Plutonium (ឡាតាំង Plutonium និមិត្តសញ្ញា Pu) គឺជាធាតុគីមីវិទ្យុសកម្មដែលមានលេខអាតូមិក 94 និងទម្ងន់អាតូមិច 244.064 ។ Plutonium គឺជាធាតុនៃក្រុមទី III នៃតារាងតាមកាលកំណត់របស់ Dmitry Ivanovich Mendeleev ហើយជាកម្មសិទ្ធិរបស់គ្រួសារ actinide ។ ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជាលោហៈធ្ងន់ (ដង់ស៊ីតេក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា 19.84 ក្រាម / សង់ទីម៉ែត្រ³) ដែកវិទ្យុសកម្មផុយនៃពណ៌ប្រាក់ - ស។

Plutonium មិនមានអ៊ីសូតូបថេរទេ។ ក្នុង​ចំណោម​អ៊ីសូតូប​ដែល​អាច​ធ្វើ​បាន​មួយ​រយ​នៃ​ប្លាតូនីញ៉ូម ម្ភៃ​ប្រាំ​ត្រូវ​បាន​គេ​សំយោគ។ លក្ខណៈសម្បត្តិនុយក្លេអ៊ែរនៃដប់ប្រាំនៃពួកគេត្រូវបានសិក្សា (លេខម៉ាស់ 232-246) ។ បួននាក់បានរកឃើញការអនុវត្តជាក់ស្តែង។ អ៊ីសូតូបដែលមានអាយុកាលវែងជាងគេគឺ 244Pu (ពាក់កណ្តាលជីវិត 8.26-107 ឆ្នាំ), 242Pu (ពាក់កណ្តាលជីវិត 3.76-105 ឆ្នាំ), 239Pu (ពាក់កណ្តាលជីវិត 2.41-104 ឆ្នាំ), 238Pu (ពាក់កណ្តាលជីវិត 87.74 ឆ្នាំ) - ឧបករណ៍បញ្ចេញនិង 241Pu (ពាក់កណ្តាលជីវិត 14 ឆ្នាំ) - β-emitter ។ នៅក្នុងធម្មជាតិ plutonium កើតឡើងក្នុងបរិមាណតិចតួចនៅក្នុងរ៉ែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម (239Pu); វាត្រូវបានបង្កើតឡើងពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមក្រោមឥទិ្ធពលនៃនឺត្រុងដែលជាប្រភពនៃប្រតិកម្មដែលកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតαជាមួយធាតុពន្លឺ (រួមបញ្ចូលនៅក្នុងរ៉ែ) ការបំបែកដោយឯកឯងនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមនិងវិទ្យុសកម្មលោហធាតុ។

ធាតុទី 94 ត្រូវបានរកឃើញដោយក្រុមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាមេរិក - Glenn Seaborg, Kennedy, Edwin McMillan និង Arthur Wahl ក្នុងឆ្នាំ 1940 នៅទីក្រុង Berkeley (នៅសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ា) នៅពេលទម្លាក់គ្រាប់បែកលើគោលដៅនៃអុកស៊ីដអ៊ុយរ៉ានីញ៉ូម (U3O8) ដោយនុយក្លេអ៊ែរ deuterium បង្កើនល្បឿនយ៉ាងខ្លាំង។ (deuterons) ពី cyclotron ហុកសិបអ៊ីញ។ នៅខែឧសភាឆ្នាំ 1940 លក្ខណៈសម្បត្តិនៃ plutonium ត្រូវបានព្យាករណ៍ដោយ Louis Turner ។

នៅខែធ្នូឆ្នាំ 1940 អ៊ីសូតូបប្លាតូនីញ៉ូម Pu-238 ត្រូវបានគេរកឃើញដែលមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃ ~ 90 ឆ្នាំបន្ទាប់មកមួយឆ្នាំក្រោយមកដោយ Pu-239 ដែលសំខាន់ជាងដែលមានពាក់កណ្តាលជីវិតគឺ ~ 24,000 ឆ្នាំ។

Edwin MacMillan ក្នុងឆ្នាំ 1948 បានស្នើឱ្យដាក់ឈ្មោះធាតុគីមី plutonium ជាកិត្តិយសនៃការរកឃើញភពថ្មី Pluto និងដោយការប្ៀបប្ដូចជាមួយ neptunium ដែលត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃ Neptune ។

លោហធាតុ plutonium (239Pu isotope) ត្រូវបានប្រើក្នុងអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ និងបម្រើជាឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រថាមពលដែលដំណើរការលើកំដៅ និងជាពិសេសនឺត្រុងលឿន។ ម៉ាស់សំខាន់សម្រាប់ 239Pu ជាលោហៈគឺ 5.6 គីឡូក្រាម។ ក្នុងចំណោមរបស់ផ្សេងទៀត អ៊ីសូតូប 239Pu គឺជាសម្ភារៈចាប់ផ្តើមសម្រាប់ការផលិតធាតុ transplutonium នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។ អ៊ីសូតូប 238Pu ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងប្រភពថាមពលនុយក្លេអ៊ែរខ្នាតតូច ដែលប្រើក្នុងការស្រាវជ្រាវអវកាស ក៏ដូចជានៅក្នុងឧបករណ៍រំញោចបេះដូងរបស់មនុស្សផងដែរ។

Plutonium-242 មានសារៈសំខាន់ជា "វត្ថុធាតុដើម" សម្រាប់ការប្រមូលផ្តុំយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃធាតុ transuranium ខ្ពស់នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។ δ-stabilized plutonium alloys ត្រូវបានប្រើក្នុងការផលិតកោសិកាឥន្ធនៈ ព្រោះវាមានលក្ខណៈលោហៈល្អជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង plutonium សុទ្ធ ដែលឆ្លងកាត់ដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរនៅពេលកំដៅ។ អុកស៊ីដ Plutonium ត្រូវបានប្រើជាប្រភពថាមពលសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាអវកាស និងស្វែងរកការប្រើប្រាស់របស់វានៅក្នុងកំណាត់ឥន្ធនៈ។

សមាសធាតុ plutonium ទាំងអស់គឺពុលដែលជាផលវិបាកនៃ α-វិទ្យុសកម្ម។ ភាគល្អិតអាល់ហ្វាបង្កគ្រោះថ្នាក់ធ្ងន់ធ្ងរ ប្រសិនបើប្រភពរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងរាងកាយរបស់មនុស្សដែលមានមេរោគ ពួកវាបំផ្លាញជាលិកាជុំវិញនៃរាងកាយ។ វិទ្យុសកម្មហ្គាម៉ាពីផ្លាតូនីញ៉ូមមិនមានគ្រោះថ្នាក់ដល់រាងកាយទេ។ គួរពិចារណាថា អ៊ីសូតូបផ្សេងគ្នានៃប្លាតូនីញ៉ូមមានសារធាតុពុលផ្សេងៗគ្នា ឧទាហរណ៍ រ៉េអាក់ទ័រធម្មតា ប្លាតូនីញ៉ូមមានជាតិពុល 8-10 ដងច្រើនជាង 239Pu សុទ្ធព្រោះវាត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយ 240Pu nuclides ដែលជាប្រភពដ៏មានឥទ្ធិពលនៃវិទ្យុសកម្មអាល់ហ្វា។ សារធាតុ Plutonium គឺជាធាតុវិទ្យុសកម្មបំផុតនៃ actinides ទាំងអស់ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាត្រូវបានគេចាត់ទុកថានៅឆ្ងាយពីធាតុគ្រោះថ្នាក់បំផុត ចាប់តាំងពីរ៉ាដ្យូមមានគ្រោះថ្នាក់ជាងអ៊ីសូតូបពុលបំផុតនៃសារធាតុ Plutonium ជិតមួយពាន់ដង - 239Pu ។

លក្ខណៈសម្បត្តិជីវសាស្រ្ត

ផ្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានប្រមូលផ្តុំដោយសារពាង្គកាយសមុទ្រ៖ មេគុណនៃការប្រមូលផ្តុំនៃលោហៈវិទ្យុសកម្មនេះ (សមាមាត្រនៃការប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងខ្លួន និងក្នុងបរិយាកាសខាងក្រៅ) សម្រាប់សារាយគឺ 1000-9000 សម្រាប់ plankton - ប្រហែល 2300 សម្រាប់ត្រីផ្កាយ - ប្រហែល 1000 សម្រាប់ mollusks - រហូតដល់ 380 សម្រាប់សាច់ដុំ ឆ្អឹង ថ្លើម និងក្រពះរបស់ត្រី - 5, 570, 200 និង 1060 រៀងគ្នា។ រុក្ខជាតិដីស្រូបយកសារធាតុភ្លុយតូញ៉ូមជាចម្បងតាមរយៈប្រព័ន្ធឫស ហើយកកកុញវាដល់ 0.01% នៃម៉ាស់របស់វា។ នៅក្នុងខ្លួនមនុស្ស ធាតុទីកៅសិបបួនត្រូវបានរក្សាទុកជាចម្បងនៅក្នុងគ្រោងឆ្អឹង និងថ្លើមពីកន្លែងដែលវាស្ទើរតែមិនត្រូវបានបញ្ចេញចេញ (ជាពិសេសពីឆ្អឹង)។

ផ្លាតូនីញ៉ូមមានជាតិពុលខ្លាំង ហើយគ្រោះថ្នាក់គីមីរបស់វា (ដូចជាលោហៈធ្ងន់ផ្សេងទៀត) គឺខ្សោយជាង (តាមទស្សនៈគីមី វាក៏មានជាតិពុលដូចជាសំណ) បើប្រៀបធៀបទៅនឹងជាតិពុលវិទ្យុសកម្មរបស់វា ដែលជាផលវិបាកនៃវិទ្យុសកម្មអាល់ហ្វា។ លើសពីនេះទៅទៀត α-ភាគល្អិតមានសមត្ថភាពជ្រាបចូលទាប៖ សម្រាប់ 239Pu ជួរនៃ α-ភាគល្អិតនៅក្នុងខ្យល់គឺ 3.7 សង់ទីម៉ែត្រ និងនៅក្នុងជាលិកាទន់ 43 μm។ ដូច្នេះ ភាគល្អិតអាល់ហ្វាបង្កគ្រោះថ្នាក់ធ្ងន់ធ្ងរ ប្រសិនបើប្រភពរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងខ្លួនរបស់អ្នកដែលមានមេរោគ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះពួកគេបំផ្លាញជាលិកានៃរាងកាយជុំវិញធាតុ។

ទន្ទឹមនឹងនេះ កាំរស្មីγ និងនឺត្រុង ដែលផ្លាតូនីញ៉ូមក៏បញ្ចេញ ហើយដែលអាចជ្រាបចូលទៅក្នុងខ្លួនពីខាងក្រៅ គឺមិនមានគ្រោះថ្នាក់ខ្លាំងនោះទេ ព្រោះកម្រិតរបស់វាទាបពេក ដែលអាចបង្កគ្រោះថ្នាក់ដល់សុខភាព។ Plutonium ជា​ក្រុម​នៃ​ធាតុ​ដែល​មាន​ជាតិ​វិទ្យុសកម្ម​ខ្ពស់​ពិសេស។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ អ៊ីសូតូបផ្សេងគ្នានៃប្លាតូនីញ៉ូមមានជាតិពុលផ្សេងៗគ្នា ឧទាហរណ៍ រ៉េអាក់ទ័រធម្មតា ប្លាតូនីញ៉ូមគឺពុលជាង 239Pu សុទ្ធ 8-10 ដង ដោយសារវាត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយ 240Pu nuclides ដែលជាប្រភពដ៏មានឥទ្ធិពលនៃវិទ្យុសកម្មអាល់ហ្វា។

នៅពេលទទួលទានតាមរយៈទឹក និងអាហារ សារធាតុភ្លុយតូញ៉ូមមានជាតិពុលតិចជាងសារធាតុដូចជា ជាតិកាហ្វេអ៊ីន វីតាមីនមួយចំនួន សារធាតុ pseudoephedrine និងរុក្ខជាតិ និងផ្សិតជាច្រើន។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថាធាតុនេះត្រូវបានស្រូបយកយ៉ាងលំបាកដោយការរលាក gastrointestinal សូម្បីតែនៅពេលដែលត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ក្នុងទម្រង់នៃអំបិលរលាយមួយអំបិលដូចគ្នានេះត្រូវបានចងដោយមាតិកានៃក្រពះនិងពោះវៀន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការទទួលទាន 0.5 ក្រាមនៃសារធាតុ plutonium ដែលត្រូវបានបែងចែកយ៉ាងល្អិតល្អន់អាចបណ្តាលឱ្យស្លាប់ដោយការ irradiation រំលាយអាហារស្រួចស្រាវក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានថ្ងៃឬច្រើនសប្តាហ៍ (សម្រាប់ cyanide តម្លៃនេះគឺ 0.1 ក្រាម) ។

តាមទស្សនៈនៃការស្រូបចូល ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជាជាតិពុលធម្មតា (ប្រហែលស្មើនឹងចំហាយបារត)។ នៅពេលស្រូបចូល សារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូម គឺជាសារធាតុបង្កមហារីក ហើយអាចបណ្តាលឱ្យកើតមហារីកសួត។ ដូច្នេះនៅពេលដែលស្រូបចូល មួយរយមីលីក្រាមនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមក្នុងទម្រង់ជាភាគល្អិតនៃទំហំដ៏ល្អប្រសើរសម្រាប់ការរក្សាទុកក្នុងសួត (1-3 មីក្រូ) នាំឱ្យស្លាប់ដោយសារជំងឺស្ទះសួតក្នុងរយៈពេល 1-10 ថ្ងៃ។ មួយដូស ម្ភៃមីលីក្រាម នាំឱ្យស្លាប់ដោយសារជំងឺសរសៃ ក្នុងរយៈពេលប្រហែលមួយខែ។ កម្រិត​តូច​នាំ​ឱ្យ​មាន​ការ​ពុល​មហារីក​រ៉ាំរ៉ៃ។ គ្រោះថ្នាក់នៃការស្រូបសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមចូលទៅក្នុងខ្លួនកើនឡើងដោយសារតែសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមងាយនឹងបង្កើតសារធាតុ aerosols ។

ទោះបីជាវាជាលោហៈក៏ដោយ វាមានការប្រែប្រួលខ្លាំង។ ការស្នាក់នៅរយៈពេលខ្លីនៃលោហៈនៅក្នុងបន្ទប់មួយបង្កើនការប្រមូលផ្តុំរបស់វានៅក្នុងខ្យល់យ៉ាងខ្លាំង។ ផ្លាតូនីញ៉ូមដែលចូលទៅក្នុងសួតមួយផ្នែកបានតាំងលំនៅនៅលើផ្ទៃនៃសួតដោយផ្នែកឆ្លងកាត់ចូលទៅក្នុងឈាមហើយបន្ទាប់មកចូលទៅក្នុងកូនកណ្តុរនិងខួរឆ្អឹង។ ភាគច្រើន (ប្រហែល 60%) បញ្ចប់ដោយជាលិកាឆ្អឹង 30% នៅក្នុងថ្លើម ហើយមានតែ 10% ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានបញ្ចេញដោយធម្មជាតិ។ បរិមាណផ្លាតូនីញ៉ូមដែលចូលក្នុងខ្លួនអាស្រ័យលើទំហំនៃភាគល្អិត aerosol និងការរលាយក្នុងឈាម។

សារធាតុ Plutonium ចូលទៅក្នុងខ្លួនមនុស្សតាមមធ្យោបាយមួយ ឬមធ្យោបាយផ្សេងទៀតគឺមានលក្ខណៈស្រដៀងទៅនឹងជាតិដែក ferric ដូច្នេះហើយការជ្រៀតចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធឈាមរត់ សារធាតុ Plutonium ចាប់ផ្តើមប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងជាលិកាដែលមានជាតិដែក៖ ខួរឆ្អឹង ថ្លើម លំពែង។ រាងកាយយល់ឃើញថា plutonium ជាជាតិដែក ដូច្នេះប្រូតេអ៊ីន Transferrin យក plutonium ជំនួសឱ្យជាតិដែក ដែលជាលទ្ធផលដែលការផ្ទេរអុកស៊ីសែននៅក្នុងរាងកាយឈប់។ Microphages ដឹកផ្លាតូនីញ៉ូមទៅកូនកណ្តុរ។ ផ្លាតូនីញ៉ូមដែលចូលទៅក្នុងខ្លួនត្រូវចំណាយពេលយូរណាស់ក្នុងការដកចេញពីរាងកាយ - ក្នុងរយៈពេល 50 ឆ្នាំមានតែ 80% ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវដកចេញពីរាងកាយ។ ពាក់កណ្តាលជីវិតពីថ្លើមគឺ 40 ឆ្នាំ។ សម្រាប់ជាលិកាឆ្អឹង អាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃប្លាតូនីញ៉ូមគឺ 80-100 ឆ្នាំ តាមពិតការប្រមូលផ្តុំនៃធាតុកៅសិបបួននៅក្នុងឆ្អឹងគឺថេរ។

ពេញមួយសង្គ្រាមលោកលើកទី 2 និងបន្ទាប់ពីការបញ្ចប់របស់វា អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលធ្វើការនៅក្នុងគម្រោង Manhattan ក៏ដូចជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៃ Third Reich និងអង្គការស្រាវជ្រាវផ្សេងទៀតបានធ្វើការពិសោធន៍ដោយប្រើសារធាតុ plutonium លើសត្វ និងមនុស្ស។ ការសិក្សាលើសត្វបានបង្ហាញថា ពីរបីមីលីក្រាមនៃ plutonium ក្នុងមួយគីឡូក្រាមនៃជាលិកា គឺជាកម្រិតដ៍សាហាវ។ ការប្រើប្រាស់ផ្លាតូនីញ៉ូមក្នុងមនុស្សជាធម្មតាមាន 5 mcg នៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមដែលត្រូវបានចាក់បញ្ចូលទៅក្នុងសាច់ដុំទៅកាន់អ្នកជំងឺរ៉ាំរ៉ៃ។ ទីបំផុតវាត្រូវបានគេកំណត់ថាកម្រិតថ្នាំសម្លាប់មនុស្សចំពោះអ្នកជំងឺគឺមួយមីក្រូក្រាមនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូម ហើយសារធាតុភ្លុយតូញ៉ូមគឺមានគ្រោះថ្នាក់ជាងរ៉ាដ្យូម និងមានទំនោរប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងឆ្អឹង។

ដូចដែលគេដឹងស្រាប់ហើយថា ប្លាតូនីញ៉ូម គឺជាធាតុដែលមិនមាននៅក្នុងធម្មជាតិ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រហែល 5 តោនត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងបរិយាកាសដែលជាលទ្ធផលនៃការធ្វើតេស្តនុយក្លេអ៊ែរនៅកំឡុងឆ្នាំ 1945-1963 ។ បរិមាណសរុបនៃប្លាតូនីញ៉ូមដែលត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងបរិយាកាសដោយសារតែការសាកល្បងនុយក្លេអ៊ែរមុនទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ត្រូវបានគេប៉ាន់ស្មានថាមានចំនួន 10 តោន។ តាមការប៉ាន់ប្រមាណមួយចំនួន ដីនៅសហរដ្ឋអាមេរិកមានផ្ទុកសារធាតុ Plutonium ជាមធ្យម 2 មិល្លីក្រាម (28 មីលីក្រាម) ក្នុងមួយគីឡូម៉ែត្រ 2 នៃការធ្លាក់ចេញ ហើយការកើតឡើងនៃប្លាតូនីញ៉ូមនៅក្នុងមហាសមុទ្រប៉ាស៊ីហ្វិកគឺកើនឡើងទាក់ទងទៅនឹងការចែកចាយសរុបនៃសារធាតុនុយក្លេអ៊ែរនៅលើផែនដី។

បាតុភូតចុងក្រោយបង្អស់ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការសាកល្បងនុយក្លេអ៊ែររបស់សហរដ្ឋអាមេរិកនៅកោះ Marshall នៅឯកន្លែងសាកល្បងប៉ាស៊ីហ្វិកនៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1950 ។ ពេលវេលាស្នាក់នៅរបស់ប្លាតូនីញ៉ូមក្នុងទឹកមហាសមុទ្រមានចាប់ពី 6 ទៅ 21 ឆ្នាំ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សូម្បីតែបន្ទាប់ពីរយៈពេលនេះ ប្លាតូនីញ៉ូមធ្លាក់ទៅបាតរួមជាមួយនឹងភាគល្អិតជីវគីមី ដែលវាត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាទម្រង់រលាយជាលទ្ធផលនៃការរលួយនៃអតិសុខុមប្រាណ។

ការបំពុលជាសកលជាមួយនឹងធាតុទីកៅសិបបួនត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់មិនត្រឹមតែជាមួយនឹងការធ្វើតេស្តនុយក្លេអ៊ែរប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានឧបទ្ទវហេតុនៅក្នុងការផលិត និងឧបករណ៍ដែលមានអន្តរកម្មជាមួយធាតុនេះផងដែរ។ ដូច្នេះនៅខែមករាឆ្នាំ 1968 យន្តហោះ B-52 របស់កងទ័ពអាកាសអាមេរិកដែលផ្ទុកក្បាលគ្រាប់នុយក្លេអ៊ែរចំនួនបួនបានធ្លាក់នៅ Greenland ។ ជាលទ្ធផលនៃការផ្ទុះការចោទប្រកាន់ត្រូវបានបំផ្លាញហើយ plutonium បានលេចធ្លាយចូលទៅក្នុងមហាសមុទ្រ។

ករណីមួយទៀតនៃការបំពុលបរិស្ថានដែលជាលទ្ធផលនៃឧប្បត្តិហេតុមួយបានកើតឡើងជាមួយយានអវកាសសូវៀត Kosmos-954 នៅថ្ងៃទី 24 ខែមករាឆ្នាំ 1978 ។ ជាលទ្ធផលនៃការធ្លាក់ផ្លូវដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបាន ផ្កាយរណបដែលមានប្រភពថាមពលនុយក្លេអ៊ែរនៅលើយន្តហោះបានធ្លាក់ចូលទៅក្នុងទឹកដីកាណាដា។ ជាលទ្ធផលនៃឧបទ្ទវហេតុនេះ សារធាតុ plutonium-238 ច្រើនជាងមួយគីឡូក្រាមត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងបរិស្ថាន ដែលរីករាលដាលលើផ្ទៃដីប្រហែល 124,000 ម៉ែត្រការ៉េ។

ឧទាហរណ៍ដ៏គួរឱ្យភ័យខ្លាចបំផុតនៃការលេចធ្លាយសារធាតុវិទ្យុសកម្មចូលទៅក្នុងបរិស្ថានគឺជាឧបទ្ទវហេតុនៅរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ Chernobyl ដែលបានកើតឡើងនៅថ្ងៃទី 26 ខែមេសាឆ្នាំ 1986 ។ ជាលទ្ធផលនៃការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃអង្គភាពថាមពលទី 4 សារធាតុវិទ្យុសកម្មចំនួន 190 តោន (រួមទាំងអ៊ីសូតូប plutonium) ត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងបរិស្ថានលើផ្ទៃដីប្រហែល 2200 គីឡូម៉ែត្រការ៉េ។

ការ​បញ្ចេញ​សារធាតុ​ផ្លាតូនីញ៉ូម​ទៅ​ក្នុង​បរិស្ថាន​មិន​ត្រឹម​តែ​ជាប់​ពាក់ព័ន្ធ​នឹង​ឧប្បត្តិហេតុ​ដែល​មនុស្ស​បង្កើត​ឡើង​នោះ​ទេ។ មាន​ករណី​លេច​ធ្លាយ​សារធាតុ​ផ្លាតូនីញ៉ូម ទាំង​ពី​លក្ខខណ្ឌ​មន្ទីរពិសោធន៍ និង​រោងចក្រ។ ការលេចធ្លាយដោយចៃដន្យជាងម្ភៃពីមន្ទីរពិសោធន៍ 235U និង 239Pu ត្រូវបានគេស្គាល់។ កំឡុងឆ្នាំ 1953-1978 ។ គ្រោះថ្នាក់នាំឱ្យបាត់បង់ 0.81 (ម៉ាយ៉ាក ថ្ងៃទី 15 ខែមីនា ឆ្នាំ 1953) ដល់ 10.1 គីឡូក្រាម (ថមសក ថ្ងៃទី 13 ខែធ្នូ ឆ្នាំ 1978) 239 ពូ។ ឧប្បត្តិហេតុឧស្សាហកម្មបានបណ្តាលឱ្យមនុស្សស្លាប់សរុបពីរនាក់នៅ Los Alamos (ថ្ងៃទី 21 ខែសីហាឆ្នាំ 1945 និងថ្ងៃទី 21 ខែឧសភាឆ្នាំ 1946) ដោយសារគ្រោះថ្នាក់ចំនួន 2 និងការបាត់បង់ប្លាតូនីញ៉ូម 6,2 គីឡូក្រាម។ នៅទីក្រុង Sarov ក្នុងឆ្នាំ 1953 និង 1963 ។ ប្រហែល 8 និង 17.35 គីឡូក្រាមបានធ្លាក់នៅខាងក្រៅរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។ មួយក្នុងចំណោមពួកគេនាំទៅដល់ការបំផ្លាញម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរនៅឆ្នាំ 1953 ។

នៅពេលដែលការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរ 238Pu ជាមួយនឺត្រុង ថាមពល 200 MeV ត្រូវបានបញ្ចេញ ដែលច្រើនជាង 50 លានដង ច្រើនជាងប្រតិកម្មកំដៅខាងក្រៅដ៏ល្បីល្បាញបំផុតគឺ C + O2 → CO2 ។ "ការដុត" នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអែរមួយក្រាមនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមផលិតបាន 2,107 kcal - នេះគឺជាថាមពលដែលមាននៅក្នុងធ្យូងថ្ម 4 តោន។ ដុំ​ឥន្ធនៈ​ប្លាតូនីញ៉ូម​ក្នុង​សមមូល​ថាមពល​អាច​ស្មើ​នឹង​ឈើ​ល្អ​ចំនួន​សែសិប​រទេះ!

"អ៊ីសូតូបធម្មជាតិ" នៃប្លាតូនីញ៉ូម (244Pu) ត្រូវបានគេជឿថាជាអ៊ីសូតូបដែលរស់នៅបានយូរបំផុតនៃធាតុ transuranium ទាំងអស់។ ពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់វាគឺ 8.26∙107 ឆ្នាំ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានព្យាយាមអស់រយៈពេលជាយូរមកហើយដើម្បីទទួលបានអ៊ីសូតូបនៃធាតុ transuranium ដែលនឹងមានរយៈពេលយូរជាង 244Pu - ក្តីសង្ឃឹមដ៏អស្ចារ្យនៅក្នុងរឿងនេះត្រូវបានខ្ទាស់នៅលើ 247Cm ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយបន្ទាប់ពីការសំយោគរបស់វាវាបានប្រែក្លាយថាពាក់កណ្តាលជីវិតនៃធាតុនេះគឺត្រឹមតែ 14 លានឆ្នាំប៉ុណ្ណោះ។

រឿង

នៅឆ្នាំ 1934 ក្រុមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលដឹកនាំដោយ Enrico Fermi បានធ្វើសេចក្តីថ្លែងការណ៍មួយថាក្នុងអំឡុងពេលការងារវិទ្យាសាស្ត្រនៅសាកលវិទ្យាល័យរ៉ូមពួកគេបានរកឃើញធាតុគីមីដែលមានលេខ 94 ។ តាមការទទូចរបស់ Fermi ធាតុនេះត្រូវបានគេហៅថា hesperium អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រត្រូវបានគេជឿជាក់ថាគាត់ បានរកឃើញធាតុថ្មីមួយ ដែលឥឡូវនេះត្រូវបានគេហៅថា ប្លាតូនីញ៉ូម ដូច្នេះវាបង្ហាញពីអត្ថិភាពនៃធាតុ transuranium និងក្លាយជាអ្នករកឃើញទ្រឹស្តីរបស់ពួកគេ។ Fermi បានការពារសម្មតិកម្មនេះនៅក្នុងការបង្រៀនណូបែលរបស់គាត់នៅឆ្នាំ 1938 ។ វាគ្រាន់តែបន្ទាប់ពីការរកឃើញនៃការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ Otto Frisch និង Fritz Strasmann ដែល Fermi ត្រូវបានបង្ខំឱ្យធ្វើកំណត់ត្រានៅក្នុងកំណែបោះពុម្ពដែលបានបោះពុម្ពនៅទីក្រុង Stockholm ក្នុងឆ្នាំ 1939 ដែលបង្ហាញពីតម្រូវការដើម្បីពិចារណាឡើងវិញ "បញ្ហាទាំងមូលនៃធាតុ transuranium" ។ ការពិតគឺថាការងាររបស់ Frisch និង Strassmann បានបង្ហាញថាសកម្មភាពដែលបានរកឃើញដោយ Fermi នៅក្នុងការពិសោធន៍របស់គាត់គឺដោយសារតែការបំបែកយ៉ាងជាក់លាក់ ហើយមិនមែនចំពោះការរកឃើញធាតុ transuranium ដូចដែលគាត់បានជឿពីមុនមកនោះទេ។

ធាតុថ្មី កៅសិបបួន ត្រូវបានរកឃើញនៅចុងឆ្នាំ 1940 ។ វាបានកើតឡើងនៅ Berkeley នៅសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ា។ ដោយការទម្លាក់គ្រាប់បែកអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមអុកស៊ីដ (U3O8) ជាមួយនឹងស្នូលអ៊ីដ្រូសែនធ្ងន់ (deuterons) ក្រុមអ្នកគីមីវិទ្យាអាមេរិកដែលដឹកនាំដោយ Glenn T. Seaborg បានរកឃើញឧបករណ៍បញ្ចេញភាគល្អិតអាល់ហ្វាដែលមិនស្គាល់ពីមុនជាមួយនឹងពាក់កណ្តាលជីវិត 90 ឆ្នាំ។ សារធាតុបញ្ចេញនេះប្រែទៅជាអ៊ីសូតូបនៃធាតុលេខ 94 ដែលមានចំនួនម៉ាស់ 238។ ដូច្នេះនៅថ្ងៃទី 14 ខែធ្នូ ឆ្នាំ 1940 បរិមាណមីក្រូក្រាមដំបូងនៃប្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានទទួលជាមួយនឹងល្បាយនៃធាតុផ្សេងទៀត និងសមាសធាតុរបស់វា។

ក្នុងអំឡុងពេលនៃការពិសោធន៍ដែលបានធ្វើឡើងក្នុងឆ្នាំ 1940 វាត្រូវបានគេរកឃើញថាក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ អ៊ីសូតូបណិបតូនីញ៉ូម-238 ដែលមានអាយុកាលខ្លីត្រូវបានផលិតដំបូង (ពាក់កណ្តាលជីវិត 2.117 ថ្ងៃ) ហើយពីវា ប្លាតូនីញ៉ូម-២៣៨៖

23392U (d,2n) → 23893Np → (β−) 23894Pu

ការពិសោធន៍គីមីដ៏យូរ និងហត់នឿយ ដើម្បីបំបែកធាតុថ្មីពីភាពមិនបរិសុទ្ធ មានរយៈពេលពីរខែ។ អត្ថិភាពនៃធាតុគីមីថ្មីមួយត្រូវបានបញ្ជាក់នៅយប់ថ្ងៃទី 23-24 ខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ 1941 ដោយ G. T. Seaborg, E. M. Macmillan, J. W. Kennedy និង A. C. Wall តាមរយៈការសិក្សាអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីដំបូងរបស់វា - សមត្ថភាពក្នុងការមានអុកស៊ីតកម្មយ៉ាងហោចណាស់ពីរ។ រដ្ឋ។ បន្តិចក្រោយមក ជាងការបញ្ចប់នៃការពិសោធន៍ វាត្រូវបានបង្កើតឡើងថា អ៊ីសូតូបនេះគឺមិនរលាយ ហើយដូច្នេះវាមិនគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍សម្រាប់ការសិក្សាបន្ថែម។ មិនយូរប៉ុន្មាន (ខែមីនា ឆ្នាំ 1941) Kennedy, Seaborg, Segre និង Wahl បានសំយោគអ៊ីសូតូបសំខាន់ជាងគឺ ប្លាតូនីញ៉ូម-239 ដោយការបំភាយអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមជាមួយនឹងនឺត្រុងដែលមានល្បឿនលឿននៅក្នុងស៊ីក្លូតុង។ អ៊ីសូតូបនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការពុកផុយនៃណេបតូនីញ៉ូម-២៣៩ បញ្ចេញកាំរស្មីអាល់ហ្វា និងមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃ 24,000 ឆ្នាំ។ សមាសធាតុសុទ្ធដំបូងនៃធាតុត្រូវបានទទួលនៅឆ្នាំ 1942 ហើយបរិមាណនៃលោហធាតុ plutonium ទម្ងន់ដំបូងត្រូវបានទទួលនៅឆ្នាំ 1943 ។

ឈ្មោះនៃធាតុថ្មី 94 ត្រូវបានស្នើឡើងក្នុងឆ្នាំ 1948 ដោយលោក MacMillan ដែលពីរបីខែមុនពេលការរកឃើញនៃសារធាតុ plutonium រួមជាមួយ F. Eibelson ទទួលបានធាតុទីមួយធ្ងន់ជាងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម - ធាតុលេខ 93 ដែលត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះថា neptunium ជាកិត្តិយស។ នៃភពណិបទូន - ទីមួយហួសពីអ៊ុយរ៉ានុស។ ដោយភាពស្រដៀងគ្នា ពួកគេបានសម្រេចចិត្តហៅធាតុលេខ 94 ផ្លាតូញ៉ូម ចាប់តាំងពីភពភ្លុយតូស្ថិតនៅលំដាប់ទីពីរបន្ទាប់ពីភពអ៊ុយរ៉ានុស។ នៅក្នុងវេន Seaborg បានស្នើឱ្យហៅធាតុថ្មីថា "ប្លាទីន" ប៉ុន្តែបន្ទាប់មកបានដឹងថាឈ្មោះនេះមិនសូវល្អទេបើប្រៀបធៀបទៅនឹង "ប្លាតូនីញ៉ូម" ​​។ លើសពីនេះទៀតគាត់បានដាក់ឈ្មោះផ្សេងទៀតសម្រាប់ធាតុថ្មី: អ៊ុលទីញ៉ូម extermium ដោយសារតែការវិនិច្ឆ័យខុសនៅពេលនោះថា plutonium នឹងក្លាយជាធាតុគីមីចុងក្រោយនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់។ ជាលទ្ធផល ធាតុនេះត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះថា "ប្លាតូនីញ៉ូម" ​​ដើម្បីជាកិត្តិយសដល់ការរកឃើញភពចុងក្រោយនៅក្នុងប្រព័ន្ធព្រះអាទិត្យ។

ស្ថិតនៅក្នុងធម្មជាតិ

ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃអ៊ីសូតូបដែលមានអាយុកាលវែងបំផុតនៃប្លាតូនីញ៉ូមគឺ 75 លានឆ្នាំ។ តួរលេខនេះគឺគួរអោយចាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងណាស់ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អាយុរបស់ Galaxy ត្រូវបានវាស់វែងជារាប់ពាន់លានឆ្នាំ។ វាកើតឡើងពីនេះដែលអ៊ីសូតូបបឋមនៃធាតុទី 94 ដែលបង្កើតឡើងកំឡុងពេលសំយោគដ៏អស្ចារ្យនៃធាតុនៃសកលលោក គ្មានឱកាសរស់រានមានជីវិតរហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះទេ។ ហើយទោះជាយ៉ាងនេះក្តី នេះមិនមែនមានន័យថា គ្មានសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមនៅក្នុងផែនដីទាល់តែសោះ។ វាត្រូវបានបង្កើតឡើងឥតឈប់ឈរនៅក្នុងរ៉ែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ដោយការចាប់យកនឺត្រុងពីវិទ្យុសកម្មលោហធាតុ និងនឺត្រុងដែលផលិតដោយការបំបែកឯកឯងនៃ 238U នុយក្លេអ៊ែរ អាតូមមួយចំនួនតូចបំផុតនៃអ៊ីសូតូបនេះប្រែទៅជាអាតូម 239U ។ ស្នូលនៃធាតុនេះគឺមិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំងណាស់ ពួកវាបញ្ចេញអេឡិចត្រុង ហើយដោយហេតុនេះបង្កើនបន្ទុករបស់វា ហើយការបង្កើត neptunium ដែលជាធាតុ transuranium ដំបូងកើតឡើង។ 239Np ក៏មិនស្ថិតស្ថេរដែរ ស្នូលរបស់វាក៏បញ្ចេញអេឡិចត្រុងផងដែរ ដូច្នេះក្នុងរយៈពេលត្រឹមតែ 56 ម៉ោងពាក់កណ្តាលនៃ 239Np ប្រែទៅជា 239Pu ។

ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃអ៊ីសូតូបនេះគឺវែងណាស់ហើយមានចំនួន 24,000 ឆ្នាំ។ ជាមធ្យម មាតិកានៃ 239Pu គឺប្រហែល 400,000 ដងតិចជាងរ៉ាដ្យូម។ ដូច្នេះវាពិបាកខ្លាំងណាស់ មិនត្រឹមតែជីកយករ៉ែប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងអាចរកឃើញ “ភពផែនដី” ផ្លាតូនីញ៉ូមទៀតផង។ បរិមាណតិចតួចនៃ 239Pu - ផ្នែកក្នុងមួយពាន់ពាន់លាន - និងផលិតផលពុកផុយអាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងរ៉ែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមឧទាហរណ៍នៅក្នុងម៉ាស៊ីនប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរធម្មជាតិនៅ Oklo ប្រទេស Gabon (អាហ្វ្រិកខាងលិច) ។ អ្វីដែលគេហៅថា "រ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរធម្មជាតិ" ត្រូវបានគេចាត់ទុកថាមានតែមួយគត់នៅក្នុងពិភពលោកដែល actinides និងផលិតផល fission របស់ពួកគេកំពុងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងភូមិសាស្ត្រ។ យោងតាមការប៉ាន់ប្រមាណទំនើប ប្រតិកម្មទ្រទ្រង់ខ្លួនឯងជាមួយនឹងការបញ្ចេញកំដៅបានកើតឡើងនៅក្នុងតំបន់នេះជាច្រើនលានឆ្នាំមុន ដែលមានរយៈពេលជាងកន្លះលានឆ្នាំ។

ដូច្នេះ យើងដឹងហើយថានៅក្នុងរ៉ែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ជាលទ្ធផលនៃការចាប់យកនឺត្រុងដោយនឺត្រុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ណុបតូនីញ៉ូម (239Np) ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលជាផលិតផលរលួយរបស់បេតានីញ៉ូម -239 ធម្មជាតិ។ សូមអរគុណដល់ឧបករណ៍ពិសេស - ឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ម៉ាស់ - វត្តមានរបស់ plutonium-244 (244Pu) ដែលមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលវែងបំផុត - ប្រហែល 80 លានឆ្នាំត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុង Precambrian bastnaesite (រ៉ែ cerium) ។ នៅក្នុងធម្មជាតិ 244Pu ត្រូវបានរកឃើញភាគច្រើននៅក្នុងទម្រង់នៃឌីអុកស៊ីត (PuO2) ដែលសូម្បីតែរលាយក្នុងទឹកតិចជាងខ្សាច់ (រ៉ែថ្មខៀវ)។ ដោយសារអ៊ីសូតូប plutonium-240 (240Pu) ដែលមានអាយុកាលយូរគឺស្ថិតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់នៃការពុកផុយនៃ plutonium-244 ការពុកផុយរបស់វាកើតឡើង ប៉ុន្តែវាកើតឡើងកម្រណាស់ (1 ករណីក្នុង 10,000) ។ បរិមាណតិចតួចបំផុតនៃ plutonium-238 (238Pu) គឺដោយសារតែការបំបែកបេតាពីរដងដ៏កម្រនៃអ៊ីសូតូបមេ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-238 ដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងរ៉ែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។

ដាននៃអ៊ីសូតូប 247Pu និង 255Pu ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងធូលីដែលប្រមូលបានបន្ទាប់ពីការផ្ទុះនៃគ្រាប់បែក thermonuclear ។

បរិមាណតិចបំផុតនៃប្លាតូនីញ៉ូមអាចសន្មត់ថាមានវត្តមាននៅក្នុងខ្លួនមនុស្ស ដោយហេតុថាការធ្វើតេស្តនុយក្លេអ៊ែរមួយចំនួនធំត្រូវបានធ្វើឡើងតាមមធ្យោបាយមួយ ឬវិធីមួយផ្សេងទៀតដែលទាក់ទងនឹងប្លាតូនីញ៉ូម។ Plutonium ប្រមូលផ្តុំជាចម្បងនៅក្នុងគ្រោងឆ្អឹង និងថ្លើម ពីកន្លែងដែលវាមិនត្រូវបានបញ្ចេញចោល។ លើសពីនេះទៀតធាតុកៅសិបបួនត្រូវបានបង្គរដោយសារពាង្គកាយសមុទ្រ; រុក្ខជាតិដីស្រូបយកសារធាតុភ្លុយតូញ៉ូមជាចម្បងតាមរយៈប្រព័ន្ធឫស។

វាប្រែថា plutonium សំយោគសិប្បនិម្មិតនៅតែមាននៅក្នុងធម្មជាតិ ដូច្នេះហេតុអ្វីបានជាវាមិនត្រូវបានគេជីកយក ប៉ុន្តែទទួលបានដោយសិប្បនិម្មិត? ការពិតគឺថាកំហាប់នៃធាតុនេះគឺទាបពេក។ អំពីលោហៈវិទ្យុសកម្មមួយផ្សេងទៀត - រ៉ាដ្យូមពួកគេនិយាយថា "ផលិតកម្មមួយក្រាម - ឆ្នាំនៃការងារ" ហើយរ៉ាដ្យូមនៅក្នុងធម្មជាតិមានច្រើនជាង 400,000 ដងច្រើនជាងផ្លាតូនីញ៉ូម! សម្រាប់ហេតុផលនេះ វាពិតជាលំបាកខ្លាំងណាស់ មិនត្រឹមតែក្នុងការជីកយករ៉ែប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអាចរកឃើញ “ផែនដី” ផ្លាតូនីញ៉ូម។ នេះត្រូវបានធ្វើតែបន្ទាប់ពីលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីនៃប្លាតូនីញ៉ូមដែលផលិតនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានសិក្សា។

ការដាក់ពាក្យ

អ៊ីសូតូម 239Pu (រួមជាមួយ U) ត្រូវបានប្រើជាឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រថាមពលដែលដំណើរការលើនឺត្រុងកម្ដៅ និងលឿន (ជាចម្បង) ក៏ដូចជាក្នុងការផលិតអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ។

រោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរប្រហែលកន្លះពាន់នៅជុំវិញពិភពលោកផលិតថាមពលអគ្គិសនីប្រមាណ 370 GW (ឬ 15% នៃផលិតកម្មអគ្គិសនីសរុបរបស់ពិភពលោក)។ Plutonium-236 ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងការផលិតអាគុយអេឡិចត្រិចអាតូមដែលអាយុកាលសេវាកម្មឈានដល់ 5 ឆ្នាំឬច្រើនជាងនេះពួកគេត្រូវបានប្រើនៅក្នុងម៉ាស៊ីនភ្លើងបច្ចុប្បន្នដែលរំញោចបេះដូង (ឧបករណ៍បង្កើនល្បឿន) ។ 238Pu ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ក្នុង​ប្រភព​ថាមពល​នុយក្លេអ៊ែរ​ខ្នាត​តូច​ដែល​ប្រើ​ក្នុង​ការ​ស្រាវជ្រាវ​អវកាស។ ដូច្នេះ ផ្លាតូនីញ៉ូម-២៣៨ គឺជាប្រភពថាមពលសម្រាប់យាន New Horizons, Galileo និង Cassini យាន Curiosity rover និងយានអវកាសផ្សេងទៀត។

អាវុធនុយក្លេអែរប្រើប្រាស់សារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូម-២៣៩ ពីព្រោះអ៊ីសូតូបនេះគឺជានុយក្លេអ៊ែរតែមួយគត់ដែលសមរម្យសម្រាប់ប្រើក្នុងគ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរ។ លើសពីនេះ ការប្រើប្រាស់ញឹកញាប់ជាងមុននៃ plutonium-239 នៅក្នុងគ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរគឺដោយសារតែ plutonium កាន់កាប់បរិមាណតិចជាងនៅក្នុងស្វ៊ែរ (កន្លែងដែលស្នូលគ្រាប់បែកស្ថិតនៅ) ដូច្នេះថាមពលផ្ទុះនៃគ្រាប់បែកអាចទទួលបានដោយសារតែបញ្ហានេះ។ ទ្រព្យសម្បត្តិ។

គ្រោងការណ៍ដែលការផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្លាតូនីញ៉ូមកើតឡើងគឺនៅក្នុងការរចនានៃគ្រាប់បែកខ្លួនឯងដែលជាស្នូលនៃស្វ៊ែរដែលពោរពេញទៅដោយ 239Pu ។ នៅពេលប៉ះទង្គិចជាមួយដី លំហរត្រូវបានបង្ហាប់ទៅបរិយាកាសមួយលាន ដោយសារការរចនា និងអរគុណចំពោះការផ្ទុះជុំវិញលំហនេះ។ បន្ទាប់ពីផលប៉ះពាល់ ស្នូលពង្រីកក្នុងបរិមាណ និងដង់ស៊ីតេក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លីបំផុត - រាប់សិបមីក្រូវិនាទី ការជួបប្រជុំគ្នាលោតឆ្លងកាត់ស្ថានភាពសំខាន់ជាមួយនឺត្រុងហ្វាលកម្ដៅ ហើយចូលទៅក្នុងស្ថានភាព supercritical ជាមួយនឹងនឺត្រុងលឿន - ប្រតិកម្មសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរចាប់ផ្តើមដោយការចូលរួមពី នឺត្រុង និងស្នូលនៃធាតុ។ ការផ្ទុះចុងក្រោយនៃគ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរបញ្ចេញសីតុណ្ហភាពនៃលំដាប់រាប់សិបលានដឺក្រេ។

អ៊ីសូតូប Plutonium បានរកឃើញការប្រើប្រាស់របស់ពួកគេក្នុងការសំយោគនៃធាតុ transplutonium (បន្ទាប់ជាមួយ plutonium) ។ ឧទាហរណ៍ នៅមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Oak Ridge ជាមួយនឹងការ irradiation នឺត្រុងរយៈពេលយូរនៃ 239Pu, 24496Cm, 24296Cm, 24997Bk, 25298Cf, 25399Es និង 257100Fm ត្រូវបានទទួល។ ដូចគ្នានេះដែរ americium 24195Am ត្រូវបានទទួលជាលើកដំបូងក្នុងឆ្នាំ 1944 ។ ក្នុងឆ្នាំ 2010 អុកស៊ីដ plutonium-242 បានទម្លាក់គ្រាប់បែកជាមួយអ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូម-48 ជាប្រភពសម្រាប់ ununquadium ។

δ- យ៉ាន់ស្ព័រដែលមានស្ថេរភាពផ្លាតូនីញ៉ូម ត្រូវបានប្រើក្នុងការផលិតកំណាត់ឥន្ធនៈ ព្រោះវាមានលក្ខណៈលោហធាតុល្អជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្លាតូនីញ៉ូមសុទ្ធ ដែលឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលនៅពេលដែលកំដៅ ហើយជាវត្ថុធាតុដើមដែលផុយ និងមិនអាចទុកចិត្តបាន។ យ៉ាន់ស្ព័រនៃ plutonium ជាមួយធាតុផ្សេងទៀត (សមាសធាតុ intermetallic) ជាធម្មតាត្រូវបានទទួលដោយអន្តរកម្មផ្ទាល់នៃធាតុក្នុងសមាមាត្រដែលត្រូវការ ខណៈពេលដែលការរលាយធ្នូត្រូវបានគេប្រើជាចម្បង ជួនកាលយ៉ាន់ស្ព័រមិនស្ថិតស្ថេរត្រូវបានទទួលដោយការបាញ់ថ្នាំ ឬការរលាយនៃការរលាយ។

ធាតុលោហធាតុឧស្សាហ៍កម្មសំខាន់ៗសម្រាប់ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺហ្គាលីញ៉ូម អាលុយមីញ៉ូម និងជាតិដែក ថ្វីបើប្លាតូនីញ៉ូមអាចបង្កើតជាយ៉ាន់ស្ព័រ និងកម្រិតមធ្យមជាមួយនឹងលោហធាតុភាគច្រើនដោយមានករណីលើកលែងដ៏កម្រ (ប៉ូតាស្យូម សូដ្យូម លីចូម រូប៊ីដ្យូម ម៉ាញេស្យូម កាល់ស្យូម ស្ត្រូនញ៉ូម បារីយ៉ូម អ៊ឺរ៉ុប និងអ៊ីតធឺប៊ីយ៉ូម) ។ . លោហៈធាតុចំណាំងផ្លាត៖ ម៉ូលីបដិននីម នីអូប៊ីយ៉ូម ក្រូមីញ៉ូម តង់តាឡុម និងតង់ស្ទីនគឺអាចរលាយបានក្នុង ប្លាតូនីញ៉ូមរាវ ប៉ុន្តែស្ទើរតែមិនរលាយ ឬរលាយបន្តិចនៅក្នុងប្លាតូនីញ៉ូមរឹង។ ជាតិឥណ្ឌូម ស៊ីលីកុន ស័ង្កសី និងហ្សីកញ៉ូម មានសមត្ថភាពបង្កើត δ-plutonium (δ"-phase) ដែលអាចបំប្លែងបាននៅពេលដែលត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័ស។ Gallium, អាលុយមីញ៉ូម, americium, scandium និង cerium អាចរក្សាលំនឹង δ-plutonium នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។

បរិមាណដ៏ច្រើននៃ holmium, hafnium និង thallium អនុញ្ញាតឱ្យ δ-plutonium មួយចំនួនត្រូវបានរក្សាទុកនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ Neptunium គឺជាធាតុតែមួយគត់ដែលអាចរក្សាស្ថេរភាព α-plutonium នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ទីតានីញ៉ូម ហាហ្វនីញ៉ូម និងហ្សីកញ៉ូម ធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធនៃ បេ-ប្លាតូនីញ៉ូម នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ នៅពេលដែលត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័ស។ កម្មវិធីនៃយ៉ាន់ស្ព័របែបនេះគឺមានភាពចម្រុះណាស់។ ឧទាហរណ៍ យ៉ាន់ស្ព័រ plutonium-gallium ត្រូវបានប្រើដើម្បីរក្សាលំនឹងដំណាក់កាល δ នៃ plutonium ដែលជៀសវាងការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលα-δ។ Plutonium-gallium-cobalt ternary alloy (PuGaCo5) គឺជា alloy superconducting at 18.5 K. មានយ៉ាន់ស្ព័រមួយចំនួន (plutonium-zirconium, plutonium-cerium និង plutonium-cerium-cobalt) ដែលប្រើជាឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរ។

ផលិតផល

plutonium ឧស្សាហកម្មត្រូវបានផលិតតាមពីរវិធី។ នេះគឺជាការ irradiation នៃ 238U nuclei ដែលមាននៅក្នុង reactors នុយក្លេអ៊ែរ ឬការបំបែកដោយវិធីវិទ្យុសកម្មគីមី (co-precipitation, extraction, ion exchange.

ក្នុងករណីទី 1 អ៊ីសូតូបជាក់ស្តែងបំផុត 239Pu (លាយជាមួយសារធាតុផ្សំតូចមួយនៃ 240Pu) ត្រូវបានផលិតនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ ដោយមានការចូលរួមពីនុយក្លេអ៊ែរ និងនឺត្រុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដោយប្រើ β-decay និងដោយមានការចូលរួមពីអ៊ីសូតូបណិបតូនីញ៉ូមជាផលិតផលបំប្លែងកម្រិតមធ្យម៖

23892U + 21D → 23893Np + 210n;

23893Np → 23894Pu

β-រលួយ

នៅក្នុងដំណើរការនេះ deuteron ចូលទៅក្នុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-238 ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើត neptunium-238 និងនឺត្រុងពីរ។ Neptunium-238 បន្ទាប់មកបំបែកដោយឯកឯងដោយបញ្ចេញភាគល្អិតបេតាដកដែលបង្កើតជា plutonium-238 ។

ជាធម្មតាមាតិកានៃ 239Pu នៅក្នុងល្បាយគឺ 90-95%, 240Pu គឺ 1-7%, មាតិកានៃអ៊ីសូតូបផ្សេងទៀតមិនលើសពីមួយភាគដប់នៃភាគរយ។ អ៊ីសូតូបដែលមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលជីវិត - 242Pu និង 244Pu ត្រូវបានទទួលដោយការ irradiation យូរជាមួយនឹងនឺត្រុង 239Pu ។ លើសពីនេះទៅទៀត ទិន្នផល 242Pu គឺច្រើនដប់ភាគរយ ហើយ 244Pu គឺជាប្រភាគនៃមាតិកា 242Pu ។ បរិមាណតិចតួចនៃ plutonium-238 សុទ្ធ isotopically ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលដែល neptunium-237 ត្រូវបាន irradiated ជាមួយនឺត្រុង។ អ៊ីសូតូមពន្លឺនៃប្លាតូនីញ៉ូមដែលមានលេខម៉ាស់ 232-237 ជាធម្មតាត្រូវបានទទួលនៅក្នុងស៊ីក្លូតុងដោយការបំភាយអ៊ីសូតូបអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមជាមួយនឹងភាគល្អិតα។

វិធីសាស្រ្តទីពីរនៃការផលិតឧស្សាហកម្មនៃ 239Pu ប្រើដំណើរការ Purex ដោយផ្អែកលើការស្រង់ចេញជាមួយ tributyl phosphate ក្នុងសារធាតុរំលាយពន្លឺ។ នៅក្នុងវដ្តទីមួយ Pu និង U ត្រូវបានបន្សុតរួមគ្នាពីផលិតផល fission ហើយបន្ទាប់មកបំបែក។ នៅក្នុងវដ្តទីពីរ និងទីបី ផ្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានបន្សុត និងប្រមូលផ្តុំបន្ថែមទៀត។ គ្រោងការណ៍នៃដំណើរការបែបនេះគឺផ្អែកលើភាពខុសគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិនៃ tetra- និងសមាសធាតុ hexavalent នៃធាតុដែលត្រូវបានបំបែក។

ដំបូង កំណាត់ឥន្ធនៈដែលបានចំណាយត្រូវបានរុះរើ ហើយស្រទាប់ដែលមានផ្ទុកសារធាតុ plutonium និង uranium ត្រូវបានដកចេញដោយមធ្យោបាយរូបវន្ត និងគីមី។ បន្ទាប់​មក ឥន្ធនៈ​នុយក្លេអ៊ែរ​ដែល​ចម្រាញ់​ចេញ​ត្រូវ​បាន​រំលាយ​ក្នុង​អាស៊ីត​នីទ្រីក។ បន្ទាប់ពីបានទាំងអស់ វាគឺជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មដ៏រឹងមាំនៅពេលរំលាយ ហើយអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ប្លាតូនីញ៉ូម និងភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានកត់សុី។ អាតូម Plutonium ដែលមានសូន្យ valence ត្រូវបានបំប្លែងទៅជា Pu +6 ហើយទាំង plutonium និង uranium ត្រូវបានរំលាយ។ ពីដំណោះស្រាយបែបនេះ ធាតុកៅសិបបួនត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជារដ្ឋ trivalent ជាមួយស្ពាន់ធ័រឌីអុកស៊ីត ហើយបន្ទាប់មក precipitated ជាមួយ lanthanum fluoride (LaF3) ។

ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បន្ថែមពីលើសារធាតុភ្លុយតូញ៉ូម ដីល្បាប់មានផ្ទុកសារធាតុណេបតូនីញ៉ូម និងធាតុកម្រនៃផែនដី ប៉ុន្តែភាគច្រើន (អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម) នៅតែមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ បន្ទាប់មក ផ្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានកត់សុីម្តងទៀតទៅ Pu +6 ហើយ lanthanum fluoride ត្រូវបានបន្ថែមម្តងទៀត។ ឥឡូវនេះ ធាតុកម្រនៃផែនដីបានជ្រាបចូល ហើយសារធាតុ plutonium នៅតែមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ បន្ទាប់មក នីត្រូនីញ៉ូមត្រូវបានកត់សុីទៅជារដ្ឋតេត្រេវ៉ាលែនជាមួយប៉ូតាស្យូមប្រូមេត ចាប់តាំងពីសារធាតុនេះមិនមានឥទ្ធិពលលើប្លាតូនីញ៉ូមទេ បន្ទាប់មកក្នុងអំឡុងពេលទឹកភ្លៀងបន្ទាប់បន្សំជាមួយនឹងហ្វ្លុយអូរី lanthanum ដូចគ្នា ប្រូតូនីញ៉ូម trivalent ឆ្លងចូលទៅក្នុងទឹកភ្លៀង ហើយ neptunium នៅតែមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ ផលិតផលបញ្ចប់នៃប្រតិបត្តិការបែបនេះគឺជាសមាសធាតុដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Plutonium - PuO2 dioxide ឬ fluorides (PuF3 ឬ PuF4) ដែលពីលោហធាតុ plutonium ត្រូវបានទទួល (ដោយកាត់បន្ថយជាមួយនