصلی پلوتونیوم عبارتند از: گالیم، آلومینیوم و آهن، اگرچه پلوتونیوم قادر به تشکیل آلیاژها و مواد واسطه با اکثر فلزات به استثنای نادر (پتاسیم، سدیم، لیتیوم، روبیدیم، منیزیم، کلسیم، استرانسیوم، باریم، یوروپیوم و ایتربیوم) است. . فلزات نسوز: مولیبدن، نیوبیم، کروم، تانتالم و تنگستن در پلوتونیوم مایع محلول هستند، اما در پلوتونیوم جامد تقریبا نامحلول یا کمی محلول هستند. ایندیم، سیلیکون، روی و زیرکونیوم قادر به تشکیل δ-پلوتونیوم متقابل (δ"-فاز) پس از خنک شدن سریع هستند. گالیم، آلومینیوم، آمریکیوم، اسکاندیم و سریم می توانند δ-پلوتونیوم را تثبیت کنند. دمای اتاق.

مقادیر زیادی هولمیوم، هافنیوم و تالیم اجازه می دهد که مقداری δ-پلوتونیوم در دمای اتاق ذخیره شود. نپتونیم تنها عنصری است که می تواند α-پلوتونیوم را در دماهای بالا تثبیت کند. تیتانیوم، هافنیوم و زیرکونیوم ساختار β-پلوتونیوم را در دمای اتاق زمانی که به سرعت سرد می شوند تثبیت می کنند. کاربرد چنین آلیاژهایی کاملاً متنوع است. به عنوان مثال، یک آلیاژ پلوتونیوم-گالیوم برای تثبیت فاز δ پلوتونیوم استفاده می شود که از انتقال فاز α-δ جلوگیری می کند. آلیاژ سه تایی پلوتونیوم-گالیوم-کبالت (PuGaCo5) یک آلیاژ ابررسانا در 18.5 K است. تعدادی آلیاژ (پلوتونیوم-زیرکونیوم، پلوتونیوم-سریم و پلوتونیوم-سریم-کبالت) وجود دارد که به عنوان سوخت هسته ای استفاده می شود.

تولید

پلوتونیوم صنعتی به دو روش تولید می شود. این یا تابش هسته‌های 238U موجود در راکتورهای هسته‌ای است، یا جداسازی پلوتونیوم از اورانیوم، عناصر فرااورانیوم و محصولات شکافت موجود در سوخت مصرف‌شده با روش‌های رادیوشیمیایی (هم‌رسوب، استخراج، تبادل یون، و غیره).

در حالت اول، کاربردی ترین ایزوتوپ 239Pu (مخلوط با مخلوط کوچکی از 240Pu) در راکتورهای هسته ای با مشارکت هسته های اورانیوم و نوترون ها با استفاده از واپاشی β و با مشارکت ایزوتوپ های نپتونیوم به عنوان یک محصول شکافت میانی تولید می شود:

23892U + 21d → 23893NP + 210N ؛

23893Np → 23894Pu

بتا پوسیدگی

در این فرآیند یک دوترون وارد اورانیوم 238 می شود و در نتیجه نپتونیوم 238 و دو نوترون تشکیل می شود. سپس نپتونیوم-238 به طور خود به خود شکافته می شود و ذرات بتا منهای ساطع می کند که پلوتونیوم-238 را تشکیل می دهند.

به طور معمول، محتوای 239Pu در مخلوط 90-95٪، 240Pu 1-7٪ است، محتوای سایر ایزوتوپ ها از دهم درصد تجاوز نمی کند. ایزوتوپ های با نیمه عمر طولانی - 242Pu و 244Pu با تابش طولانی مدت با نوترون های 239Pu به دست می آیند. علاوه بر این، بازده 242Pu چند ده درصد است و 244Pu کسری از درصد محتوای 242Pu است. مقدار کمی پلوتونیوم-238 ایزوتوپی خالص زمانی که نپتونیوم-237 با نوترون تابش می شود تشکیل می شود. ایزوتوپ های سبک پلوتونیوم با اعداد جرمی 232-237 معمولاً در یک سیکلوترون با تابش ایزوتوپ های اورانیوم با ذرات α به دست می آیند.

روش دوم تولید صنعتی 239Pu از فرآیند Purex مبتنی بر استخراج با تروبوتیل فسفات در یک رقیق کننده سبک استفاده می کند. در چرخه اول، Pu و U به طور مشترک از محصولات شکافت خالص شده و سپس جدا می شوند. در چرخه دوم و سوم، پلوتونیوم بیشتر خالص و غلیظ می شود. طرح چنین فرآیندی بر اساس تفاوت در خواص ترکیبات چهار ظرفیتی و شش ظرفیتی عناصر جدا شده است.

در ابتدا، میله های سوخت مصرف شده برچیده می شوند و روکش های حاوی پلوتونیوم و اورانیوم مصرف شده با وسایل فیزیکی و شیمیایی حذف می شوند. سپس سوخت هسته ای استخراج شده در اسید نیتریک حل می شود. از این گذشته، وقتی حل می شود یک عامل اکسید کننده قوی است و اورانیوم، پلوتونیوم و ناخالصی ها اکسید می شوند. اتم های پلوتونیوم با ظرفیت صفر به Pu+6 تبدیل می شوند و پلوتونیوم و اورانیوم هر دو حل می شوند. از چنین محلولی، عنصر نود و چهارم با دی اکسید گوگرد به حالت سه ظرفیتی کاهش می یابد و سپس با فلوراید لانتانیم (LaF3) رسوب می کند.

با این حال، علاوه بر پلوتونیوم، رسوبات حاوی نپتونیوم و عناصر کمیاب خاکی هستند، اما بخش عمده (اورانیوم) در محلول باقی می ماند. سپس پلوتونیوم دوباره به Pu+6 اکسید می شود و فلوراید لانتانیم دوباره اضافه می شود. اکنون عناصر خاکی کمیاب رسوب می کنند و پلوتونیوم در محلول باقی می ماند. در مرحله بعد، نپتونیوم با برومات پتاسیم به حالت چهار ظرفیتی اکسید می شود، زیرا این معرف هیچ تاثیری بر پلوتونیوم ندارد، سپس در طی رسوب ثانویه با همان فلوراید لانتانیم، پلوتونیوم سه ظرفیتی به یک رسوب تبدیل می شود و نپتونیم در محلول باقی می ماند. محصولات نهایی چنین عملیاتی ترکیبات حاوی پلوتونیوم - دی اکسید PuO2 یا فلوریدها (PuF3 یا PuF4) هستند که از آنها پلوتونیوم فلزی (با احیا با بخار باریم، کلسیم یا لیتیوم) به دست می آید.

پلوتونیوم خالص تر را می توان با پالایش الکترولیتی فلز تولید شده به روش پیروشیمیایی، که در سلول های الکترولیز در دمای 700 درجه سانتی گراد با الکترولیت پتاسیم، سدیم و کلرید پلوتونیوم با استفاده از کاتد تنگستن یا تانتالیوم انجام می شود، به دست آورد. پلوتونیوم به دست آمده از این طریق دارای خلوص 99.99 درصد است.

برای تولید مقادیر زیادی پلوتونیوم، راکتورهای پرورش دهنده ساخته می شوند که اصطلاحاً به آنها "پرورش" می گویند (از فعل انگلیسی to breed - برای ضرب کردن). این راکتورها نام خود را به دلیل توانایی آنها در تولید مواد شکافت پذیر در مقادیری بیش از هزینه به دست آوردن این مواد دریافت کردند. تفاوت بین این نوع راکتورها با سایر راکتورها در این است که نوترون های موجود در آنها کند نمی شوند (مثلاً گرافیت تعدیل کننده وجود ندارد) تا هر چه بیشتر آنها با 238U واکنش دهند.

پس از واکنش، اتم های 239U تشکیل می شوند که متعاقباً 239Pu را تشکیل می دهند. هسته چنین راکتوری که حاوی PuO2 در دی اکسید اورانیوم ضعیف شده (UO2) است، توسط پوسته ای از دی اکسید اورانیوم تهی شده 238 (238UO2) احاطه شده است که در آن 239Pu تشکیل می شود. استفاده ترکیبی از 238U و 235U به پرورش دهندگان اجازه می دهد تا 50 تا 60 برابر بیشتر از سایر راکتورها انرژی از اورانیوم طبیعی تولید کنند. با این حال، این راکتورها یک اشکال بزرگ دارند - میله های سوخت باید با وسیله ای غیر از آب خنک شوند، که انرژی آنها را کاهش می دهد. بنابراین تصمیم گرفته شد از سدیم مایع به عنوان خنک کننده استفاده شود.

ساخت چنین راکتورهایی در ایالات متحده آمریکا پس از پایان جنگ جهانی دوم آغاز شد؛ اتحاد جماهیر شوروی و بریتانیا ساخت خود را تنها در دهه 1950 آغاز کردند.

مشخصات فیزیکی

پلوتونیوم یک فلز نقره ای بسیار سنگین (با چگالی در سطح معمولی 19.84 گرم بر سانتی متر مکعب) است که در حالت خالص شده بسیار شبیه نیکل است، اما در هوا پلوتونیوم به سرعت اکسید می شود، محو می شود و یک لایه رنگین کمانی تشکیل می دهد، ابتدا زرد روشن، سپس به بنفش تیره تبدیل می شود. . هنگامی که اکسیداسیون شدید رخ می دهد، یک پودر اکسید سبز زیتونی (PuO2) روی سطح فلز ظاهر می شود.

پلوتونیوم یک فلز بسیار الکترونگاتیو و واکنش پذیر است، حتی چندین برابر بیشتر از اورانیوم. دارای هفت تغییر آلوتروپیک (α، β، γ، δ، δ، ε و ζ)، که در یک محدوده دمایی خاص و در یک محدوده فشار خاص تغییر می‌کنند. در دمای اتاق، پلوتونیوم به شکل α است - این رایج ترین اصلاح آلوتروپیک برای پلوتونیوم در فاز آلفا، پلوتونیوم خالص شکننده و کاملاً سخت است - این ساختار تقریباً به سختی چدن خاکستری است مگر اینکه با فلزات دیگر آلیاژ شود که به آلیاژ شکل پذیری و نرمی می دهد. در این شکل با بالاترین چگالی، پلوتونیوم ششمین عنصر چگال است (فقط اسمیم، ایریدیوم، پلاتین، رنیوم و نپتونیم سنگین تر هستند. دگرگونی های آلوتروپیک بیشتر پلوتونیوم با تغییرات ناگهانی در چگالی همراه است. به عنوان مثال، هنگامی که از 310 تا 480 درجه سانتیگراد گرم می شود. ، مانند سایر فلزات منبسط نمی شود، اما منقبض می شود (فازهای دلتا" و "دلتا اول") وقتی ذوب می شود (انتقال از فاز اپسیلون به فاز مایع)، پلوتونیوم نیز منقبض می شود و به پلوتونیوم ذوب نشده اجازه شناور شدن می دهد.

