Plutonium
Nummer 94 Tecken Pu Grupp N/A Period 7 Block f
Sm ↑ Pu ↓ Uqh Neptunium ← Plutonium → Americium     [ Rn ] 5f 6 7s 2             94 Pu                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Tva pellets av plutonium cirka 3 cm i diameter. Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa	244,0642 u
Utseende	Silvrig vit metall
Fysikaliska egenskaper
Densitet	19 816 kg/m³ (273 K)
Aggregationstillstand	Fast
Smaltpunkt	912,5 K (639,5 °C )
Kokpunkt	3 503 K (3 230 °C)
Molvolym	12,29 × 10 -6 m³ / mol
Smaltvarme	2,84 kJ / mol
Angbildningsvarme	344 kJ / mol
Atomara egenskaper
Atomradie	151 pm
Jonisationspotential	Forsta: 584,7 kJ/mol ( Lista )
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration	[ Rn ] 5f 6 7s 2
e ? per skal	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstand	6, 5, 4 , 3 ( amfoterisk )
Elektronegativitet	1,28 ( Paulingskalan )
Diverse
Ljudhastighet	2 260 m/s
Elektrisk konduktivitet	0,666·10 6 A /( V × m )
Identifikation
Historia
Stabilaste isotoper
Huvudartikel: Plutoniumisotoper Nuklid NF t 1/2 ST SE (M eV ) SP 238 Pu {syn.} 87,7 ar α och SF 5,593 234 U 239 Pu {syn.} 24 100 ar α och SF 5,245 235 U 240 Pu {syn.} 6 564 ar α β och SF 5,256 0,005 236 U 240 Am 241 Pu {syn.} 14,4 ar α β och SF 5,14 0,021 237 U 241 Am 242 Pu {syn.} 376 300 ar α och SF 4,984 238 U 244 Pu {syn.} 80,8·10 6 ar α och SF 4,666 240 U
Sakerhetsinformation
Ovriga faror Radioaktiv
SI-enheter och STP anvands om inget annat anges.

Plutonium ( Pu ) ar ett radioaktivt grundamne som tillhor aktinoiderna och ar en silvervit metall .

Forekomst [ redigera | redigera wikitext ]

Ytterst sma mangder plutonium forekommer i naturen. Sma mangder ²³⁹ Pu bildas i uranfyndigheter nar ²³⁸ U fangar in neutroner utsanda vid spontan fission av andra ²³⁸ U. ²⁴⁴ Pu skapas i R-processen i supernovor och har den langsta halveringstiden av alla transuraner , tillrackligt lang for att en del atomer ska klara resan till solsystemet. ^{[ 1 ]}

Plutonium ar dock i huvudsak en transuran som framstalls i karnreaktorer genom neutronbestralning av ²³⁸ U.

Egenskaper [ redigera | redigera wikitext ]

Allmanna egenskaper [ redigera | redigera wikitext ]

Plutoniummetall ar i ren form silvervit, men oxiderar snabbt och blir da matt gra eller eventuellt gul eller olivgron. Till skillnad fran de flesta material sa okar plutonium sin densitet med cirka 2,5 procent nar det smalter. Plutoniums resistans vid rumstemperatur ar hog i jamforelse med andra metaller och dess resistans okar da temperaturen sjunker anda till 100 K , da resistansen snabbt sjunker fram till cirka 20 K, da den ater okar. En legering av plutonium, kobolt och gallium , PuCoGa ₅ , har visat sig vara supraledande under 18,5 K.

Allotropi [ redigera | redigera wikitext ]

Plutonium ar ett allotropiskt material. Normalt har plutonium sex allotropiska tillstand, men det kan bildas ytterligare en fas, ζ, vid hog temperatur och under ett begransat tryck . Plutoniums allotropiska egenskaper utnyttjas vid konstruktionen av nagra av de allra minsta typerna av taktiska karnvapen . Man har da en oval bestaende av, i huvudsak, plutonium 239 som befinner sig i δ fas. Genom en linjar implosion bildas en sfar , och samtidigt overgar det till α fas. Saledes okas densiteten fran 15,92 g/cm ³ till 19,86 g/cm ³ . Sammantaget leder det till att kedjereaktionen inleds och vapnet detonerar.

