ПЛУТОНИЙ

ПЛУТОНИЙ (лат. Plutonium), Pu, искусственно
полученный радиоактивный хим. элемент, ат. н. 94; относится к актиноидам.
Открыт
в 1940-41 амер. учёными Г. Сиборгом, Э. Макмилланом, Дж. Кеннеди и А. Валем,
к-рые получили изотоп ²³⁸Рu в результате облучения урана ядрами
тяжёлого водорода - дейто-нами. Назван в честь планеты Плутон, как и предшественники
П. в таблице Менделеева - уран и нептуний, названия к-рых также произошли
от планет Урана и Нептуна. Известны изотопы П. с массовыми числами от 232
до 246. Следы изотопов ²⁴⁷Рu и ²⁵⁵Рu обнаружены в
пыли, собранной после взрывов термоядерных бомб. Самым долгоживущим изотопом
П. является а-радиоактивный ²⁴⁴Рu (период полураспада T1/ок. 7,5 • 10⁷ лет). Величины T1/много меньше возраста Земли, и поэтому весь первичный П. (существовавший
на нашей планете при её формировании) полностью распался. Однако ничтожные
количества ²³⁹Рu постоянно образуются при В-распаде
²³⁹Np,
к-рый, в свою очередь, возникает при ядерной реакции урана с нейтронами
(напр., нейтронами космич. излучения). Поэтому следы П. обнаружены в урановых
рудах.

П.- блестящий белый металл, при температурах
от комнатной до 640° С (tan) существует в шести аллотропных модификациях.
Аллотропные превращения П. сопровождаются скачкообразными изменениями плотности
(см. рис.). Уникальная особенность металлич. П. состоит в том, что при
нагревании от 310 до 480 °С он не расширяется, как другие металлы, а сжимается.
Конфигурация трёх внеш. электронных оболочек атома Pu 5s²5p⁶5d¹⁰5f⁶6s²6p²7s².
Хим.
свойства П. во мн. сходны со свойствами его предшественников в периодич.
системе -ураном и нептунием. П. образует соединения со степенями
окисления от + 2 до +7. Известны окислы РиО, РuРuО- Puстепень окисления + 3, но известны также галоге-ниды PuFи РuСl3+,
Pu⁴⁺, РuО2+ (плутонил
- ион) и PuO3- , отвечающих степеням окисления от
+3
до
+7. Указанные ионы (кроме РuО^3-в растворе одновременно в равновесии. Ионы П. всех степеней окисления склонны
к гидролизу и комплексообразованию.

Изменение плотности металлич. плутония
при нагревании.

Температура, °С.

Из всех изотопов П. наиболее важен а-радиоактивный
²³⁹Рu
(T1/2 = 2,4-10⁴ лет). Ядра ²³⁹Pu способны к цепной
реакции деления под действием нейтронов, поэтому ²³⁹'Рu можно
использовать как источник атомной энергии (энергия, освобождающаяся при
расщеплении 1 г ²³⁹Рu, эквивалентна теплоте, выделяющейся при
сгорании 4000 кг угля). В СССР первые опыты по получению ²³⁹Pu
были начаты в 1943-44 под рук. академиков И. В. Курчатова и В. Г. Хло-пина.
Впервые П. в СССР был выделен из облучённого нейтронами урана в 1945. В
предельно сжатые сроки были выполнены обширные исследования свойств П.,
и в 1949 в СССР начал работать первый завод по радиохимич. выделению П.

Пром. произ-во ²³⁹Pu основано
на взаимодействии ядер ²³⁸U с нейтронами в ядерных реакторах.
Последующее отделение Рu от U, Np и высокорадиоактивных продуктов деления
осуществляют радиохимич. методами (соосаждением, экстракцией, ионным обменом
и др.). Металлич. П. обычно получают восстановлением PuFили РиСO²³⁸Pu
используют в атомных реакторах и в атомных и термоядерных бомбах. Изотоп
²³⁸Рu
применяют для изготовления атомных элект-рич. батареек, срок службы которых
достигает 5 лет и более. Такие батарейки могут применяться, напр., в генераторах
тока, стимулирующих работу сердца.

Лит.: Б э г л и К., Плутоний и его
сплавы, пер. с англ., М., 1958; Вдовенко В. М. и Курчатов Б. В., Первый
советский плутоний, "Радиохимия", 1968, т. 10, в. 6, с. 696; Плутоний.
Справочник, под ред. О. Вика, пер. с англ., т. 1 - 2, М., 1971 - 73. См.
также лит. при ст. Актиноиды.

С. С. Бердоносов.

Плутоний в организме. П. концентрируется
морскими организмами: его коэфф. накопления (т. е. отношение концентраций
в организме и во внешней среде) для водорослей составляет 1000- 9000, для
планктона (смешанного) - ок. 2300, для моллюсков - до 380, для морских
звёзд - ок. 1000, для мышц, костей, печени и желудка рыб - 5, 570, 200
и 1060 соответственно. Наземные растения усваивают П. гл. обр. через корневую
систему и накапливают его до 0,01% от своей массы. В организме человека
П. задерживается преим. в скелете и печени, откуда почти не выводится (особенно
из костей). Наиболее токсичный ²³⁹Pu вызывает нарушения кроветворения,
остеосаркомы, рак лёгких. С 70-х гг. 20 в. доля П. в радиоактивном загрязнении
биосферы
возрастает (так, облучённость морских беспозвоночных за счёт П. становится
больше, чем за счёт ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs).

Лит.: Проблемы токсикологии плутония,
М., 1969; Радиоактивные вещества и кожа. (Метаболизм и дезактивация), М.,
1972; Uranium, Plutonium, TransplutonisElements, В.- Hdlb.-N. Y., 1973.
Г.Г.Поликарпов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я