پلوتونیوم دارای تعداد زیادی خواص غیر معمول است: کمترین رسانایی حرارتی را در بین تمام فلزات دارد - در 300 کلوین 6.7 W/(m K) است. پلوتونیوم کمترین رسانایی الکتریکی را دارد. پلوتونیوم در فاز مایع خود چسبناک ترین فلز است. مقاومت عنصر نود و چهارم در دمای اتاق برای یک فلز بسیار بالا است و این ویژگی با کاهش دما افزایش می یابد که برای فلزات معمول نیست. این "ناهنجاری" را می توان تا دمای 100 کلوین ردیابی کرد - در زیر این علامت مقاومت الکتریکی کاهش می یابد. با این حال، از 20 K مقاومت دوباره شروع به افزایش به دلیل فعالیت تابشی فلز می کند.

پلوتونیوم دارای بالاترین مقاومت الکتریکی در بین تمام اکتینیدهای مورد مطالعه (تاکنون) است که 150 μΩ سانتی متر (در دمای 22 درجه سانتی گراد) است. این فلز دارای نقطه ذوب پایین (640 درجه سانتیگراد) و نقطه جوش غیرمعمول بالا (3227 درجه سانتیگراد) است. نزدیکتر به نقطه ذوب، پلوتونیوم مایع در مقایسه با سایر فلزات، ویسکوزیته و کشش سطحی بسیار بالایی دارد.

پلوتونیوم به دلیل رادیواکتیویته در لمس گرم است. یک قطعه بزرگ پلوتونیوم در یک پوسته حرارتی تا دمایی بیش از نقطه جوش آب گرم می شود! علاوه بر این، پلوتونیوم به دلیل رادیواکتیویته خود در طول زمان دچار تغییراتی در شبکه بلوری خود می شود - نوعی بازپخت به دلیل خود تابش به دلیل افزایش دما بالای 100 کلوین رخ می دهد.

وجود تعداد زیادی از تغییرات آلوتروپیک در پلوتونیوم باعث می شود که پردازش و پخش آن به دلیل انتقال فاز، فلزی دشوار باشد. قبلاً می دانیم که در شکل آلفا عنصر نود و چهارم از نظر خواص مشابه چدن است، اما دارای خاصیت تغییر و تبدیل شدن است. مواد پلاستیکیو در محدوده دمایی بالاتر یک فرم β شکل پذیر تشکیل می دهند. پلوتونیوم به شکل δ معمولاً در دماهای بین 310 تا 452 درجه سانتیگراد پایدار است، اما اگر با درصد کمی از آلومینیوم، سریم یا گالیم دوپ شود، می تواند در دمای اتاق وجود داشته باشد. هنگامی که با این فلزات آلیاژ می شود، پلوتونیوم می تواند در جوشکاری استفاده شود. به طور کلی، شکل دلتا دارای ویژگی های برجسته تری از فلز است - از نظر استحکام و جعل پذیری به آلومینیوم نزدیک است.

خواص شیمیایی

خواص شیمیایی عنصر نود و چهارم از بسیاری جهات شبیه به خواص پیشینیان آن در جدول تناوبی- اورانیوم و نپتونیم پلوتونیوم یک فلز نسبتا فعال است؛ ترکیباتی با حالت اکسیداسیون از 2+ تا 7+ تشکیل می دهد. در محلول‌های آبی، عنصر حالت‌های اکسیداسیون زیر را نشان می‌دهد: Pu (III)، به صورت Pu3+ (در محلول‌های آبی اسیدی وجود دارد، رنگ بنفش روشن دارد). Pu (IV)، به عنوان Pu4+ (سایه شکلاتی)؛ Pu (V)، به عنوان PuO2 + (محلول نور). Pu (VI)، به عنوان PuO22+ (محلول نارنجی روشن) و Pu (VII)، به عنوان PuO53- (محلول سبز).

علاوه بر این، این یون‌ها (به جز PuO53-) می‌توانند به طور همزمان در محلول در تعادل باشند، که با حضور الکترون‌های 5f توضیح داده می‌شود که در ناحیه موضعی و غیرمحلی اوربیتال الکترون قرار دارند. در pH 5-8، Pu (IV) غالب است، که پایدارترین در بین سایر ظرفیت ها (حالت های اکسیداسیون) است. یون های پلوتونیوم در تمام حالت های اکسیداسیون مستعد هیدرولیز و تشکیل کمپلکس هستند. توانایی تشکیل چنین ترکیباتی در سری Pu5+ افزایش می یابد

پلوتونیوم فشرده به آرامی در هوا اکسید می شود و با لایه ای رنگین کمانی و روغنی از اکسید پوشیده می شود. اکسیدهای پلوتونیوم زیر شناخته شده اند: PuO، Pu2O3، PuO2 و فازی با ترکیب متغیر Pu2O3 - Pu4O7 (Bertholides). در صورت وجود مقدار کمی رطوبت، سرعت اکسیداسیون و خوردگی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. اگر فلزی به مدت کافی در معرض مقادیر کمی هوای مرطوب قرار گیرد، دی اکسید پلوتونیوم (PuO2) روی سطح آن تشکیل می شود. با کمبود اکسیژن، دی هیدرید آن (PuH2) نیز می تواند تشکیل شود. با کمال تعجب، پلوتونیوم در اتمسفر گاز بی اثر (مانند آرگون) با بخار آب بسیار سریعتر از هوای خشک یا اکسیژن خالص زنگ می زند. در واقع، توضیح این واقعیت آسان است - عمل مستقیم اکسیژن لایه ای از اکسید را بر روی سطح پلوتونیوم تشکیل می دهد که از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند؛ وجود رطوبت مخلوط شلی از اکسید و هیدرید را تولید می کند. به هر حال، به لطف این پوشش، فلز تبدیل به پیروفوریک می شود، یعنی قابلیت احتراق خود به خود را دارد؛ به همین دلیل، پلوتونیوم فلزی معمولاً در فضای بی اثر آرگون یا نیتروژن پردازش می شود. در عین حال، اکسیژن یک ماده محافظ است و از نفوذ رطوبت بر فلز جلوگیری می کند.

عنصر نود و چهارم با اسیدها ، اکسیژن و بخارات آنها واکنش نشان می دهد ، اما با قلیایی نیست. پلوتونیوم فقط در محیط های بسیار اسیدی بسیار محلول است (به عنوان مثال، اسید هیدروکلریک HCl)، و همچنین در کلرید هیدروژن، یدید هیدروژن، هیدروژن برومید، اسید پرکلریک 72 درصد، اسید فسفریک 85 درصد H3PO4، CCl3COOH غلیظ، اسید سولفامیک و اسید نیتریک غلیظ در حال جوش حل می شود. پلوتونیوم به طور محسوسی در محلول های قلیایی حل نمی شود.

هنگامی که محلول های حاوی پلوتونیوم چهار ظرفیتی در معرض مواد قلیایی قرار می گیرند، رسوبی از هیدروکسید پلوتونیوم Pu(OH)4 xH2O که دارای خواص اساسی است، رسوب می کند. هنگامی که محلول های نمک های حاوی PuO2+ در معرض مواد قلیایی قرار می گیرند، هیدروکسید آمفوتریک PuO2OH. با نمک ها - پلوتونیت ها، به عنوان مثال، Na2Pu2O6 پاسخ داده می شود.

نمک های پلوتونیوم به راحتی در تماس با محلول های خنثی یا قلیایی هیدرولیز می شوند و هیدروکسید پلوتونیوم نامحلول را ایجاد می کنند. محلول های غلیظ پلوتونیوم به دلیل تجزیه رادیولیتیک منجر به بارش ناپایدار هستند.

پلوتونیوم- یک عنصر شیمیایی رادیواکتیو از گروه اکتینید ، که به طور گسترده در تولید استفاده می شود سلاح های هسته ای(به اصطلاح "پلوتونیوم درجه سلاح") ، و همچنین (از نظر تجربی) به عنوان سوخت هسته ای برای راکتورهای هسته ای برای اهداف مدنی و تحقیقاتی. اولین عنصر مصنوعی به دست آمده در مقادیر موجود برای وزن گیری (1942).

جدول سمت راست خواص اصلی α-Pu، اصلاح آلوتروپیک اصلی پلوتونیوم در دمای اتاق و فشار معمولی را نشان می دهد.

تاریخچه پلوتونیوم

ایزوتوپ پلوتونیوم 238 Pu برای اولین بار در 23 فوریه 1941 توسط گروهی از دانشمندان آمریکایی به رهبری گلن سیبورگ با تابش هسته ها به طور مصنوعی تولید شد. اورانیومدوترون ها قابل توجه است که تنها پس از تولید مصنوعی پلوتونیوم در طبیعت کشف شد: در مقادیر ناچیز، 239 Pu معمولاً در سنگ معدن اورانیوم به عنوان محصول تبدیل رادیواکتیو اورانیوم یافت می شود.

یافتن پلوتونیوم در طبیعت

در سنگ معدن اورانیوم ، در نتیجه ضبط نوترون ها (به عنوان مثال ، نوترون از اشعه کیهانی) توسط هسته های اورانیوم ، نپتونیوم(239 NP) ، محصول β-Decay که از آن پلوتونیوم طبیعی 239 طبیعی است. با این حال، پلوتونیوم در مقادیر میکروسکوپی (0.4-15 قسمت Pu در هر 1012 قسمت U) تشکیل می شود که استخراج آن از سنگ معدن اورانیوم قابل بحث نیست.

منشاء نامپلوتونیوم

در سال 1930، دنیای نجومی با خبرهای شگفت انگیزی هیجان زده شد: سیاره جدیدی کشف شده بود که پرسیوال لاول، ستاره شناس، ریاضیدان و نویسنده مقالات خارق العاده در مورد حیات در مریخ از مدت ها پیش از وجود آن صحبت می کرد. بر اساس چندین سال مشاهدات حرکتی اورانوسو نپتونلاول به این نتیجه رسید که فراتر از نپتون در منظومه شمسی، سیاره نهم دیگری باید وجود داشته باشد، چهل برابر دورتر از خورشید از زمین.

این سیاره، عناصر مداری آن که لاول در سال 1915 محاسبه کرد، در عکس هایی که در 21، 23 و 29 ژانویه 1930 توسط ستاره شناس K. Tombaugh در رصدخانه Flagstaff گرفته شد، کشف شد. ایالات متحده آمریکا) . این سیاره نامگذاری شد پلوتون. عنصر 94، که به طور مصنوعی در پایان سال 1940 از هسته ها به دست آمد، به نام این سیاره، واقع در منظومه شمسی فراتر از نپتون، نامگذاری شد. اتم ها اورانیومگروهی از دانشمندان آمریکایی به رهبری G. Seaborg.

مشخصات فیزیکیپلوتونیوم

15 ایزوتوپ پلوتونیوم وجود دارد - ایزوتوپ هایی با اعداد جرمی 238 تا 242 در بیشترین مقدار تولید می شوند:

238 Pu -> (نیمه عمر 86 سال، واپاشی آلفا) -> 234 U،

این ایزوتوپ تقریباً به طور انحصاری در RTG ها برای اهداف فضایی استفاده می شود، به عنوان مثال، در تمام وسایل نقلیه ای که فراتر از مدار مریخ پرواز کرده اند.

