Plutonium

Als chemisches Element kommt es auf der Erde sehr selten vor, weshalb es vor allem für seinen künstlichen Ursprung bekannt ist. Die häufigsten Einsatzgebiete sind die Herstellung von Kernbrennstoffen oder Kernwaffenunternehmen. Es gehört zur Kategorie der Aktinidmetalle und alle seine Isotope sind radioaktiv. Weitere Informationen zu Plutonium wie Eigenschaften, Herkunft und Eigenschaften finden Sie hier.

Was ist Plutonium?

Es ist ein transuranisches chemisches Element, das heißt, es geht über Uran hinaus. Seine Farbe ist silbergrau, aber wenn es der Luft ausgesetzt wird, ist es dunkel und wenn es oxidiert wird, bildet es eine undurchsichtige gelbe Schicht, die auch als grünes Plutonium bekannt ist. Normalerweise hat es 6 allotrope Zustände und 4 Oxidationsstufen. Darüber hinaus kann es mit Stickstoff, Kohlenstoff, Silizium und Halogenen reagieren.

Plutonium-Symbol

Pu hat die Ordnungszahl 94 und die Atommasse 244. Es gibt 16 stabile Atomvarianten, also reaktive Isotope. Plutonium-239 ist aufgrund seiner spaltbaren Eigenschaften chemisch von größerem Interesse, kann aber auch Neutronen einfangen und so höhere Isotope erzeugen.

Eigenschaften von Plutonium

Plutonium löst sich leicht in Perchlorsäure und Jodwasserstoffsäure. Aufgrund der Energie, die es beim Alpha-Zerfall freisetzt, ist es in der Lage, viel Wärme abzugeben. Bei Raumtemperatur ist es ein hartes, sprödes Element, ähnlich wie Gusseisen. Die anderen Eigenschaften von Plutonium sind:

• Leitfähigkeit: Es ist kein guter Wärme- und Stromleiter.
• Löslichkeit: Löst sich in Säuren und reagiert mit Königswasser.
• Spezifischer Widerstand: Hoch bei Raumtemperatur und noch höher bei niedrigen Temperaturen.
• Allotropie: Es gibt 6 Allotrope mit ähnlichen Energieniveaus.
• Helligkeit: Strahlt kraftvoll.
• Struktur: Monoklin.

Chemische und physikalische Eigenschaften von Plutonium

1. Ordnungszahl : 94
2. Zeitraum: 7
3. Block: f
4. Kovalenter Radius: 187+-1
5. Atomradius: 159
6. Durchschnittlicher Radius: 135
7. Dichte: 19816 kg/m³
8. Schmelzpunkt: 912,5 K
9. Spezifische Wärme: 35,5 J
10. Elastizitätsmodul: 96 GPa
11. Siedepunkt: 3505 K
12. Elektronegativität: 1,28
13. Schallgeschwindigkeit: 2.260 m/s bei 293,15 K
14. Dampfdruck: 10,00 Pa bei 2926 K
15. Elektronische Konfiguration: [Rn] 5f ⁶ 7s ²
16. Verdampfungsenthalpie: 333,5 kJ/mol
17. Schmelzenthalpie: 2,82 Kj/mol
18. Wärmeleitfähigkeit: 6,74 W
19. Schermodul: 43 GPa

Ursprung von Plutonium

Im Jahr 1934 gaben der italienische Physiker Enrico Fermi und mehrere Wissenschaftler der Universität Rom bekannt, dass sie das Element 94 entdeckt hatten, das sie Hesperium nannten. Es bestand aus einer Mischung aus Krypton, Barium und anderen Elementen, aber ohne die Entdeckung der Kernspaltung waren die Experimente nicht schlüssig.

Später, am 14. Dezember 1940, wurde Plutonium 238 zum ersten Mal isoliert und im folgenden Jahr dank Edwin McMillan, AC Wahl, Glenn T. Seaborg und JW Kennedy chemisch erkannt. Diese Wissenschaftler bombardierten das Element Uran mit Deuterium in einem Teilchenbeschleuniger namens Cycloton, einem Wasserstoffisotop, dessen Kern ein Proton und ein Neutron enthält.

Durch die Bombardierung entstand das Element Neptunium 238, das durch Betaemission mit einer kurzen Lebensdauer von zwei Tagen zerfällt. Dann schlug Edwin McMillan vor, dem Element 94 den Namen Pluto zu geben, weil es der Planet war, der ihm folgte. Glenn Seaborg schlug später vor, es Plutio zu nennen, und nannte es dann Plutonium.

Wofür wird Plutonium verwendet?

Seine wichtigsten Verwendungszwecke hängen weitgehend von zwei seiner Eigenschaften ab, nämlich der Wärmeenergie, die dieses Element dazu bringt, eine große Wärmemenge abzugeben. Der zweite Aspekt ist die elektrische Energie in Raumfahrzeugen und Sonden. Hier sind einige der Anwendungen dieses Elements:

Industrie

Die Fähigkeit dieses Elements des Periodensystems, Wärme zu erzeugen, macht es ideal für den Einsatz in thermoelektrischen Generatoranwendungen. Diese Transformatoren haben die Fähigkeit, Wärme in Strom umzuwandeln. Es wird auch als Brennstoff bei der Herstellung von Atombomben und Kernkraftwerken verwendet. Das hierfür verwendete Isotop ist Plutonium 239, das einer Kernspaltung unterliegt.

Medizin

Die erzeugte Energie ermöglicht die Verwendung von Plutonium zur Herstellung künstlicher Herzschrittmacher, die Menschen mit Herzerkrankungen benötigen. Das für diesen Zweck am häufigsten verwendete Isotop ist Plutonium-238, da es eine Strahlungsart aussendet, die für die menschliche Gesundheit ungefährlich ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Plutonium ein chemisches Element ist, das zu den Aktiniden gehört, eine silberne Farbe hat und unterschiedliche Kristallstrukturen aufweist. Darüber hinaus wird es zur Herstellung von Atomwaffen und Kernbrennstoff verwendet. Es wird synthetisch hergestellt und ist in der Natur selten. Darüber hinaus ist es giftig und radioaktiv; Bei Verschlucken oder Einatmen kann es zu Erkrankungen oder zum Tod kommen.