“钚”的版本间的差异

2014年6月1日 (日) 10:48的版本

钚 bù

　　人工放射性元素，元素符号Pu，原子序数94，属锕系元素。半衰期最长的同位素是244³Pu。仿照铀、镎的命名，以冥王星(Pluto)命名钚（英文：plutonium）。

　　1940年末，G.T.西博格、E.M.麦克米伦、J.W.肯尼迪和A.C.沃尔在美国用60英寸回旋加速器加速的16兆电子伏氘核轰击铀时发现了238³Pu。第二年，肯尼迪、西博格、E.G.塞格雷和沃尔又发现了钚的最重要的同位素239³Pu。

　　性质　钚为银白色金属，熔点640℃，沸点3,228℃。在空气中的氧化速率与湿度有关：在干燥的空气中由于氧化膜的保护作用，氧化十分缓慢；但在水汽存在下，由于它能破坏氧化膜，使氧化趋于严重。金属钚在空气中有自燃的危险。

　　金属钚易溶于盐酸、氢溴酸、氢碘酸、氨基磺酸、磷酸、较浓的过氯酸和浓的三氯乙酸。由于钝化作用，金属钚不溶于硝酸和浓硫酸。

　　钚原子的电子组态为(Rn)5f⁶6d⁰7s²，在水溶液中有＋3～＋7五种氧化态，存在的形式为Pu^3＋、Pu^4＋、PuO2^＋、PuO2^2＋、PuO5^3-，其中以四价态最稳定。七价态只在碱溶液中存在，五价态在pH 2～6间稳定。

　　制取　钚最重要的同位素239Pu的大规模生产是通过核反应堆中的核反应来实现的。在反应堆中238U按下式生成239Pu：

　　239Pu留于核反应堆中则可以进一步吸收中子，形成更重的钚同位素（如240Pu、241Pu、242Pu等）。这样形成的钚是多种钚同位素的混合物，而且在反应堆中停留时间越长，则重同位素的含量越高。

　　从核反应堆辐照铀燃料中分离钚是核燃料后处理的任务之一。历史上第一次工厂规模分离钚所用的化学过程为磷酸铋沉淀流程，但现在世界上已普遍采用以磷酸三丁酯为萃取剂的普雷克斯流程。

　　钚的另一个较重要的同位素238Pu的生产是通过在核反应堆中辐照237Np实现的。

　　应用　239Pu是易核裂变核素，像235U一样能用作核燃料，也用于制造核武器。更有意义的是钚用作快中子增殖反应堆的燃料，在这种核反应堆中钚由于裂变反应（产生核能）而被消耗，但是与钚同时被放置于核反应堆中的238U吸收中子而形成了新的钚，而且新形成的钚比消耗掉的钚还要多（增殖）。这样，人们可以充分地将天然铀中的238U（占天然铀的99.274,5％）转变为钚而加以利用。

　　钚的另一个较重要的同位素是238Pu，它可用于制作核电池，用作宇宙飞船、人造卫星、航标灯、极地气象站等的能源。

　　毒性　钚属于极毒性元素，239Pu在人体中的最大容许积存量为0.6微克（1.48×102贝可），在放射性工作场所空气中的最大容许浓度为7.4×10-5贝可/升，在露天水源中的限制浓度为37贝可/升。

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