239 Pu -> (نیمه عمر 24360 سال، واپاشی آلفا) -> 235 U،

این ایزوتوپ برای ساخت سلاح های هسته ای و راکتورهای هسته ای سریع نوترونی مناسب ترین است.

240 Pu -> (نیمه عمر 6580 سال، واپاشی آلفا) -> 236 U، 241 Pu -> (نیمه عمر 14.0 سال، فروپاشی بتا) -> 241 am، 242 Pu -> (نیمه عمر 370000 سال، آلفا -decay) -> 238 U

این سه ایزوتوپ اهمیت صنعتی جدی ندارند، اما زمانی که انرژی در راکتورهای هسته‌ای با استفاده از اورانیوم، از طریق جذب متوالی چندین نوترون توسط هسته‌های اورانیوم 238 تولید می‌شود، به‌عنوان محصولات جانبی به دست می‌آیند. ایزوتوپ 242 از نظر خواص هسته ای بیشتر شبیه اورانیوم 238 است. آمریکیوم-241، تولید شده از تجزیه ایزوتوپ 241، در آشکارسازهای دود استفاده شد.

پلوتونیوم جالب است زیرا بیش از هر عنصر شیمیایی دیگری، شش فاز از دمای انجماد خود به دمای اتاق را متحمل می شود. با دومی، چگالی به طور ناگهانی 11٪ افزایش می یابد، در نتیجه، ریخته گری پلوتونیوم ترک می خورد. فاز آلفا در دمای اتاق پایدار است که مشخصات آن در جدول آورده شده است. برای کاربرد، فاز دلتا، که چگالی کمتری دارد، و یک شبکه مکعبی در مرکز بدن راحت تر است. پلوتونیوم در فاز دلتا بسیار انعطاف پذیر است، در حالی که فاز آلفا شکننده است. برای تثبیت پلوتونیوم در فاز دلتا، از دوپینگ با فلزات سه ظرفیتی استفاده می شود (گالیوم در اولین بارهای هسته ای استفاده شد).

کاربردهای پلوتونیوم

اولین دستگاه هسته ای مبتنی بر پلوتونیوم در 16 ژوئیه 1945 در سایت آزمایش آلاموگوردو (آزمایش با کد Trinity) منفجر شد.

نقش بیولوژیکی پلوتونیوم

پلوتونیوم بسیار سمی است. حداکثر غلظت مجاز برای 239 Pu در آب های آزاد و هوای اتاق های کار به ترتیب 81.4 و 3.3 * 10-5 Bq / L است. بیشتر ایزوتوپ های پلوتونیوم دارای چگالی یونیزاسیون بالا و طول مسیر ذرات کوتاه هستند، بنابراین سمیت آن نه به دلیل خواص شیمیایی آن است (پلوتونیم احتمالاً از این نظر سمی تر از سایر فلزات سنگین نیست)، بلکه بیشتر به دلیل اثر یونیزه کننده است. بر روی بافت های اطراف بدن پلوتونیوم متعلق به گروهی از عناصر با سمیت پرتوزایی بالا است. پلوتونیوم در بدن تغییرات غیر قابل برگشت بزرگی در اسکلت، کبد، طحال، کلیه ها ایجاد می کند و باعث سرطان می شود. حداکثر مقدار مجاز پلوتونیوم در بدن نباید از دهم میکروگرم تجاوز کند.

آثار هنری مرتبط با موضوعپلوتونیوم

- پلوتونیوم برای ماشین De Lorean DMC-12 در فیلم بازگشت به آینده به عنوان سوخت یک انباشتگر شار برای سفر به آینده یا گذشته استفاده شد.

- اتهام بمب اتمی منفجر شده توسط تروریست ها در دنور، ایالات متحده، در تام کلنسی "همه ترس های جهان" از پلوتونیوم ساخته شده است.

- Kenzaburo Oe "Notes of a Pinch Runner"

- در سال 2006، Beacon Pictures فیلم پلوتونیوم-239 ( "Pu-239")

راکتور سریع یکپارچه (IFR) فقط نوع جدیدی از راکتور نیست، چرخه سوخت جدیدی است. راکتور سریع یکپارچه یک راکتور سریع نوترونی بدون تعدیل کننده است. فقط دارای یک منطقه فعال و بدون پتو است.
IBR از سوخت فلزی استفاده می کند- آلیاژی از اورانیوم و پلوتونیوم.
چرخه سوخت آن از کاهش سوخت مستقیماً در خود راکتور با استفاده از پردازش حرارتی استفاده می کند. در پردازش حرارتی IBR، اورانیوم تقریبا خالص روی یک کاتد جامد و مخلوطی از پلوتونیوم، آمریکیوم، نپتونیم، کوریم، اورانیوم و برخی محصولات شکافت در یک کاتد کادمیوم مایع شناور در نمک الکترولیت جمع‌آوری می‌شود. بقیه محصولات شکافت جمع‌آوری می‌شوند. در نمک الکترولیت و در لایه کادمیوم.
راکتور سریع یکپارچه با سدیم مایع یا سرب خنک می شود. تولید سوخت فلزی ساده تر و ارزان تر از سوخت سرامیکی است. سوخت فلزی، فرآیند پیرو را به یک انتخاب طبیعی تبدیل می کند. سوخت فلزی رسانایی گرمایی و ظرفیت حرارتی بهتری نسبت به سوخت اکسیدی دارد.سوخت آلیاژی از اورانیوم و پلوتونیوم است.
بارگذاری اولیه در یک راکتور سریع یکپارچه باید حاوی ایزوتوپ های بیشتری باشد که تحت تأثیر نوترون های حرارتی شکافته می شوند. > 20 درصد نسبت به یک راکتور نوترونی حرارتی. این می تواند اورانیوم یا پلوتونیوم بسیار غنی شده، سلاح های هسته ای از کار افتاده و غیره باشد. در حین کار، راکتور مواد (بارور) را که تحت تأثیر نوترون های حرارتی شکافت ناپذیر هستند به مواد شکافت پذیر تبدیل می کند. مواد بارور در یک راکتور سریع می توانند اورانیوم ضعیف شده (بیشتر U-238)، اورانیوم طبیعی، توریم یا اورانیوم فرآوری شده از سوخت تابش شده از یک راکتور آب معمولی باشند.
سوخت در یک محفظه فولادی با سدیم مایع بین سوخت و پوشش قرار دارد. فضای آزاد بالای سوخت به هلیوم و زنون رادیواکتیو اجازه می دهد تا آزادانه و بدون افزایش قابل توجه فشار داخل عنصر سوخت جمع شوند و به سوخت اجازه می دهد بدون آسیب رساندن به روکش راکتور منبسط شود.
مزیت سرب نسبت به سدیم بی اثر بودن شیمیایی آن به ویژه در رابطه با آب یا هوا است. از طرف دیگر، سرب بسیار چسبناک تر است و پمپاژ آن را دشوار می کند. علاوه بر این، حاوی ایزوتوپ های فعال شده با نوترون است که عملاً در سدیم وجود ندارد.
مدارهای خنک کننده به گونه ای طراحی شده اند که امکان انتقال گرما را با همرفت فراهم می کنند. بنابراین اگر قدرت پمپ ها قطع شود یا راکتور خاموش شود، گرمای اطراف هسته برای گردش مایع خنک کننده کافی خواهد بود.
در IBR ایزوتوپ های شکافت پذیر از ایزوتوپ های پلوتونیوم و همچنین از محصولات شکافت جدا نمی شوند و بنابراین استفاده از چنین فرآیندی برای تولید سلاح عملا غیرممکن است. علاوه بر این، پلوتونیوم از راکتور حذف نمی شود که استفاده غیرمجاز آن را غیر واقعی می کند. پس از فرآوری اکتینیدها (اورانیوم، پلوتونیوم و اکتینیدهای جزئی)، ضایعات باقیمانده محصولات شکافت Sm-151 با نیمه عمر 90 لیتر یا نمونه های با عمر طولانی مانند Tc-99 با نیمه عمر 211000 لیتر یا بیشتر است. .
زباله های IBR یا نیمه عمر کوتاه یا بسیار طولانی دارند، به این معنی که آنها رادیواکتیو ضعیفی هستند. مقدار کل زباله IBR 1/20 سوخت بازفرآوری شده (که معمولاً زباله در نظر گرفته می شود) راکتورهای نوترونی حرارتی با همان قدرت است. 70 درصد محصولات شکافت یا پایدار هستند یا نیمه عمر آنها حدود یک سال است. تکنتیوم-99 و ید-129 که 6 درصد آنها در محصولات شکافت نیمه عمر بسیار طولانی دارند، اما می توانند در راکتور به ایزوتوپ هایی با نیمه عمر کوتاه (15.46 ثانیه و 12.36 ساعت) با جذب نوترون در راکتور تبدیل شوند. . زیرکونیوم-93 (5٪ در زباله) را می توان در پوشش سوخت بازیافت کرد که در آن رادیواکتیویته نگران کننده نیست. اجزای باقیمانده زباله نسبت به اورانیوم طبیعی رادیواکتیو کمتری دارند.
IDB از چرخه سوختی استفاده می کند که از نظر مصرف سوخت در مقایسه با چرخه های سنتی در راکتورهای نوترونی کند، دو مرتبه کارآمدتر است، از تکثیر سلاح های هسته ای جلوگیری می کند، زباله های سطح بالا را به حداقل می رساند و علاوه بر این، از مقداری زباله به عنوان سوخت استفاده می کند. .
در یک IBR، سوخت و روکش به گونه ای طراحی شده اند که با افزایش دما و انبساط آنها، نوترون های بیشتری از هسته خارج می شوند و از شدت واکنش زنجیره ای کاسته می شود. یعنی یک ضریب واکنش منفی کار می کند. در IBR، این اثر آنقدر قوی است که می تواند واکنش زنجیره ای را بدون دخالت اپراتور متوقف کند

پیروپردازش ‒ روش دمای بالا بازفرآوری الکترولیتی سوخت هسته ای مصرف شده. در مقایسه با روش هیدرومتالورژی(مثلا PUREX) pyroprocessing به طور مستقیم در راکتور استفاده می شود.حلال ها نمک های مذاب (به عنوان مثال LiCl + KCl یا LiF + CaF 2) و فلزات مذاب (به عنوان مثال، کادمیوم، بیسموت، منیزیم)، به جای آب و ترکیبات آلی هستند. در فرآوری حرارتی، استخراج اورانیوم و همچنین پلوتونیوم و اکتینیدهای مینور به طور همزمان اتفاق می افتد و می توان آنها را بلافاصله به عنوان سوخت استفاده کرد. حجم زباله کمتر است و عمدتاً حاوی محصولات شکافت است.پیرو پردازش در راکتورهای IBR و نمک مذاب استفاده می شود.

