Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Plutonium
Plutonium is een scheikundig element met symbool Pu en atoomnummer 94. Het is een zilverwit actinide.
Ontdekking
In 1940 is plutonium ontdekt door Glenn Seaborg, Edwin McMillan, J. W. Kennedy en A. C. Wahl aan de Universiteit van Californië - Berkeley nadat zij uranium bombardeerden met deuterium in een cyclotron, maar deze ontdekking is geruime tijd geheim gebleven. Voor het Manhattanproject zijn er tijdens WO II kernreactoren gebouwd om het plutonium te produceren dat nodig was voor de eerste atoombommen.
Plutonium is vernoemd naar de dwergplaneet (toen nog een planeet) Pluto. Hiermee werd een traditie voortgezet, want de twee voorafgaande elementen heten uranium naar Uranus en neptunium naar Neptunus. De elementen hebben met de planeten overigens niets te maken.
Toepassingen
Tijdens de Koude Oorlog is er zowel door de Sovjet-Unie (in Majak, Seversk en Zjeleznogorsk) als door de Verenigde Staten naar schatting 300 ton plutonium geproduceerd, hoofdzakelijk voor toepassing in kernwapens. Sinds 1982 is mede als gevolg van non-profilatieverdragen de ontmanteling van deze wapens begonnen en wordt plutonium steeds vaker voor humanere toepassingen gebruikt. De VS en de Russische Federatie zijn onderling overeengekomen om elk 34 ton van hun overtollig geworden kernwapen plutonium te vernietigen. Momenteel lopen proeven om dit te doen door het plutonium als brandstof in gewone kerncentrales te gebruiken. Plutonium is een belangrijk nevenproduct van op uranium werkende kernreactoren. Door het opwerken van afgewerkte splijtstof in speciale chemische fabrieken komt het plutonium voor hergebruik beschikbaar. Zulke opwerkingsfabrieken staan in Engeland, Frankrijk, Rusland en Japan. Het afgescheiden plutonium wordt voor het gebruik gemengd met uranium (MOX brandstof = Mixed OXide). In Europa zijn er 50 kerncentrales die een vergunning voor MOX hebben, in 32 kerncentrales wordt MOX daadwerkelijk gebruikt. Bijvoorbeeld in België is intussen al het plutonium al hergebruikt. België is gestopt met opwerken van splijtstof, zodat er geen nieuw plutonium meer bijkomt.
In ruimtesondes zoals Galileo en Cassini wordt stroom opgewekt door een hoeveelheid plutonium die door natuurlijk verval warmte genereert.
Opmerkelijke eigenschappen
In zuivere vorm is plutonium een zilverwit metaal, maar door oxidatie aan de lucht verandert dat snel in geel. Door spontaan verval met uitstraling van α deeltjes voelt plutonium altijd warmer aan dan de omgeving. In grote hoeveelheden kan dat zelfs water doen koken. In waterige oplossingen kan plutonium als vier verschillende ionen voorkomen: Pu3+ (blauw), Pu4+ (geel bruin), PuO2+ (roze oranje) en PuO+ (roze, maar ion is onstabiel).
Verschijning
Hoewel plutonium in zeer lage concentraties wordt aangetroffen in uraniumerts, wordt deze actinide voornamelijk op kunstmatige wijze geproduceerd.
Isotopen
| Stabielste isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 236Pu | syn | 2,86 j | α | 5,867 | 232U |
| 238Pu | syn | 87,7 j | α | 5,593 | 234U |
| 239Pu | syn | 2,4110×104 j | α | 5,245 | 235U |
| 240Pu | syn | 6564 j | α | 5,256 | 236U |
| 242Pu | syn | 3,733×105 j | α | 4,984 | 238U |
| 244Pu | syn | 8.08×107 j | α | 4,666 | 240U |
Van plutonium zijn 21 radioactieve isotopen bekend. 244Pu is met een halfwaardetijd van ruim 80 miljoen jaar het meest stabiel. 242Pu en 239Pu hebben een halfwaardetijd van respectievelijk ruim 373 duizend en 24 duizend jaar. Alle overige isotopen halveren in minder dan 7000 jaar.
Toxicologie en veiligheid
Plutonium en alle plutoniumverbindingen zijn giftig en radioactief. Sommige bronnen (vooral populaire media, en kernwapen- en milieu-activisten) noemen plutonium zelfs de meest giftige stof die de mensheid kent, maar onder veel toxicologen heerst de mening dat er geen reden is om aan te nemen dat de chemische toxiciteit van plutonium groter is dan die van andere zware metalen. Plutonium is wat dat betreft te vergelijken met lood. Zelfs met inachtneming van de stralingstoxiciteit is radium nog giftiger dan plutonium. Enkele complexe organische verbindingen, zoals botuline, zijn zelfs nog giftiger dan radium.
Het gevaar schuilt met name in de stralingstoxiciteit. Ingeademd plutoniumstof zou in de long jarenlang schade kunnen aanrichten en uiteindelijk, na jaren tot tientallen jaren, longkanker kunnen veroorzaken. Bij grotere doses kan directe stralingsziekte een rol gaan spelen. Desalniettemin heeft plutonium een letale dosis van enkele honderden picogrammen per kilogram lichaamsgewicht en dient het met uiterste zorgvuldigheid te worden gehanteerd.
Zie ook
Vrije mediabestanden over Plutonium op Wikimedia Commons
| Chemische elementen en isotopen |
|---|
|
Periodiek systeem: Standaard · Alternatief · Elektronenconfiguratie |