كعنصر كيميائي فهو نادر جدًا على الأرض، ولهذا السبب فهو معروف بأصله الاصطناعي. الاستخدامات الأكثر شيوعًا هي في تصنيع الوقود النووي أو شركات الأسلحة النووية. وهو ينتمي إلى فئة معادن الأكتينيدات وجميع نظائره مشعة. لديك المزيد من المعلومات حول البلوتونيوم مثل الخصائص والأصل والخصائص هنا.
ما هو البلوتونيوم؟
وهو عنصر كيميائي ما بعد اليورانيوم، وهذا يعني أنه يتجاوز اليورانيوم. لونه رمادي فضي، لكن عند تعرضه للهواء يكون داكنا وعند أكسدته يشكل طبقة صفراء معتمة، تعرف أيضا بالبلوتونيوم الأخضر. عادة، لديه 6 حالات تآصلية و4 حالات أكسدة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يتفاعل مع النيتروجين والكربون والسيليكون والهالوجينات.
رمز البلوتونيوم
Pu عدده الذري 94 وكتلته الذرية 244. وله 16 متغيرًا ذريًا مستقرًا، أي النظائر المتفاعلة. يتمتع البلوتونيوم 239 بأهمية كيميائية أكبر بسبب خصائصه الانشطارية، ولكنه يمكنه أيضًا التقاط النيوترونات لإنشاء نظائر أعلى.
خصائص البلوتونيوم
يذوب البلوتونيوم بسهولة في حمض البيركلوريك وحمض الهيدروديك. بسبب الطاقة التي تطلقها خلال اضمحلال ألفا، فهي قادرة على انبعاث الكثير من الحرارة. في درجة حرارة الغرفة، فهو عنصر صلب وهش يشبه الحديد الزهر. الخصائص الأخرى للبلوتونيوم هي:
- الموصلية: وهي ليست موصلة جيدة للحرارة والكهرباء.
- الذوبان: يذوب في الأحماض ويتفاعل مع الماء الملكي.
- المقاومة: عالية في درجة حرارة الغرفة وأعلى في درجات الحرارة المنخفضة.
- التآصل: يحتوي على 6 تآصلات ذات مستويات طاقة متشابهة.
- السطوع: يضيء بقوة.
- الهيكل: أحادي الميل.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للبلوتونيوم
- العدد الذري : 94
- الفترة: 7
- كتلة: و
- نصف القطر التساهمي: 187+-1
- نصف القطر الذري: 159
- متوسط نصف القطر: 135
- الكثافة: 19816 كجم/م3
- نقطة الانصهار: 912.5 ك
- الحرارة النوعية: 35.5 ج
- معامل المرونة: 96 جيجا باسكال
- نقطة الغليان: 3505 ك
- السالبية الكهربية: 1.28
- سرعة الصوت: 2.260 م/ث عند 293.15 ك
- ضغط البخار: 10.00 باسكال عند 2926 كلفن
- التكوين الإلكتروني: [Rn] 5f 6 7s 2
- المحتوى الحراري للتبخر: 333.5 كيلوجول/مول
- المحتوى الحراري للانصهار: 2.82 كيلوجول/مول
- الموصلية الحرارية: 6.74 واط
- معامل القص: 43 جيجا باسكال
أصل البلوتونيوم
وفي عام 1934، أعلن الفيزيائي الإيطالي إنريكو فيرمي وعدد من العلماء من جامعة روما أنهم اكتشفوا العنصر 94، والذي أطلقوا عليه اسم هيسبيريوم. وكان مصنوعًا من خليط من الكريبتون والباريوم وعناصر أخرى، ولكن دون اكتشاف الانشطار النووي، لم تكن التجارب حاسمة.
لاحقًا، في 14 ديسمبر 1940، تم عزل البلوتونيوم 238 لأول مرة، وفي العام التالي تم التعرف عليه كيميائيًا بفضل إدوين ماكميلان، وإيه سي وال، وجلين تي سيبورج، وجي دبليو كينيدي. قام هؤلاء العلماء بقصف عنصر اليورانيوم بالديوتيريوم في معجل جسيمات يسمى سيكلوتون، وهو نظير للهيدروجين يحتوي في نواته على بروتون واحد ونيوترون واحد.
وأنتج نتيجة القصف عنصر النبتونيوم 238، الذي يضمحل بانبعاث بيتا بعمر قصير يبلغ يومين. ثم اقترح إدوين ماكميلان تسمية العنصر 94 باسم بلوتو، لأنه الكوكب الذي يتبعه. اقترح جلين سيبورج لاحقًا تسميته بلوتيو، ثم أطلق عليه اسم بلوتونيوم.
ما هو البلوتونيوم المستخدمة ل؟
وتعتمد أهم استخداماته إلى حد كبير على اثنتين من خواصه، وهما الطاقة الحرارية التي تتسبب في انبعاث كمية كبيرة من الحرارة من هذا العنصر. الجانب الثاني هو الطاقة الكهربائية في المركبات الفضائية والمسابير. وفيما يلي بعض تطبيقات هذا العنصر:
صناعة
إن قدرة عنصر الجدول الدوري هذا على توليد الحرارة تجعله مثاليًا للاستخدام في تطبيقات المولدات الحرارية. هذه المحولات لديها القدرة على تحويل الحرارة إلى كهرباء. كما يستخدم كوقود في صناعة القنابل الذرية ومحطات الطاقة النووية. والنظير المستخدم في ذلك هو البلوتونيوم 239 الذي يخضع للانشطار النووي.
الدواء
وتسمح الطاقة التي يولدها باستخدام البلوتونيوم في صنع أجهزة تنظيم ضربات القلب الاصطناعية، التي يحتاجها الأشخاص الذين يعانون من أمراض القلب. والنظائر الأكثر استخداما لهذا الغرض هو البلوتونيوم 238، لأنه ينبعث منه نوع من الإشعاع لا يشكل خطرا على صحة الإنسان.
في الختام، البلوتونيوم هو عنصر كيميائي ينتمي إلى الأكتينيدات، وهو فضي اللون، وله هياكل بلورية مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه لصنع الأسلحة النووية والوقود النووي. يتم تصنيعه صناعيا وهو نادر في الطبيعة. بالإضافة إلى ذلك، فهي سامة ومشعة. إذا تم تناوله أو استنشاقه، فإنه يمكن أن يسبب المرض أو الوفاة.