پلوتونیوم (پلوتونیوم) Pu، - عنصر شیمیایی رادیواکتیو مصنوعی، Z=94، جرم اتمی 244.0642; متعلق به اکتینیدها است. در حال حاضر 19 ایزوتوپ پلوتونیوم شناخته شده است. سبک ترین آنها 228 Ri (71/2=1.1 ثانیه) و سنگین ترین آنها ^Pu (7i/) است. 2 = 2.27 روز)، 8 ایزومر هسته ای. پایدارترین ایزوتوپ به ترتیب 2A- 236، 238، 239، 240، 242 و 244 است: 21013، 6.29-11،2.33-10،8.51109، 3.7-12، 1.48-8 و 6.66-uz.q. میانگین انرژی تابش a ایزوتوپ های با A = 236، 238، 239، 240، 242 و 244 به ترتیب 5.8، 5.5، 5.1، 5.2، 4.9 و 4.6 مگا ولت است. ایزوتوپ های نور پلوتونیوم (2 3 2 Pu، 2 34 Pu، 235 Pu، 2 3 7 Pu) تحت جذب الکترون قرار می گیرند. 2 4 "Pi - p-emitter (Ep = 0.0052 MeV). عملا مهمترین آنها این است که 2 39Ru (7|/ 2 =2.44-104 سال، a-واپاشی، شکافت خود به خودی (z، من %)) تحت تأثیر نوترون های آهسته تقسیم می شود و در راکتورهای هسته ای به عنوان سوخت استفاده می شود، و در بمب اتمی به عنوان ماده باردار

پلوتونیوم-236 (7i/ 2 = 2.85i سال)، ساطع کننده a: 5.72 MeV (30.56%) و 5.77 MeV (69.26%)، نوکلید دختر 2 3 2 U، فعالیت ویژه 540 Ci/G. احتمال شکافت خود به خودی کیلوگرم 6. نرخ شکافت خود به خودی 5.8-7 تقسیم در هر 1 گرم در ساعت مربوط به نیمه عمر این فرآیند 3.5-109 سال است.

می توان با واکنش ها به دست آورد:

این ایزوتوپ همچنین در طی واپاشی امیتر a 2 4оСш (7i/ 2 = 27 روز) و p-امیتر 23 6m Np (7i/ 2 =22 ساعت) تشکیل می شود. 2 ساعت 6 ری در جهت های زیر واپاشی می کند: a-واپاشی، احتمال 100٪ و شکافت خود به خود (احتمال)

پلوتوپیوم-237 (7!/ 2 =45> 2 روز)، محصول دختر 2 37Np. می توان با بمباران اورانیوم طبیعی با یون های هلیوم با انرژی 40 مگا ولت از طریق واکنش های هسته ای به دست آورد:

همچنین هنگامی که اورانیوم با نوترون‌های راکتور تابش می‌شود، در مقادیر کمی تشکیل می‌شود. نوع اصلی واپاشی، جذب الکترون است

(99٪، انتشار پرتو ایکس مشخصه، محصول دختر ^Np)، اما یک فروپاشی برای تشکیل 2 zi و انتشار ضعیف y، نیمه عمر 45.2 روز وجود دارد. 2 z7Rts در سیستم‌هایی برای نظارت بر بازده شیمیایی پلوتونیوم در طول جداسازی آن از نمونه‌های اجزای محیطی و همچنین برای مطالعه متابولیسم پلوتونیوم در بدن انسان استفاده می‌شود.

پلوتونیوم-238، 7*1/2=87.74 سال، یک ساطع کننده (انرژی های 5.495(76%)، 5.453(24%) و 5.351(0.15%) MeV، ساطع کننده y ضعیف (انرژی های 0.044 تا 0.149 MeV). فعالیت 1 گرم از این هسته ~633.7 GBq است (فعالیت خاص 17 Ci/g)؛ در هر ثانیه در همان مقدار ماده -1200 عمل شکافت خود به خودی رخ می دهد. نرخ شکافت خود به خودی 5.1-6 شکافت در هر 1 گرم است. / ساعت مربوط به نیمه عمر این فرآیند 3.8-10 10 سال است. در این حالت، یک توان حرارتی بسیار بالا ایجاد می شود: 567 W / kg. G D el = 3.8-10 10 سال. سطح مقطع جذب نوترون حرارتی یک = 500 انبار، سطح مقطع شکافت تحت تأثیر نوترون های حرارتی 18 انبار است. دارای رادیواکتیویته α ویژه بسیار بالا (283 برابر قوی تر از ^Pu) است که آن را بسیار جدی تر می کند. منبع نوترون از واکنش ها (a, n).

• 2 ساعت 8Pu در نتیجه فروپاشی های زیر تشکیل می شود:
  • (3-واپاشی نوکلید 2 3 8 Np:

2h8 Ru در هر رآکتور هسته‌ای که بر روی اورانیوم طبیعی یا با غنای پایین کار می‌کند، تشکیل می‌شود که عمدتاً حاوی ایزوتوپ 2h8u است. در این حالت، واکنش های هسته ای زیر رخ می دهد:

همچنین زمانی که اورانیوم با یون های هلیوم با انرژی 40 مگا ولت بمباران می شود، تشکیل می شود:

پوسیدگی در جهات زیر رخ می دهد: a-واپاشی در 234U (احتمال 10٪، انرژی فروپاشی 5.593 MeV):

انرژی ذرات آلفای ساطع شده 5.450 Mei (در 2.9٪ موارد و 5.499 Mei (در 70.91٪ موارد) است. احتمال شکافت خود به خود 1.9-7٪ است.

در خلال واپاشی 2 3 8 Pu، 5.5 مگا ولت انرژی آزاد می شود. در یک منبع الکتریسیته حاوی یک کیلوگرم 2-3 8 Ri، توان حرارتی ~50 وات ایجاد می شود. حداکثر توان یک منبع جریان شیمیایی با همان جرم 5 وات است. ساطع کننده های زیادی با ویژگی های انرژی مشابه وجود دارد، اما یکی از ویژگی های 2 3Ri این ایزوتوپ را غیرقابل جایگزین می کند. معمولاً پوسیدگی با انتشار y قوی همراه است. 2 z 8 Ri یک استثنا است. انرژی y-quanta همراه با فروپاشی هسته های آن کم است. احتمال شکافت خود به خودی هسته های این ایزوتوپ نیز کم است. 288 Ri برای ساخت باتری های الکتریکی هسته ای و منابع نوترونی، به عنوان منبع انرژی برای ضربان سازها، برای تولید انرژی حرارتی در فضاپیماها، به عنوان بخشی از آشکارسازهای دود رادیوایزوتوپ و غیره استفاده می شود.

پلوتونیوم-239، 71/2=2.44 4 سال، a-واپاشی 00٪، کل انرژی فروپاشی 5.867 MeV، ذرات a با انرژی های 5.15 (69٪)، 5.453 (24٪) و 5.351 (0، 15٪) ساطع می کند. ) و تابش y ضعیف، سطح مقطع جذب نوترون حرارتی st = 271 انبار. فعالیت خاص 2.33109 Bq/g. میزان تقسیم خود به خودی 36 تقسیم بر گرم در ساعت مربوط به تقسیمات 7 اینچی = 5.5-10*5 سال است. 1 کیلوگرم 2 39Ri معادل 2.2-107 کیلووات ساعت انرژی حرارتی است. انفجار 1 کیلوگرم پلوتونیوم برابر با انفجار 20000 تن TNT است. تنها ایزوتوپ پلوتونیوم مورد استفاده در سلاح های اتمی. 2 39Pu بخشی از خانواده 2P+3 است.محصول پوسیدگی آن 235U است. این ایزوتوپ توسط نوترون های حرارتی شکافته می شود و در راکتورهای هسته ای به عنوان سوخت استفاده می شود. 2 39Ri در بسته های jalopy بر اساس پاکپیا به دست می آید:

سطح مقطع واکنش -455 انبار. *39Pu نیز زمانی تشکیل می شود که

بمباران اورانیوم با دوترون با انرژی بالای 8 مگا ولت توسط واکنش های هسته ای:

و همچنین زمانی که اورانیوم با یون های هلیم با انرژی 40 مگا ولت بمباران می شود
تقسیم خود به خود، احتمال 1.36-10*7٪.

جداسازی پلوتونیوم از اورانیوم، انجام شد روش های شیمیایی، یک مشکل نسبتا ساده تر از جداسازی ایزوتوپ های اورانیوم را نشان می دهد. در نتیجه هزینه پلوتونیوم چندین برابر کمتر از هزینه 2 zzi است. هنگامی که یک هسته 2 39Pu توسط نوترون ها به دو قطعه با جرم تقریبا مساوی تقسیم می شود، حدود 200 مگا ولت انرژی آزاد می شود. قادر به حفظ یک واکنش زنجیره ای شکافت است. نیمه عمر نسبتاً کوتاه 239Pu (در مقایسه با ^u) حاکی از آزاد شدن قابل توجه انرژی در طول واپاشی رادیواکتیو است. 2 39Rc 1.92 W/kg تولید می کند. یک بلوک پلوتونیوم که به خوبی عایق شده است در دو ساعت تا دمای بیش از 100 درجه و به زودی به نقطه انتقال a-p گرم می شود، که به دلیل تغییر حجم در طول انتقال فاز پلوتونیوم، برای طراحی سلاح ها مشکل ایجاد می کند. فعالیت خاص 2 39Pu 2.28-12 Bq/g. 2 39Pu به راحتی توسط نوترون های حرارتی شکافته می شود. ایزوتوپ شکافت پذیر 239 Pu پس از واپاشی کامل انرژی حرارتی معادل 25000000 کیلووات ساعت بر کیلوگرم را فراهم می کند. 2 39Pi دارای مقطع شکافت برای نوترون های کند 748 انبار و مقطع جذب تشعشع 315 انبار است. 2 39Pu دارای مقاطع پراکندگی و جذب بزرگتر از اورانیوم و تعداد بزرگترنوترون ها در طول شکافت (3.03 نوترون در هر رویداد شکافت در مقایسه با 2.47 برای 2 zzi)، و بر این اساس، جرم بحرانی کمتر. Pure 2 39Pu دارای میانگین انتشار نوترون از شکافت خود به خودی 30- نوترون بر ثانیه کیلوگرم (-10 شکافت در ثانیه) است.

پلوتونیوم-240، 71/2=6564 لیتر، a-decay، فعالیت ویژه 8.51-109 Bq/g. نرخ شکافت خود به خودی 1.6-6 تقسیم بر گرم در ساعت، Ti/2=i.2-io تو ل. 24°Pu دارای سطح مقطع جذب نوترون موثر سه برابر کوچکتر از 239 Pu است و در بیشتر موارد به 2 4*Pu تبدیل می شود.

24op و در طی تجزیه رادیونوکلئیدهای خاص تشکیل می شود:

انرژی فروپاشی 5.255 MeV، ذرات a با انرژی 5.168 (72.8%)، 5.123 (27.10%) MeV;

تقسیم خود به خود، احتمال 5.7-6.

