Početna za: PLUTONIJ, Pu  

SPOJEVI, DOBIVANJE I UPORABA

Male se količine plutonija nalaze u tragovima u uranijevim smolincu i karnotitu. Veće količine (oko 20 tona godišnje) proizvode se u brzim, oplodnim ("breeder") nuklearnim reaktorima reakcijama u kojima spori (termalni) neutroni bombardiraju jezgre 238U i uzrokuju njihov raspad. Dvostrukim beta-raspadom (preko izotopa 239Np) jezgre uranija pretvaraju se u neptunijev izotop 239pU:

238U (n, gama) 239U -> beta -> 239 Np -> beta -> 239 Pu

Dobiveni izotop 239pU ima dugo vrijeme poluraspada (t1/2 = 24110 g.) i veliku primjenu za izradu nuklearnih bojnih glava, ali i za industrijsku, mirnodopsku upotrebu atomske energije u nuklearnim elektranama. Samo jedan kilogram plutonija potpunom pretvorbom daje oko 22000 MW energije, što je energetski ekvivalent 20 000 tona klasičnog kemijskog goriva. Plutonij nastaje kao proizvod raspada uranija u oplodnim reaktorima u kojima se koristi neobogaćeni uranij 238U. Radom reaktora neprekidno se stvara energetski visokoefikasan plutonij koji pojačava i održava neprekinuti tijek kontrolirane lančane reakcije. Koristi se također u minijaturnim nuklearnim reaktorima za napajanje svemirskih letjelica.

Plutonij u vodenoj otopini može imati oksidacijske brojeve +3, +4, +5 i +6, a spojevi u kojima je +3 i +4 su najstabilniji. Elektrolitičkom oksidacijom može se dobiti i nestabilno stanje +7. O kiselim otopinama mogu postojati razni plutonijevi ioni: ljubičasto-plavi PU3+, žuto-smeđi do zeleni Pu4+, ružičasti do narančasti PuO+ i PUO2+. Pri određenoj pH vrijednosti otopine hidroliziraju; tako npr. ioni Pu3+ hidroliziraju pri pH=7, a ioni PUO^2+ pri pH=9.

Važniji spojevi plutonija:

-Plutonijevi(III)-halogenidi (PuF3, PuCl3, PuBr3, PuI3) i plutonijevi(IV)-halogenidi (PuF4, PuCl4) dobivaju se hidrohalogenacijom plutonijevog(IV)-oksida ili plutonijevog(III)-oksalata pri temperaturi od 700°C, jedino se PuI3 dobiva reakcijom metalnog plutonija s jodovodikom pri 40°C.

-Plutonijev(II)-oksid (PuO) nastaje oksidacijom na površini metala izloženoj djelovanju atmosfere, a može se dobiti i izlaganjem plutonijevog oksiklorida parama barija pri temperaturi od 1250°C.

-Plutonijev(IV)-oksid (PUO2) ima žuto-zelene do smeđe kristale. Gotovo svi spojevi plutonija prelaze u PUO2 izgaranjem u zraku pri 1000°C.

 Početna za: PLUTONIJ, Pu