Kimyasal bir element olarak dünyada çok nadir bulunur, bu nedenle yapay kökeniyle tanınır. En yaygın kullanım alanları nükleer yakıt üretimi veya nükleer silah şirketleridir. Aktinit metalleri kategorisine aittir ve tüm izotopları radyoaktiftir. Plütonyum hakkında özellikleri, kökeni ve özellikleri gibi daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz.
Plütonyum nedir?
Transuranik bir kimyasal elementtir, yani uranyumun ötesine geçer. Rengi gümüş grisidir ancak havaya maruz kaldığında koyulaşır ve oksitlendiğinde yeşil plütonyum olarak da bilinen opak sarı bir tabaka oluşturur. Normalde 6 allotropik durumu ve 4 oksidasyon durumu vardır. Ayrıca nitrojen, karbon, silikon ve halojenlerle reaksiyona girebilir.
Plütonyum sembolü
Pu Atom numarası 94, atom kütlesi 244’tür. 16 kararlı atom çeşidi yani reaktif izotopları vardır. Plütonyum-239, bölünebilir özelliklerinden dolayı kimyasal açıdan daha fazla ilgi görüyor ancak aynı zamanda daha yüksek izotoplar oluşturmak için nötronları da yakalayabilir.
Plütonyumun özellikleri
Plütonyum perklorik asit ve hidriyodik asitte kolaylıkla çözünür. Alfa bozunması sırasında açığa çıkardığı enerji nedeniyle çok fazla ısı yayma kapasitesine sahiptir. Oda sıcaklığında dökme demire benzer sert ve kırılgan bir elementtir. Plütonyumun diğer özellikleri şunlardır:
- İletkenlik: Isı ve elektriği iyi iletmez.
- Çözünürlük: asitlerde çözünür ve kral suyuyla reaksiyona girer.
- Direnç: Oda sıcaklığında yüksek ve düşük sıcaklıklarda daha da yüksektir.
- Allotropi: Benzer enerji seviyelerine sahip 6 allotropa sahiptir.
- Parlaklık: Güçlü bir şekilde parlar.
- Yapısı: Monoklinik.
Plütonyumun kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası : 94
- Dönem: 7
- Blok: f
- Kovalent yarıçap: 187+-1
- Atom yarıçapı: 159
- Ortalama yarıçap: 135
- Yoğunluk: 19816 kg/m³
- Erime noktası: 912.5K
- Özgül ısı: 35,5 J
- Elastik modül: 96 GPa
- Kaynama noktası: 3505K
- Elektronegatiflik: 1,28
- Ses hızı: 293,15 K’de 2,260 m/s
- Buhar basıncı: 2926 K’de 10,00 Pa
- Elektronik konfigürasyon: [Rn] 5f 6 7s 2
- Buharlaşma entalpisi: 333,5 kJ/mol
- Füzyon entalpisi: 2,82 Kj/mol
- Isı iletkenliği: 6,74 W
- Kayma modülü: 43 GPa
Plütonyumun kökeni
1934 yılında İtalyan fizikçi Enrico Fermi ve Roma Üniversitesi’nden birkaç bilim adamı, Hesperium adını verdikleri 94 numaralı elementi keşfettiklerini duyurdular. Kripton, baryum ve diğer elementlerin bir karışımından yapılmıştı ancak nükleer fisyon keşfedilmeden deneyler sonuçsuz kaldı.
Daha sonra 14 Aralık 1940’ta Plütonyum 238 ilk kez izole edildi ve ertesi yıl Edwin McMillan, AC Wahl, Glenn T Seaborg ve JW Kennedy sayesinde kimyasal olarak tanındı. Bu bilim adamları, çekirdeğinde bir proton ve bir nötron bulunan hidrojenin izotopu olan Cycloton adlı parçacık hızlandırıcıda Uranyum elementini Döteryum ile bombaladılar.
Bombardımanın sonucu olarak, iki günlük kısa bir ömrü olan beta emisyonu ile bozunan Neptunium 238 elementi oluştu. Daha sonra Edwin McMillan, 94. elemente Plüton adının verilmesini önerdi çünkü bu element onu takip eden gezegendi. Glenn Seaborg daha sonra onun Plutio olarak adlandırılmasını önerdi, daha sonra ona Plütonyum adını verdi.
Plütonyum ne için kullanılır?
En önemli kullanımları büyük ölçüde iki özelliğine bağlıdır; bunlar, bu elementin büyük miktarda ısı yaymasına neden olan termal enerjidir. İkinci husus, uzay araçlarındaki ve sondalardaki elektrik gücüdür. İşte bu unsurun bazı uygulamaları:
Endüstri
Bu periyodik tablo elemanının ısı üretme yeteneği, onu termoelektrik jeneratör uygulamalarında kullanım için ideal kılar. Bu transformatörler ısıyı elektriğe dönüştürme özelliğine sahiptir. Ayrıca atom bombası ve nükleer santral yapımında da yakıt olarak kullanılıyor. Bunun için kullanılan izotop, nükleer fisyona uğrayan Plütonyum 239’dur.
İlaç
Ürettiği enerji, plütonyumun kalp rahatsızlığı olan kişilerin ihtiyaç duyduğu yapay kalp pillerinin yapımında kullanılmasına olanak tanıyor. Bu amaçla en çok kullanılan izotop plütonyum-238’dir çünkü insan sağlığına zararlı olmayan bir tür radyasyon yayar.
Sonuç olarak plütonyum, aktinitlere ait, gümüş renkli, farklı kristal yapılara sahip kimyasal bir elementtir. Ayrıca nükleer silah ve nükleer yakıt yapımında da kullanılıyor. Sentetik olarak üretilir ve doğada nadir bulunur. Ayrıca zehirli ve radyoaktiftir; Yutulması veya solunması halinde hastalığa veya ölüme neden olabilir.