در سوخت اورانیوم، محتوای ^Pu در طول کار راکتور افزایش می یابد. در سوخت مصرف‌شده یک راکتور هسته‌ای 70% *39Pu و 26% 24°Pu وجود دارد که ساخت سلاح‌های اتمی را دشوار می‌کند، بنابراین پلوتونیوم با درجه تسلیحات در رآکتورهایی که مخصوص این کار طراحی شده‌اند با فرآوری اورانیوم پس از چند ده به دست می‌آیند. از روزهای تابش *4°Pu ایزوتوپ اصلی است که درجه سلاح 2 39Pu را آلوده می کند. سطح محتوای آن به دلیل شدت شکافت خود به خود مهم است - 415000 شکافت / S-kg، 1000 نوترون / S-kg منتشر می شود، زیرا هر شکافت 2.26 نوترون تولید می کند - 30000 برابر بیشتر از جرم مساوی 239Ri. وجود تنها 1٪ از این ایزوتوپ، نوترون های زیادی تولید می کند که مدار شارژ توپ غیرقابل عمل است - شروع اولیه انفجار آغاز می شود و بار قبل از انفجار بخش عمده ای از مواد منفجره اتمیزه می شود. طرح توپ فقط با محتوای *39Pu امکان پذیر است که دستیابی به آن عملا غیرممکن است. بنابراین، بمب‌های پلوتونیومی با استفاده از طرح انفجاری مونتاژ می‌شوند، که امکان استفاده از پلوتونیومی را که کاملاً به شدت به ایزوتوپ IgPu آلوده است، می‌دهد. پلوتونیوم با درجه تسلیحات حاوی 2 4 درجه پلوتونیم است

با توجه به فعالیت ویژه بالاتر (1/4 از 2 39Pi)، خروجی حرارتی بالاتر است، 7.1 W/kg، که مشکل گرمای بیش از حد را تشدید می کند. فعالیت خاص ^Pu 8.4109 Bq/g است. محتوای IgPu در پلوتونیوم درجه سلاح (0.7٪) و در پلوتونیوم درجه رآکتور (> 19٪). وجود 24 °Pu در سوخت راکتورهای حرارتی نامطلوب است، اما این ایزوتوپ به عنوان سوخت در راکتورهای سریع عمل می کند.

پلوتونیوم-241، G، / 2 = 14 لیتر، محصول دختر 241 Am، p- (99٪، ?рmax=0.014 MeV)، a (1٪، دو خط: 4.893 (75٪) و 4.848 (25٪) MeV ) و ساطع کننده y، فعالیت خاص ^Pu 3.92-12 Ci/g. با تابش قوی پلوتونیوم با نوترون ها و همچنین در سیکلوترون با واکنش 2 3 8 U(a,n) 241 Pu به دست می آید. این ایزوتوپ توسط نوترون های هر انرژی شکافت پذیر است (مقطع جذب نوترون ^'Pu 1/3 بیشتر از ^Pi است، سطح مقطع شکافت نوترون های حرارتی حدود 100 انبار است، احتمال شکافت پس از جذب یک نوترون 73 درصد است، دارای زمینه نوترونی کم و قدرت حرارتی متوسط ​​است و بنابراین مستقیماً بر سهولت استفاده از پلوتونیوم تأثیر نمی گذارد. به 241 am تجزیه می شود، که بسیار ضعیف شکافت می شود و گرمای زیادی ایجاد می کند: 10 6 W/kg. ^ "Pu دارای سطح مقطع شکافت بزرگ برای نوترون های راکتور (poo barn) است که به آن اجازه می دهد به عنوان سوخت استفاده شود. اگر یک سلاح در ابتدا حاوی 241 Ri باشد، پس از چند سال واکنش پذیری آن کاهش می یابد و این باید برای جلوگیری از کاهش قدرت شارژ و افزایش خودگرم شدن در نظر گرفته شود. 24 'Ru خود به دلیل تابش بسیار ضعیف P علیرغم نیمه عمر بسیار کوتاه، زیاد گرم نمی شود (فقط 3.4 W/kg). هنگامی که یک نوترون توسط یک هسته 24 * Pu جذب می شود، اگر شکافت نشود، به 242 Pu تبدیل می شود. 241 Pu منبع اصلی ^'As است.

پلوتونیوم-242 (^/2=373300 سال)،

پلوتونیوم-243 No/2=4-956 ساعت)، p"- (انرژی 0.56 MeV) و y-امیتر (چند خط در محدوده 0.09-0.16 MeV) مقطع واکنش 242 Pu(n ,y) 243 Pu در انبار آهسته نوترون 00. تشکیل شده در طول واپاشی p "^sPu 24 zAsh، می تواند با تابش با نوترون های 2 4 2 Pu به دست آید. به دلیل نیمه عمر کوتاه آن، در سوخت راکتور تابش شده در مقادیر کم وجود دارد.

پلوتونیوم-244 (Ti/ 2 = 8.o*io 7 سال)، یک ساطع کننده، e a = 4.6 مگا الکترون ولت، قابلیت شکافت خود به خود، فعالیت ویژه 6.66-105 Bq/g، سطح مقطع جذب نوترون حرارتی 0=19 انبار. این ایزوتوپ نه تنها طولانی‌ترین ایزوتوپ پلوتونیوم است، بلکه طولانی‌ترین ایزوتوپ‌های عناصر ترانس اورانیوم نیز است. فعالیت خاص 2

حتی ایزوتوپ های سنگین پلوتونیوم در معرض واپاشی p هستند و طول عمر آنها از چند روز تا چند دهم ثانیه متغیر است. در انفجارهای ترموهسته ای، تمام ایزوتوپ های پلوتونیوم تا 257Pu تشکیل می شوند. اما طول عمر آنها یک دهم ثانیه است و بسیاری از ایزوتوپ های کوتاه مدت پلوتونیوم هنوز مورد مطالعه قرار نگرفته اند.

پلوتونیوم یک فلز بسیار سنگین و سفید نقره ای است که وقتی تازه تصفیه شود مانند نیکل می درخشد. جرم اتمی 244.0642 amu. (g/mol)، شعاع اتمی 151pm، انرژی یونیزاسیون (الکترون اول) 491.9 (5.10) kJ/mol (eV)، پیکربندی الکترونیکی 5f 6 7s 2 . شعاع یون: (+4e) 93، (+3e) 08 pm، الکترونگاتیوی (Pauling) 1.28، T Pl = 639.5 درجه، G K ip = 3235 درجه، چگالی پلوتونیوم 19.84 (فاز a)، گرمای تبخیر پلوتونیوم است. 80.46 کیلو کالری در مول. فشار بخار پلوتونیوم به طور قابل توجهی بالاتر از فشار بخار اورانیوم است (در 1540 0 300 برابر). پلوتونیوم را می توان از اورانیوم مذاب تقطیر کرد. شش تغییر آلوتروپیک پلوتونیوم فلزی شناخته شده است. در دماها

در شرایط آزمایشگاهی، پلوتونیوم فلزی را می توان با واکنش های احیایی هالیدهای پلوتونیوم با لیتیوم، کلسیم، باریم یا منیزیم در 1200 درجه به دست آورد:

پلوتونیوم فلزی نیز با کاهش تری فلوراید پلوتونیوم در فاز بخار در دمای 1300 0 با استفاده از سیلیسید کلسیم مطابق با واکنش به دست می آید.

یا تجزیه حرارتی هالیدهای پلوتونیوم در خلاء.

پلوتونیوم دارای خواص ویژه بسیاری است. کمترین رسانایی حرارتی را در بین تمام فلزات و کمترین رسانایی الکتریکی را دارد، به استثنای منگنز. در فاز مایع خود چسبناک ترین فلز است. هنگامی که دما تغییر می کند، پلوتونیوم دچار شدیدترین و غیرطبیعی ترین تغییرات چگالی می شود.

پلوتونیوم دارای شش فاز مختلف (ساختارهای کریستالی) به شکل جامد (جدول 3)، بیش از هر عنصر دیگری است. برخی از انتقال بین فازها با تغییرات چشمگیر در حجم همراه است. در دو مورد از این فازها - دلتا و دلتا پرایم - پلوتونیوم دارای خاصیت منحصربفردی است که با افزایش دما منقبض می شود و در فازهای دیگر دارای مقدار بسیار زیاد است. ضریب دمایپسوندها هنگامی که ذوب می شود، پلوتونیوم منقبض می شود و به پلوتونیوم ذوب نشده اجازه شناور شدن می دهد. در متراکم ترین شکل خود، فاز a، پلوتونیوم ششمین عنصر چگال است (تنها اسمیم، ایریدیوم، پلاتین، رنیوم و نپتونیم سنگین تر هستند). در فاز a پلوتونیوم خالص شکننده است. تعداد زیادی آلیاژ و ترکیبات بین فلزی پلوتونیوم با Al, Be, Co, Fe, Mg, Ni, Ag شناخته شده است. ترکیب PuBe, 3 منبع نوترون با شدت 6.7 * 107 نوترون در کیلوگرم است.

برنج. 5.

پلوتونیوم به دلیل رادیواکتیویته در لمس گرم است. یک قطعه بزرگ از پلوتونیوم در یک پوسته عایق حرارتی تا دمای بیش از نقطه جوش آب گرم می شود. پلوتونیوم ریز زمین کاملاً پیرومورفیک است و به طور خودجوش در 300 0 مشتعل می شود. با هالوژن ها و هالیدهای هیدروژن واکنش می دهد، هالیدها، با هیدروژن - هیدریدها، با کربن - کاربید، با نیتروژن در 250 0 واکنش می دهد تا نیترید ایجاد کند، و هنگامی که در معرض آمونیاک قرار می گیرد، نیتریدها را نیز تشکیل می دهد. CO2 را به CO یا C کاهش می دهد و کاربید تشکیل می شود. با ترکیبات گازی گوگرد تعامل دارد. پلوتونیوم به راحتی در اسیدهای هیدروکلریک ، 85 ٪ فسفریک ، هیدروئودیک ، پرکلریک و کلرواستیک غلیظ محلول است. H2SO4 رقیق پلوتونیوم را به آرامی حل می کند ، اما H2S04 و HN03 غلیظ آن را غیرفعال می کنند و با آن واکنش نشان نمی دهند. قلیاها هیچ تاثیری بر پلوتونیوم فلزی ندارند. نمک های پلوتونیوم به راحتی در تماس با محلول های خنثی یا قلیایی هیدرولیز می شوند و هیدروکسید پلوتونیوم نامحلول ایجاد می کنند. محلول های غلیظ پلوتونیوم به دلیل تجزیه رادیولیتی که منجر به بارش می شود ناپایدار هستند.

جدول 3. چگالی و محدوده دمایی فازهای پلوتونیوم:

ظرفیت اصلی پلوتونیوم 4+ است. این یک عنصر الکترونگاتیو و واکنش شیمیایی (با 0.2 ولت) است که بسیار بیشتر از اورانیوم است. به سرعت محو می شود و در ابتدا یک لایه رنگین کمانی تشکیل می دهد زرد کمرنگ، با گذشت زمان به بنفش تیره تبدیل می شود. اگر اکسیداسیون بسیار سریع باشد، یک پودر اکسید سبز زیتونی (PuO 2) روی سطح آن ظاهر می شود.

پلوتونیوم به راحتی اکسید می شود و حتی در صورت وجود رطوبت خفیف به سرعت خورده می شود. در فضایی از گاز بی اثر با بخار آب بسیار سریعتر از هوای خشک یا اکسیژن خالص زنگ زده می شود. هنگامی که پلوتونیوم در حضور هیدروژن، کربن، نیتروژن، اکسیژن، فسفر، آرسنیک، فلوئور، سیلیکون و تلوریم گرم می شود، با این عناصر ترکیبات جامد نامحلول تشکیل می دهد.