Plutoniums faser

Fas	Centrering	System	Densitet (g/cm 3 )
α	Enkelt	monoklint kristallsystem	19,86
β	Bascentrerat	monoklint kristallsystem	17,70
γ	Ytcentrerat	ortorombiskt kristallsystem	17,14
δ	Ytcentrerat	kubiskt kristallsystem	15,92
δ'	Bascentrerat	tetragonalt kristallsystem	16,00
ε	Ytcentrerat	kubiskt kristallsystem	16,51

Plutoniums α fas [ redigera | redigera wikitext ]

Plutoniums α fas ar ett enkelt monoklint kristallsystem vars densitet ar 19,86 g/cm ³ .

Plutoniums β fas [ redigera | redigera wikitext ]

Plutoniums β fas ar ett bascentrerat monoklint kristallsystem vars densitet ar 17,70 g/cm ³ .

Plutoniums γ fas [ redigera | redigera wikitext ]

Plutoniums γ fas ar ett ytcentrerat ortorombiskt kristallsystem vars densitet ar 17,14 g/cm ³ .

Plutoniums δ fas [ redigera | redigera wikitext ]

Plutoniums δ fas ar ett ytcentrerat kubiskt kristallsystem vars densitet ar 15,92 g/cm ³ .

Plutoniums δ' fas [ redigera | redigera wikitext ]

Plutoniums δ' fas ar ett bascentrerat tetragonalt kristallsystem vars densitet ar 16,00 g/cm ³ .

Plutoniums ε fas [ redigera | redigera wikitext ]

Plutoniums ε fas ar ett ytcentrerat kubiskt kristallsystem vars densitet ar 16,51 g/cm ³ .

Halsoaspekter [ redigera | redigera wikitext ]

Plutonium ar en tungmetall som dessutom ar radioaktiv. Liksom alla andra tungmetaller ar den giftig. Da den radioaktiva stralningen i huvudsak (utom for ²⁴¹ Pu) utgors av alfastralning, som inte tranger genom huden, ar plutoniet farligt i forsta hand om det hamnar i kroppen, till exempel som damm som kan inandas eller hamna i mat. Dod inom kort tid efter inandning av damm kraver ungefar samma dos av ²³⁹ Pu som av kadmium ( LD ₅₀ =1,3 mg/kg). Plutonium som samlas i lever, lungor och skelett antas kunna leda till cancer pa langre sikt, atminstone om intaget ar relativt stort. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Plutoniumisotoper [ redigera | redigera wikitext ]

Isotopsammansattning for olika kvaliteter av plutonium ^{[ 4 ]}

Kvalitet	Isotop
	238 Pu	239 Pu	240 Pu	241 Pu	242 Pu
Super-grade	?	0,98	0,02	?	?
Vapenplutonium	0,00012	0,938	0,058	0,0035	0,00022
Reactor-grade	0,013	0,603	0,243	0,091	0,050
MOX-grade	0,019	0,404	0,321	0,178	0,078
FBR blanket	?	0,96	0,04	?	?

Varmeutveckling och spontan fission ^{[ 4 ]}

Isotop	Neutroner fran spontan fission 1/(g·s)	Varmeutveckling fran sonderfall watt/kg
238 Pu	2,6×10 3	560
239 Pu	22×10 ?3	1,9
240 Pu	0,91×10 3	6,8
241 Pu	49×10 ?3	4,2
242 Pu	1,7×10 3	0,1
241 Am	1,2	114

Plutonium-238 [ redigera | redigera wikitext ]

Isotopen ²³⁸ Pu ar kortlivad med en halveringstid av 88 ar. Genom den intensiva alfastralningen blir ett stycke av denna isotop upphettat till vitglodning. Detta utnyttjas i radioisotopgeneratorer som anvands som kalla till elforsorjning i rymdsonder som ar sa langt fran solen att solceller inte kan anvandas, och behover energi under sa lang tid att bransleceller , batterier eller andra typer av generatorer inte ar anvandbara. De bada sonderna i Voyagerprogrammet drivs av tre radioisotopgeneratorer som vid starten 1977 genererade en effekt pa totalt 500  W vilken ar 2022 har sjunkit till 249 W. Cirka 2025 beraknas effekten ha sjunkit till en niva dar den inte langre racker for att driva de vetenskapliga instrumenten. ^{[ 5 ]}

