Plütonyum Nedir? Plütonyum Elementinin Özellikleri Nelerdir? Bileşikleri

0
Advertisement

Plütonyum elementinin özellikleri, atom numarası, bileşikleri, periyodik cetveldeki yeri, kullanım alanları, Plütonyum elementi ile ilgili bilgi.

Plütonyum

Plütonyum; Periyodik çizelgenin III B grubundaki aktinitler dizisinde yer alır. Uranyum ötesi bir elementtir. Neptünyum çekirdeğinin kendiliğinden beta taneciği fırlatmasıyla oluşur, çok radyoaktif bir element olduğu için doğada bulunmaz. 238 numaralı izotopu, 1940’ta ABD’li Seaborg tarafından uranyumun detöronlarla bombardımanından elde edildi. 239 numaralı izotopu atom pillerinde daha kolay elde edilir.

  • Sembolü: Pu
  • Atom Numarası: 94
  • Atom Ağırlığı: 239 g/mol
  • Elemet serisi: Aktinit
  • Maddenin Hali: Katı
  • Görünümü: gümüşü

Plütonyumun Elde Edilmesi:

Bir yavaşlatıcıyla yavaşlatılan nötronlar uranyum 238’ce soğurulunca, sırasıyla uranyum 239, neptonyum 239 (her ikisi de kararsızdır) ve plütonyum 239 oluşur. Devri 24.000 yıl olan bu radyoaktif element, yavaş nötronların etkisiyle uranyum 235 gibi fisyona uğrar. Plütonyumun öteki uranyum ötesi elementler arasında taşıdığı büyük önem, hem nükleer silah yapımında kullanılabilmesinden, hem de nükleer reaktörlerde uranyumun yerini alabilmesinden kaynaklanır. Bir kilogram plütonyumun verebileceği enerji, 20 milyon kilowat saat ısı enerjisine eş değerdir. Nötronlarla bölünme tepkimesine girebilmesi ve oldukça çok miktarda elde edilebilmesi önemini artırır.

Advertisement

Plütonyum çeşitli nükleer uygulamalarda kullanılır. Örneğin, Apollo ay programında Ay yüzeyinde kullanılan çeşitli aygıtların gücü Pu-238 ile sağlandı. Plütonyum sulu çözeltilerden dört ayrı değerlikte iyonlar durumunda bulunabilir. Bunlardan Pu +3 mavi, Pu +4 sarımsı kahverengi, PuO2+2 iyonu sulu çözeltide pek kararlı değildir. Pu+4 ve PuO+2’ye ayrışarak bozunur. Böylece oluşan Pu+4, çözeltideki PuO2+ iyonlarını PuO2‘ye yükseltirken kendisi Pu+3’e indirgenir. Dolayısıyla sonuç olarak Pu+3 ve PuO2+ iyonları ortamda kalır. Plütonyumun tümü de kristal yapılarına sahip olan altı allotropu vardır. Bunların özgül kütleleri 16.00 ile 19.86 g/cm3 arasında değişir. Plütonyum oksijenle PuO ve PuO2 gibi ikili bileşikler oluşturur. Bu ikisi arasında değişen bileşimlerde ara oksitler de oluşturmaktadır. Halojenlerle PuF3, PuF4, PuC13, PuBr3, PuI gibi bileşikler oluşturur. Karbon, azot ve silisyumla PuC, PuN, PuSi2 gibi bileşikler verir. Ayrıca PuICl PuOBr, PuO gibi oksihalojenürler de vermektedir.

Plütonyum bilinen en tehlikeli zehirlerden biridir. Bu nedenle özel aygıtlarla tutulması ve çalışırken çok iyi korunulması gerekir. Erişkin bir insanın zarar görmeden alabileceği Pu-239 miktarı 0.6 mikrogram kadardır. Havadaki plütonyum miktarı \displaystyle {{m}^{3}}‘te 0.00003 mikrogramı geçtiği an tehlikeli olmaya başlar.