در میان اکسیدهای پلوتونیوم، Pu 2 0 3 و Pu 0 2 شناخته شده اند.

دی اکسید پلوتونیوم Pu02 یک پودر سبز زیتونی، بلورها یا گلوله های براق سیاه رنگ از قهوه ای قرمز تا زرد کهربایی است. ساختار بلوری از نوع فلوریت است (Pu-* + یک سیستم مکعبی رو به مرکز و O 2- یک چهار وجهی را تشکیل می دهد). چگالی 11.46، Gpl=2400 درجه. تقریباً از تمام نمک ها (به عنوان مثال ، اگزالات ، پراکسید) پلوتونیوم هنگام گرم شدن در هوا یا در جو 0 2 ، در دمای 700-1000 0 ، صرف نظر از حالت اکسیداسیون پلوتونیوم در این نمک ها تشکیل می شود. به عنوان مثال، می‌توان آن را با کلسینه کردن Pu(IV) Pu(C 2 0 4) 2 -6H 2 0 اگزالات هگزا هیدرات (تشکیل شده در طی پردازش مجدد سوخت مصرف شده) بدست آورد:

Pu0 2، ظهر در دمای پایین، به راحتی در اسیدهای هیدروکلریک و نیتریک غلیظ حل می شود. برعکس، Pu0 2 کلسینه شده به سختی حل می شود و تنها در نتیجه درمان ویژه می توان آن را به محلول رساند. در آب و حلال های آلی نامحلول است. به آرامی با مخلوط داغ HN0 3 غلیظ با HF واکنش می دهد. این ترکیب پایدار به عنوان یک فرم وزن سنجی در تعیین پلوتونیوم استفاده می شود. همچنین برای تهیه سوخت در انرژی هسته ای استفاده می شود.

به خصوص Pu0 2 واکنش پذیر، اما حاوی مقادیر کمی اگزالات، با تجزیه Pu(C204)2-6H20 در 130-^-300 درجه به دست می آید.

هیدرید R11H3به دست آمده از عناصر در 150-5-200 درجه.

پلوتونیوم هالیدها و اکسی هالیدها ، دیسیلید Pusi 2 و Sesquisulfide Pusi ، 33^B5 را تشکیل می دهد ، که به دلیل عدم پذیرش کم آنها مورد توجه قرار می گیرند ، و همچنین کاربیدهای استوکیومتری های مختلف: از PUS تا PU2C3. RiS - کریستال های سیاه، G 11L = 1664 0. همراه با UC می تواند به عنوان سوخت برای راکتورهای هسته ای استفاده شود.

نیترید پلوتونیوم ، پان - کریستال های رنگ خاکستری (به سیاه) با یک شبکه مکعب صورت محور از نوع NaCl (0 = 0.4905 نانومتر ، Z = 4 ، گروه فضایی PTZT ؛ پارامتر شبکه با زمان تحت تأثیر خود افزایش می یابد a-تابش)؛ T pl.=2589° (با تجزیه); چگالی 14350 کیلوگرم بر متر مکعب. هدایت حرارتی بالایی دارد. در درجه حرارت بالا(~1boo°) فرار (با تجزیه). از واکنش پلوتونیوم با نیتروژن در دمای 6o° یا با مخلوطی از هیدروژن و آمونیاک (فشار 4 کیلو پاسکال) بدست می آید. پودر پلوتونیوم پودر شده در هوا در دمای اتاق اکسید می شود و بعد از 3 روز به طور کامل به PU0 2 تبدیل می شود ، پلوتونیوم متراکم به آرامی اکسید می شود (0.3 ٪ در 30 روز). به آرامی هیدرولیز می شود آب سردو به سرعت - هنگام گرم شدن، تشکیل Pu0 2. به راحتی در اسیدهای هیدروکلریک و سولفوریک رقیق حل می شود و نمک های Pu (III) مربوطه را تشکیل می دهد. با توجه به نیروی عمل بر نیترید پلوتونیوم، اسیدها را می توان در سری HN0 3 > HC1 > H 3 P0 4 >>H 2 S04 > HF مرتب کرد. می تواند به عنوان سوخت رآکتور استفاده شود.

چندین فلورید پلوتونیوم وجود دارد: PuF 3، PuF 4، PuF6.

پلوتونیوم تترا فلوراید PuF 4 - ماده رنگ صورتییا کریستال های قهوه ای، سیستم مونوکلینیک. ایزومورف با تترافلوراید Zr، Hf، Th، U، Np و Ce. Г pl = 1037 0، Г к، «1 = 1277 درجه. این ماده در آب و حلالهای آلی بسیار محلول است ، اما به راحتی در محلول های آبی در حضور CE (IV) ، آهن (III) ، نمک های آل (III) یا یونهایی که مجتمع های پایدار با یون های فلوئور تشکیل می دهند ، به راحتی حل می شود. رسوب صورتی PuF 4 -2.5H 2 0 با رسوب با اسید هیدروفلوئوریک از محلول های آبی نمک های Pu (III) بدست می آید. این ترکیب وقتی تا 350 متر در جریان HF گرم می شود، آب می شود.

PuF 4 از اثر هیدروژن فلوراید روی دی اکسید پلوتونیوم در حضور اکسیژن در دمای 550 درجه بر اساس واکنش تشکیل می شود:

PuF 4 همچنین می توان با تصفیه PuF 3 با فلوئور در دمای 300 0 یا با حرارت دادن نمک های Pu(III) یا Pu(IV) و جریان هیدروژن فلوراید به دست آورد. از محلول های آبی PU (IV) ، PUF 4 با اسید هیدروفلوئوریک به شکل رسوب صورتی با ترکیب 2PUF 4 H 2 0. PUF 4 تقریباً کاملاً کاملاً با LAF 3 رسوب می شود. وقتی در هوا تا 400 0 PuF 4 گرم می شود به Pu0 2 تبدیل می شود.

هگزافلوراید پلوتونیوم،کریستال های فرار در دمای اتاق با رنگ زرد مایل T knp =b2°در فشار جوی ، چگالی 5060 کیلوگرم Z ، گرمای تصعید 12.1 کیلو کالری/مول ، گرمای تبخیر = 7.4 کیلو کالری مول * 1 ، گرمای فیوژن = 4.71 کیلو کالری در مول ، بسیار مستعد به خوردگی و حساس به اتورادیولیز. PuFe مایعی با جوش کم است که از نظر حرارتی بسیار کمتر از UF6 پایدار و فرار است. بخار PuFe مانند NO 2 رنگی است، مایع قهوه ای تیره است. عامل فلوئور کننده قوی و عامل اکسید کننده؛ به شدت با آب واکنش نشان می دهد. بسیار حساس به رطوبت؛ c H 2 0 در نور روز می تواند به شدت با فلاش واکنش نشان دهد و Pu0 2 و PuF 4 را تشکیل دهد. PuFe که در 195- 0 بر روی یخ متراکم شده است، هنگامی که گرم می شود، به آرامی هیدرولیز می شود و به Pu0 تبدیل می شود. 2 فو. PuFe فشرده به دلیل تابش a پلوتونیوم خود به خود تجزیه می شود.

UF6 از تیمار PuF 4 یا Pu0 2 با فلوئور در دمای 6004-700 درجه بدست می آید.

فلوئوراسیون PuF 4 با فلوئور در دمای 7004-800 درجه بسیار سریع اتفاق می افتد و یک واکنش گرمازا است. برای جلوگیری از تجزیه، PuF6 حاصل به سرعت از منطقه داغ خارج می شود - منجمد یا سنتز در جریان فلوئور انجام می شود که به سرعت محصول را از حجم واکنش خارج می کند.

PuFa نیز می تواند دریافت با بازپرداخت:

نیترات های Pu(III)، Pu(IV) و Pu(VII) به ترتیب وجود دارد: Pu(N03)3، Pu(N03)4 و Pu02 (N03)2.

نیترات پلوتونیوم، Pu(N0 3) 4 * 5H 2 0 با تبخیر آهسته (طی چند ماه) محلول غلیظ نیترات Pu (IV) در دمای اتاق به دست می آید. به خوبی در HN0 3 و آب (محلول اسید نیتریک تیره) محلول است رنگ سبز، رنگ قهوه ای). محلول در استون، اتر و تروبوتیل فسفات. محلول‌های نیترات پلوتونیوم و نیترات‌های فلز قلیایی در اسید نیتریک غلیظ پس از تبخیر، نیترات مضاعف Me 2 [Pu(N03)b] آزاد می‌کنند که در آن Me + =Cs +، Rb +، K +، Th +، C 9 H 7 NH + , C 5 H 5 NH + , NH 4 + .

اگزالات پلوتونیوم (IV)، Pu(C 2 0 4) 2 -6H 2 0، پودری شنی (گاهی اوقات زرد مایل به سبز) است. ایزومورف با U(C 2 0 4) - 6H 2 0. هگزا هیدرات اگزالات پلوتونیوم در محلول ضعیف است. اسیدهای معدنیو در محلول های اگزالات ها و کربنات های آمونیوم یا فلزات قلیایی با تشکیل ترکیبات پیچیده خوب است. ته نشین شده با اسید اگزالیک از نیترات (i.5*4.5M محلول HNO.0 Pu(IV):

وقتی در هوا تا دمای 0 درجه حرارت داده شود، آب می‌شود، بالای 400 درجه تجزیه می‌شود:

در ترکیبات، پلوتونیوم حالت های اکسیداسیون از +2 تا +7 را نشان می دهد. در محلول های آبی یون های مربوط به حالت های اکسیداسیون از +3 تا +7 را تشکیل می دهد. در این حالت، یون‌های تمام حالت‌های اکسیداسیون، به جز Pu(VII)، می‌توانند به طور همزمان در محلول در حالت تعادل باشند. یون های پلوتونیوم در محلول تحت هیدرولیز قرار می گیرند و به راحتی ترکیبات پیچیده را تشکیل می دهند. توانایی تشکیل ترکیبات پیچیده در سری Pu5 + افزایش می یابد

یون های Pu(IV) در محلول پایدارترین هستند. Pu (V) به Pu (lV) و Pu (Vl) نامتناسب است. وضعیت ظرفیت Pu (VI) مشخصه محلول های آبی به شدت اکسید کننده است و با یون پلوتونیل Pu0 2 2+ مطابقت دارد. یون های پلوتونیوم با بارهای 3 + و 4 + در محلول های آبی در غیاب هیدرولیز و تشکیل کمپلکس به شکل کاتیون های بسیار هیدراته وجود دارند. Pu(V) و Pu(VI) در محلول های اسیدی کاتیون های حاوی اکسیژن از نوع M0 2 + و M0 2 2 + هستند.

حالت اکسیداسیون پلوتونیوم (III ، IV ، V و VI) با حالت های یونی زیر در محلول های اسیدی مطابقت دارد: PU 3+ ، Pu4+، Pu0 2 2+ و Pu0 5 به دلیل "نزدیکی پتانسیل اکسیداسیون پلوتونیوم یون‌ها به یکدیگر" در محلول‌ها می‌توانند به طور همزمان یون‌های پلوتونیوم در حالت تعادل با درجات مختلفاکسیداسیون علاوه بر این، عدم تناسب Pu (IV) و Pu (V) مشاهده می شود:

سرعت عدم تناسب با افزایش غلظت و دما پلوتونیوم افزایش می یابد.

