- 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, T1/2 = 8,2 x 107 лет, <ат. масса 244,0642). Наибольшее применение имеет 239 Рu (
-распади спонтанное деление, T1/2 = 2,41 x 104 лет, <ат. масса 239,0522), практически важны также 238 Рu (T1/2= 87,7 лет), 240 Рu (T1/2 = 6,56 x 103 лет), 241 Рu (T1/2 = 14,34 лет) и 242 Рu(T1/2=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
-Pucp=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.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.