[email protected] +994 99 303 07 01

Plutonium

Etimologiyası


Fizik John Goffmanın “cəhənnəmdən gələn element”, “şeytanın elementi” adlandırdığı bu element öz adını Roma tanrılarından olan yeraltı dünyanın tanrısının adını daşıyan Pluton planetindən almışdır.


Xüsusiyyətləri


Plutonium elementi “Pu” ilə göstərilir. Periodik cədvəlin 7-ci dövründə aktinidlər qrupunda yer alır. Ərimə temperaturu 640⁰C və qaynama temperaturu 3228⁰C-dir. Plutonium havada qaldıqda qaralan gümüşü rəngli metaldır. Bütün izotopları radioaktivdir. Ən önəmli izotopu isə plutonium-239 izotopudur. Bu izotopun yarımparçalanma dövrü digərlərinə görə daha uzundur. Plutonium maqnit xassəsinə malik deyil və digər metallardan fərqli olaraq daha zəif elektrik keçiriciliyinə malikdir. Bunun səbəbi isə xarici elektron təbəqələrində müxtəlif sayda elektron(4,5 və ya 6) ola bilməsidir.


Kəşfi


Plutonium, adətən təbiətdə tapılmır. O 1941-ci ildə Berkleydəki Kalifornia Universitetində Glenn T. Seaborg və dostları tərəfindən kəşf edilmişdir. Plutonium almaq üçün onlar Uran-238-i tsiklotron cihazında deyteriumla bombardıman ediblər. Nəticədə, alınan neptinium-238 parçalanaraq çox az miqdarda  plutoniuma çevrilmişdir.  Ancaq plutoniumun ilk maddi nümunəsi 20 avqust  1942-ci ildə Çikaqo Universitetində əldə edilmişdir.


Tətbiq sahələri


Plutonium izotoplarından yalnız 238 və 239 müəyyən məqsədlə istifadə edilir. Plutoniumun istifadəsini reaktor sinfi və silah sinfi olmaqla 2 yerə ayırmaq olar.

Plutonium 1945-ci ildə Naqasakiyə atılan “Fat Man” adlı atom bombasının əsas tərkib hissəsi idi. Hərbi məqsədlər üçün istifadə olunan plutonium, plutonium istehsal reaktorlarında 2 və ya 3 ay radiasiya yayan uran yanacağından əldə edilir.

Bir bomba hazırlamaq üçün isə təxmini 10 kq plutonium-239 izotopuna ehtiyac var. Bu tip bomba hazırlamaq üçün bir nüvə reaktorunda illik 30 megavatt enerjiyə ehtiyac var və bu prosesdə yanacağın daim dəyişdirilməsi ilə qızdırılan yanacağın təkrar emal edilməsi lazımdır. Bu səbəbdən, onlar silah sinfi plutonium izotoplarının konsentrasiyasını artıran xüsusi reaktorlarda istehsal olunur.

Həmçinin, bu element çox böyük enerji qaynağıdır. Bugün atom elektrik stansiyalarında istehsal olunan enerjinin 1/3-i bu elementdən gəlir. Nüvə reaktorlarında əmələ gələn ən geniş yayılmış plutonium izotopu, uran-238-dən alınan plutonium-239 izotopudur. Bu izotop parçalanma nəticəsində nüvə silahlarında istifadə edilən zənginlənləşdirilmiş uran-235 izotopu qədər enerji istehsal edə bilir.

 Həmçinin, plutonium-238 izotopu əvvəllər kardiostimulyatorlarda istifadə edilirdi. Ancaq, plutoniumun daha az danışılan və bəlkə də ən önəmli istifadələrindən biri də kosmik araşdırmalardır. Plutonium-238 izotopu radioaktiv parçalanma nəticəsində çox böyük istilik yayır və bu istilik elektrik istehsal etmək üçün termoelektrik generatorları gücləndirə bilər. Çox yüksək enerji istehsal etmək üçün isə o qədər də çox plutonium gərək deyil. Çox kiçik miqdar böyük istilik yarada bilər.  Voyager 1 və 2 kosmik gəmiləri ilə birlikdə 2021-ci ildə Marsın səthinə enən “Perseverance” kosmik gəmisinin də əsas yanacağıdır. İndiyə qədər, təxminən 30 kosmik gəmidə müxtəlif üsullarla istifadə edilmişdir.