محلول های Reese+ رنگ آبی مایل به بنفش دارند. از نظر خواص، Rts + به عناصر کمیاب خاکی نزدیک است. هیدروکسید، فلوراید، فسفات و اگزالات آن نامحلول است. Pu(IV) پایدارترین حالت پلوتونیوم در محلول های آبی است. Pu(IV) مستعد تشکیل کمپلکس با اسیدهای نیتریک، سولفوریک، کلریدریک، استیک و سایر اسیدها است. بنابراین ، در اسید نیتریک غلیظ ، PU (IV) مجتمع های PU (N0 3) 5- و PU (G) 3) 6 2 "را تشکیل می دهد. در محلول های آبی ، PU (IV) به راحتی هیدرولیز می شود. هیدروکسید پلوتونیوم (سبز) مستعد است به پلیمریزاسیون. فلوراید نامحلول ، هیدروکسید ، اگزالات ، یدات PU (IV) .PU (IV) به خوبی با هیدروکسیدهای نامحلول ، فلوراید لانتان ، Zr ، Th ، Ce یدات ، Zr و BI فسفات ، TH ، U (IV) ، BI ، COPRECIPITITESS می شود. La Oxalates. PU (IV) فلورایدهای مضاعف و سولفات ها را با Na ، K ، Rb ، Cs و NH 4 +PU تشکیل می دهند. از نمک های PU (vi) مورد علاقه سدیم پلوتونیل استات NAPU0 2 (C 2 H 3 0 2) 3 و آمونیوم پلوتونیکتات NH 4 PU0 2 (C 2 H 3 0 2) ، که از نظر ساختار مشابه با ترکیبات مربوطه هستند ، Np و At.

پتانسیل اکسیداسیون رسمی پلوتونیوم (در V) در محلول lM HC10 4:

پایداری کمپلکس تشکیل‌شده با این آنیون برای یون‌های اکتینید به ترتیب زیر کاهش می‌یابد: M4 + > M0 2+ > M3 + > M0 2 2+ > M0 2+، یعنی. به ترتیب کاهش پتانسیل یونی توانایی آنیون ها برای تشکیل کمپلکس با یون های اکتینید برای آنیون های تک بار کاهش می یابد - فلوراید > نیترات > کلرید > پرکلرات. برای آنیون های دارای بار مضاعف کربنات> اگزالات> سولفات. تعداد زیادی یون پیچیده با مواد آلی تشکیل می شود.

هر دو PU (IV) و PU (VI) به خوبی از محلول های اسیدی با اتیل اتر ، TBP ، دییزوپروپیل کتون و غیره استخراج می شوند. حلال های آلی غیر قطبی استخراج مجتمع های PU (IV) با A-thenoyltrifluoroacetone (TTA) امکان تصفیه پلوتونیوم از بیشتر ناخالصی ها ، از جمله اکتینید و عناصر نادر زمین را فراهم می کند.

محلول‌های آبی یون‌های پلوتونیوم در حالت‌های مختلف دارای رنگ‌های زیر هستند: Pu(III)، به صورت Pcs + (آبی یا اسطوخودوس). Pu (IV)، به عنوان Pc4 * (زرد قهوه ای)؛ Pu(VI)، به صورت Pu0 2 2+ (صورتی-نارنجی). Pu(V)، مانند Pu0 2+، در ابتدا صورتی است، اما به دلیل ناپایدار بودن در محلول، این یون به Pu 4+ و Pu0 2 2+ نامتناسب می شود. سپس Pu 4+ اکسید می شود و از Pu0 2 + به Pu0 2 2+ منتقل می شود و به Pu 3+ کاهش می یابد. بنابراین، محلول آبی پلوتونیوم در طول زمان به مخلوطی از Pcs + و Pu0 2 2+ تبدیل می شود. Pu(VII)، به صورت Pu0 5 2 - (آبی تیره).

برای تشخیص پلوتونیوم از روش رادیومتری مبتنی بر اندازه گیری تابش a پلوتونیوم و انرژی آن استفاده می شود. این روش با حساسیت نسبتاً بالایی مشخص می شود: اجازه می دهد كشف كردن 0.0001 میکروگرم 2 39Pi. اگر ساطع کننده های α دیگری در نمونه تجزیه و تحلیل شده وجود داشته باشد، شناسایی پلوتونیوم را می توان با اندازه گیری انرژی ذرات α با استفاده از طیف سنج های α انجام داد.

تعدادی از روش های شیمیایی و فیزیکوشیمیایی برای تعیین کیفی پلوتونیوم از تفاوت در خواص شکل های ظرفیتی پلوتونیوم استفاده می کنند. یون Pu(III) در محلول های آبی نسبتاً غلیظ را می توان با رنگ آبی روشن آن تشخیص داد که به شدت با رنگ زرد قهوه ای محلول های آبی حاوی یون های Pu (IV) متفاوت است.

طیف جذب نور محلول های نمک های پلوتونیوم در حالت های مختلف اکسیداسیون دارای نوارهای جذبی خاص و باریکی است که امکان شناسایی اشکال ظرفیت و تشخیص یکی از آنها را در حضور سایرین ممکن می سازد. مشخصه ترین حداکثر جذب نور PU (III) در منطقه 600 و 900 میلی متر ، PU (IV) - 480 و 66 میلی متر ، PU (V) - 569 میلی متر و PU (VI) 830+835 میلی متر است.

اگرچه پلوتونیوم از نظر شیمیایی سمی است، اما مانند هر فلز سنگین دیگری، این اثر در مقایسه با سمیت رادیویی آن ضعیف است. خواص سمی پلوتونیوم به عنوان یک نتیجه از رادیواکتیویته ظاهر می شود.

برای 2 s 8 Pu, 2 39Pu, 24op U) 242p u> 244Pu گروه خطر تشعشع A, MZA=z,7-uz Bq; برای 2 4>Pu و 2 گروه خطر تابش 43Pu B، MZA = 3.7-104 Bq. اگر سمیت رادیولوژیکی 2 3 باشد و به عنوان وحدت در نظر گرفته شود ، همان شاخص برای پلوتونیوم و برخی از عناصر دیگر این سری را تشکیل می دهد: 235U 1.6 - 2 39PU 5.0 - 2 4 1 As 3.2 - 9"Sr 4.8 - ^Ra 3.0. مشاهده می شود که پلوتونیوم در بین رادیونوکلئیدها خطرناک ترین نیست.

بیایید به طور خلاصه نگاه کنیم تولید صنعتیپلوتونیوم

ایزوتوپ های پلوتونیوم در راکتورهای قدرتمند اورانیوم با استفاده از نوترون های آهسته با استفاده از واکنش (p, y) و در راکتورهای پرورش دهنده با استفاده از نوترون های سریع تولید می شوند. ایزوتوپ های پلوتونیوم نیز در راکتورهای قدرت تولید می شوند. تا پایان قرن بیستم، جهان در مجموع 1300 تن پلوتونیوم تولید کرده بود که حدود 300 تن آن برای استفاده تسلیحاتی و بقیه محصول جانبی نیروگاه های هسته ای (پلوتونیوم راکتور) بود.

آنچه پلوتونیوم با درجه تسلیحاتی را از پلوتونیوم درجه رآکتور متمایز می کند، درجه غنی سازی نیست و ترکیب شیمیایی، چه مقدار ترکیب ایزوتوپی، که به روشی پیچیده هم به زمان تابش اورانیوم با نوترون و هم به زمان نگهداری پس از تابش بستگی دارد. محتوای ایزوتوپ های 24°Pu و 24'Pu از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با اينكه بمب اتمیمی توان در هر محتوایی از این ایزوتوپ ها در پلوتونیوم ایجاد کرد، اما وجود 2 4 «p u در 239r کیفیت سلاح را تعیین می کند، زیرا پس زمینه نوترونی و پدیده هایی مانند رشد جرم بحرانی و خروجی حرارتی به آن بستگی دارد. پس زمینه نوترونی با محدود کردن جرم کل پلوتونیوم و نیاز به دستیابی به سرعت انفجار بالا، بر دستگاه انفجاری تأثیر می گذارد. بنابراین، بمب های طرح های قدیمی به محتوای کم 2 4or و نیاز داشتند. اما پروژه های طراحی "بالا" از پلوتونیوم با هر خلوصی استفاده می کنند. بنابراین، اصطلاح "پلوتونیوم با درجه سلاح" معنای نظامی ندارد. این یک پارامتر اقتصادی است: طراحی بمب "بالا" به طور قابل توجهی گران تر از "کم" است.

با افزایش سهم 24op U)، هزینه پلوتونیوم کاهش می یابد و جرم بحرانی افزایش می یابد. محتوای 7% 24 درجه پلوتونیم هزینه کلی پلوتونیوم را به حداقل می رساند. میانگین ترکیب پلوتونیوم با درجه سلاح: 93.4% 239 Ri, 6.o%

24 درجه PU و 0.6٪ 241 Pu. قدرت حرارتی چنین پلوتونیوم 2.2 وات بر کیلوگرم است، سطح شکافت خود به خودی 27100 شکافت در ثانیه است. این سطح اجازه می دهد تا 4 کیلوگرم پلوتونیوم در یک سلاح با احتمال بسیار کم پیش از انفجار در یک سیستم انفجار خوب استفاده شود. پس از 20 سال، بیشتر 24 سال، Pu به ^'At تبدیل می شود که به طور قابل توجهی انتشار گرما را افزایش می دهد - تا 2.8 W/kg. از آنجایی که 241 Pu بسیار شکافت پذیر است، اما 241 At نیست، این منجر به کاهش حاشیه واکنش پلوتونیوم می شود. تشعشعات نوترونی از 5 کیلوگرم پلوتونیوم با درجه تسلیحات 300000 نوترون در ثانیه سطح تابش 0.003 راد در ساعت در فاصله 1 متری ایجاد می کند. پس زمینه توسط بازتابنده و مواد منفجره اطراف آن 10 برابر کاهش می یابد. با این حال، تماس طولانی مدت پرسنل تعمیر و نگهداری با یک وسیله انفجاری هسته ای در طول تعمیر و نگهداری آن می تواند منجر به دوز تشعشعی برابر با حد مجاز سالانه شود.

به دلیل تفاوت اندک در جرم های 2 - "* 9 Pu و 24 درجه Puu، این ایزوتوپ ها از هم جدا نمی شوند. روش های صنعتیغنی سازی اگرچه می توان آنها را با استفاده از جداکننده الکترومغناطیسی جدا کرد. با این حال، به دست آوردن 2 zeRi خالص تر با کاهش زمان صرف شده در راکتور *z*i آسان تر است. هیچ دلیلی برای کاهش محتوای 24 درجه PI به کمتر از 6 ٪ وجود ندارد ، زیرا این غلظت در ایجاد محرک های مؤثر برای هزینه های حرارتی هسته ای تداخل ندارد.

علاوه بر پلوتونیوم با درجه سلاح، پلوتونیوم درجه رآکتور نیز وجود دارد. پلوتونیوم حاصل از سوخت هسته ای مصرف شده از ایزوتوپ های زیادی تشکیل شده است. ترکیب به نوع راکتور و حالت کار بستگی دارد. مقادیر معمولی برای یک راکتور آب سبک: 2 × 8 Pu - 2٪، 239Pu - 61٪، 24 ° Pll - 24٪، 24iPu - 10٪، 242 Pll - 3٪. ساختن بمبی از چنین پلوتونیوم (تقریباً غیرممکن برای تروریست ها) دشوار است ، اما در کشورهایی که دارای فناوری توسعه یافته هستند ، می توان از راکتور پلوتونیوم برای تولید هزینه های هسته ای استفاده کرد.

جدول 4. مشخصات انواع پلوتونیوم.

ترکیب ایزوتوپی پلوتونیوم انباشته شده در راکتور به درجه سوختن سوخت بستگی دارد. از پنج ایزوتوپ اصلی تشکیل شده، دو ایزوتوپ فرد هستند ز- 2 39Pi و 24,Pi قابل شکافت هستند، یعنی. قادر به شکافت تحت تأثیر نوترون های حرارتی است و می تواند به عنوان سوخت رآکتور استفاده شود. در مورد استفاده از پلوتونیوم به عنوان سوخت راکتور، مقدار 239 Ri و 241 Ri انباشته شده مهم است. اگر پلوتونیوم بازیابی شده از سوخت مصرف شده مجدداً در راکتورهای نوترونی سریع استفاده شود، ترکیب ایزوتوپی آن به تدریج برای استفاده از تسلیحات مناسب نمی شود. پس از چندین چرخه سوخت، تجمع 2×8 Pu، #2 4 اینچ Pu و ^ 2 Pu باعث می شود برای این منظور نامناسب باشد. اختلاط در چنین موادی روشی مناسب برای "دناتوره کردن" پلوتونیوم است و تضمین می کند که مواد شکافت پذیر تکثیر نمی شوند.

هر دو پلوتونیوم درجه سلاح و درجه رآکتور حاوی مقداری ^Pu هستند. ^'Pu با گسیل یک ذره p به 24'Am تجزیه می شود. از آنجایی که دختر 241 At نیمه عمر بسیار بیشتری (432 لیتر) نسبت به مادر 241 Pu (14.4 لیتر) دارد، مقدار آن در شارژ (یا در ضایعات NFC) با کاهش ^'Pu افزایش می یابد. y-تابش تولید شده در در نتیجه فروپاشی 241 am، بسیار قوی تر از 241 Pu، بنابراین، با گذشت زمان نیز افزایش می یابد. در محتوای 24 As. پلوتونیوم را نمی توان برای مدت طولانی ذخیره کرد - پس از استفاده، باید از آن استفاده شود، در غیر این صورت باید دوباره تحت بازیافت زمان بر و پرهزینه قرار گیرد.

جدول 5. برخی از ویژگی های پلوتونیوم درجه سلاح و درجه رآکتور

مهم ترین ایزوتوپ 2 39Pu در راکتورهای هسته ای در طی تابش طولانی مدت نوترونی اورانیوم طبیعی یا غنی شده تولید می شود:

متأسفانه، واکنش‌های هسته‌ای دیگری نیز در حال انجام است که منجر به پیدایش ایزوتوپ‌های دیگر پلوتونیوم می‌شود: 2 - 38 Pu، a4or u، 24 Phi و 242 Pu، که جداسازی آنها از 239Rc، اگرچه قابل حل است، اما کار بسیار دشواری است. :

هنگامی که اورانیوم توسط نوترون های راکتور تابش می شود، ایزوتوپ های سبک و سنگین پلوتونیوم تشکیل می شوند. اجازه دهید ابتدا تشکیل ایزوتوپ های پلوتونیوم با جرم کمتر از 239 را در نظر بگیریم.

بخش کوچکی از نوترون های گسیل شده در طول شکافت انرژی کافی برای تحریک واکنش دارند. 237 U یک ساطع کننده p است و با T'، / 2 = 6.8 روز به 2 37Np با عمر طولانی تبدیل می شود. این ایزوتوپ در یک راکتور گرافیتی روی اورانیوم طبیعی به مقدار 0.1 درصد از مقدار کل 239Pu به طور همزمان تشکیل می شود. گرفتن نوترون های آهسته توسط 2 3?Np منجر به تشکیل 2 3 8 Np می شود. سطح مقطع این واکنش 170 انبار است. زنجیره واکنش ها به این صورت است:

از آنجایی که دو نوترون در اینجا دخیل هستند، بازده متناسب با مجذور دوز تابش است و نسبت مقادیر 238 Pu به 2 39Pu متناسب با نسبت 239Pu به 238 U است. تاخیر در تشکیل 23?Np مرتبط با دوره نیمه عمر 6.8 روزه ^U. منبع کمتر مهم تشکیل 238 Pu در 2 39Pu، فروپاشی St 242 است که در راکتورهای اورانیوم تشکیل شده است. همچنین توسط واکنش های زیر تشکیل می شود:

از آنجایی که این یک واکنش نوترونی مرتبه سوم است، نسبت مقدار 2 3 8 Pu به این ترتیب به 2 39 Pu متناسب با مربع نسبت * 3 8 Pu به 2 3 8 U است. با این حال، این زنجیره هنگام کار با اورانیوم غنی شده در ^u، واکنش ها نسبتاً مهم تر می شود.

غلظت 2×8 Pu در نمونه حاوی 5.6% 24 °Pu 0.0115% است. این مقدار سهم نسبتاً قابل توجهی در کل a-activity داروها دارد، زیرا ^Pu Ti/2= 86.4 لیتر

حضور 26 Pu در پلوتونیوم تولید شده در راکتور با تعدادی از واکنش ها مرتبط است:

بازده 2 3 6 Pu در طول تابش اورانیوم ~ω-9-io" 8٪ است.

از نقطه نظر تجمع پلوتونیوم در اورانیوم، دگرگونی های اصلی با تشکیل ایزوتوپ 2 39Pu مرتبط است. اما سایر واکنش‌های جانبی نیز مهم هستند، زیرا بازده و خلوص محصول مورد نظر را تعیین می‌کنند. محتوای نسبی ایزوتوپ های سنگین 240 Pu، ^Pi، 242 Pu، و همچنین 23Pu، 2 37Np و ^"خاکستر به دوز تابش نوترونی اورانیوم (زمان اقامت اورانیوم در راکتور) بستگی دارد. برای جذب نوترون توسط پلوتونیوم، ایزوتوپ‌های پلوتونیوم به اندازه‌ای بزرگ هستند که حتی در غلظت‌های پایین 239Pu در اورانیوم، واکنش‌های متوالی (n، y) ایجاد کنند.

جدول 6. ترکیب ایزوتوپی پلوتونیوم جدا شده از تابش آن تخت های اورانیوم طبیعی _

241 Pu تشکیل شده در طول تابش اورانیوم با نوترون به 241 As تبدیل می شود که در طی پردازش شیمیایی-فناوری بلوک های اورانیوم تخلیه می شود (اما 241 At به تدریج دوباره در پلوتونیوم خالص تجمع می یابد). به عنوان مثال، فعالیت a پلوتونیوم فلزی، حاوی 7.5% 24 °Pu، پس از یک سال 2% افزایش می یابد (به دلیل تشکیل 24، At). to - poo barn، که هنگام استفاده از پلوتونیوم به عنوان سوخت راکتور مهم است.

اگر اورانیوم یا پلوتونیوم تحت تابش قوی نوترون قرار گیرد، سنتز اکتینیدهای جزئی آغاز می شود:

که از 2 4*Pu تشکیل شده است، 2 4*Am به نوبه خود با نوترون ها واکنش می دهد و 2 3 8 Pu و 2 4 2 Pu را تشکیل می دهد:

این فرآیند امکان به دست آوردن آماده سازی پلوتونیوم با تابش y نسبتا کم را باز می کند.

برنج. 6. تغییر در نسبت ایزوتوپ های پلوتونیوم در طول تابش طولانی مدت 2 39Pu با شار نوترونی 3*10*4 n/cm2 s.

بنابراین، ایزوتوپ های با عمر طولانی پلوتونیوم - ^Pu و 2 44Pu در طول تابش طولانی مدت (حدود صد روز یا بیشتر) با 2 نوترون 39Pu تشکیل می شوند. در این حالت، بازده 2 4 2 Pu به چند ده درصد می رسد، در حالی که مقدار 2 44 Pu تشکیل شده کسری از درصد ^Pu است. در همان زمان، Am، Cm و سایر ترانس پلوتونیوم و همچنین عناصر تکه تکه شدن به دست می آیند.

در تولید پلوتونیوم، اورانیوم (به شکل فلز) در یک راکتور صنعتی (حرارتی یا سریع) تابش می‌شود که از مزایای آن می‌توان به چگالی نوترون بالا، دمای پایین و امکان تابش برای زمانی بسیار کوتاه‌تر از کمپین راکتور

مشکل اصلی که در طول تولید پلوتونیوم با درجه سلاح در یک راکتور به وجود آمد، انتخاب زمان بهینه برای تابش اورانیوم بود. واقعیت این است که ایزوتوپ 238، که بخش عمده ای از اورانیوم طبیعی را تشکیل می دهد، نوترون ها را جذب می کند و 239Pu را تشکیل می دهد، در حالی که 2333 از واکنش زنجیره ای شکافت پشتیبانی می کند. از آنجایی که تشکیل ایزوتوپ های سنگین پلوتونیوم نیاز به جذب نوترون اضافی دارد، مقدار این ایزوتوپ ها در اورانیوم کندتر از مقدار 239Pu رشد می کند. اورانیوم تابیده شده در یک راکتور مدت کوتاهی، حاوی مقدار کمی 2 39Pu است، اما خالص تر از مواجهه طولانی است، زیرا ایزوتوپ های سنگین مضر زمان تجمع را نداشتند. با این حال، 2 39Рц خود در معرض شکافت است و با افزایش غلظت آن در راکتور، سرعت تغییر شکل آن افزایش می یابد. بنابراین، اورانیوم باید چندین هفته پس از شروع تابش از راکتور خارج شود.

برنج. 7- تجمع ایزوتوپ های پلوتونیوم در راکتور: l - ^Pu; 2 - 240 Pu (در زمان های کوتاه، پلوتونیوم با درجه سلاح و در زمان های طولانی پلوتونیوم درجه رآکتور تشکیل می شود، یعنی نامناسب برای استفاده از سلاح).

میزان تابش کلی یک پیل سوختی بر حسب مگاوات روز در تن بیان می شود. پلوتونیوم درجه سلاح از عناصری با مقدار کمی MW-day/t تولید می شود و ایزوتوپ های فرعی کمتری تولید می کند. سلول های سوختی در راکتورهای آب تحت فشار مدرن به سطح 33000 مگاوات در روز در تن می رسد. نوردهی معمولی در یک راکتور پرورش دهنده 100 مگاوات در روز در تن است. در طول پروژه منهتن، سوخت اورانیوم طبیعی تنها 100 مگاوات در تن در روز دریافت کرد، بنابراین 239 Ri (مجموع) با کیفیت بسیار بالا تولید کرد. 1 % 2 4 درجه Pll).