Plutonium-239 [ redigera | redigera wikitext ]

Isotopen ²³⁹ Pu framstalls genom transmutation da neutroner som bildas vid fission av ²³⁵ U absorberas av ²³⁸ U. De bildade ²³⁹ U-karnorna overgar via tva betasonderfall forst till ²³⁹ Np och sedan till ²³⁹ Pu. Isotopen har en halveringstid av 24 110  ar . Karnvapen innehaller vanligen minst cirka 6 kg av denna isotop.

Plutonium-240 [ redigera | redigera wikitext ]

Isotopen ²⁴⁰ Pu framstalls genom transmutation da neutroner som bildas vid fission av ²³⁵ U absorberas av ²³⁹ Pu. Da isotopen producerar cirka 40 000 ganger mer neutroner pa grund av spontan fission an ²³⁹ Pu sa raknas isotopen som en fororening i vapenplutonium och halten ²⁴⁰ Pu far inte overstiga 5,8 % for att det skall vara praktiskt anvandbart i karnvapen. Det gar att gora karnladdningar av plutonium med hogre halter av ²⁴⁰ Pu men dessa blir ineffektiva och far lag sprangkraft. ^{[ 4 ]}

Plutonium-244 [ redigera | redigera wikitext ]

Isotopen ²⁴⁴ Pu ar den mest langlivade med en halveringstid av 80 miljoner ar. Denna forekommer i mycket liten mangd naturligt i jordskorpan .

Anvandning [ redigera | redigera wikitext ]

Plutoniums mest betydelsefulla anvandning torde vara som klyvbart material i fissionsladdningar.

Dess olika isotoper anvands aven som reaktorbransle och i radiotermoelektriska generatorer for rymdsonder . ^{[ 5 ]}

Sveriges innehav av plutonium [ redigera | redigera wikitext ]

Forsvarets Forskningsanstalt under ledning av Jan Rydberg byggde i borjan av 1950-talet upp ett plutoniumlaboratorium i Sverige dar sma mangder plutonium kunde isoleras redan 1954. ^{[ 6 ]} Inom ramen for det svenska karnvapenprogrammet anskaffade Sverige 100 gram plutonium fran Storbritannien . Nar planerna pa inhemsk plutoniumframstallning overgavs overlamnades detta material till Institutt for Atomenergi (IFA) i Kjeller , Norge . ^{[ 7 ]}

Det finns aven stora mangder plutonium i lagret av anvant karnbransle , men detta plutonium ar inte separerat fran ovrigt material i branslet, det vill saga andra transuraner, fissionsprodukter och urandioxid.

Referenser [ redigera | redigera wikitext ]

Noter [ redigera | redigera wikitext ]

Kallor [ redigera | redigera wikitext ]

• Agrell, Wilhelm (2002). Svenska forintelsevapen: utvecklingen av kemiska och nukleara stridsmedel 1928-1970 . Lund: Historiska media. Libris 8415678 . ISBN 91-89442-49-0  

Externa lankar [ redigera | redigera wikitext ]

• Wikimedia Commons har media som ror Plutonium .
  Bilder & media
• WebElements ? Plutonium

v   ?   r Periodiska systemet 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18   1   H He   2   Li Be B C N O F Ne   3   Na Mg Al Si P S Cl Ar   4   K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr   5   Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe   6   Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn   7   Fr Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Metaller Halvmetall Icke-metaller Okanda kemiska egenskaper Alkalimetall Alkalisk jordartsmetall Lantanoid Aktinoid Overgangsmetall Ovrig metall Diatomisk icke-metall Polyatomisk icke-metall Adelgas

Auktoritetsdata ? LCCN : sh85103582 ? GND : 4136381-4 ? NDL : 00569238