Kaynak – 2

Plütonyum (Pu), periyodik tablonun Illb grubundaki aktinitler dizisinde yer alan radyoaktif kimyasal element. Nükleer silahlarda ve bazı nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanılan önemli bir uranyumötesi elementtir.

Gümüşsü renkli bir metal olan plütonyum, alfa parçacığı salımı sırasında açığa çıkan enerjinin etkisiyle ısınır ve havada bırakıldığında sarı bir katmanla kaplanır. Plütonyumu ilk olarak 1940’ta Glenn T. Seaborg, Joseph W. Kennedy ve Arthur C. Wahl, Berkeley’deki siklotronda uranyum-238’in döteronla bombardımanı sonucunda, plütonyum-238 izotopu halinde elde ettiler.

Advertisement

Daha sonra uranyum cevherlerinde, yaşamın başlangıcında var olmayan, ama nötron ışıması sonucunda doğal olarak ortaya çıkan eser miktarda plütonyuma rastlandı.

Bütün izotopları radyoaktif olan plütonyumun en önemli izotopu yarı ömrü 24.360 yıl olan plütonyum-239’dur. Çekirdeği bölünebilen plütonyum-239 üretken reaktörlerde, çekirdeği bölünmeyen çok miktarda uranyum-238’in nötronlarla bombardıman edilmesi yoluyla kolaylıkla üretilir. 300 gramdan daha çok miktarlarla çalışıldığında kritik kütleye (bir arada olduğunda kendiliğinden patlayan kütle) dikkat etmek gerekir. Plütonyum-239’un kritik kütlesi, uranyum-235’inkinin yalnızca üçte biri kadardır.

Plütonyum ve atom numarası plütonyumunkinden büyük olan bütün elementler çok hızlı bir alfa salımı özelliği gösterirler.

Alfa parçacıkları kemik iliğince soğurulduğundan, bu özellik çok tehlikelidir. Yetişkin bir insanın vücudunda zarar vermeden bulunabilecek en yüksek plütonyum-239 miktarı 0,008 mikrocurie ya da 0,13 mikrogramdır. Daha uzun ömürlü olan plütonyum-242 ve plütonyum-244 izotoplarından kimya ve metalürji araştırmalarında yararlanılır.

Plütonyum-238’in radyoaktif bozunma ısısından, çok küçük ve hafif ama çok uzun ömürlü termoelektrik ve termoiyonik dönüştürücülerin çalıştırılmasında yararlanılır (plütonyum-238’in yarı ömrü 86 yıldır). Plütonyumun, kristal yapıları ve yoğunlukları farklı altı ayrı biçimi vardır. Oda sıcaklığında alfa biçiminde bulunur. Plütonyum bütün metaller arasında elektriksel direnci en yüksek olan elementtir (145 mikroohm-santimetre). Kimyasal olarak tepkindir ve asitlerde çözünür. İyonlar halinde dört ayrı yükseltgenme durumunda bulunabilir ve sulu çözeltilerdeki plütonyum iyonlarının özgün renkleri vardır:

Advertisement

Örneğin \displaystyle P{{u}^{{+3}}} mavi-eflatun, \displaystyle P{{u}^{{+4}}} sarı-kahverengi, \displaystyle PuO_{2}^{+} pembe, \displaystyle PuO_{2}^{{+2}} iyonu ise pembe-turuncu renkler verir. Plütonyum dioksit (\displaystyle PuO_{2}^{{}}) katışıksız halde ve tartılabilecek miktarda ayrılmış olan ilk yapay element bileşiğidir (1942) ve pek çok plütonyum bileşiğinin eldesinde kullanılır.

  • atom numarası : 94
  • en kararlı izotopu : 244
  • erime noktası : 639,5 °C
  • kaynama noktası : 3235 °C
  • özgül ağırlığı (alfa) : 19,84 (25 °C)
  • değerliği : 3, 4, 5, 6
  • elektronların yerleşimi : 2-8-18-32-24-8-2 ya da \displaystyle (Rn)5{{f}^{6}}7{{s}^{2}}


Bir Yorum Yazmak İster misiniz?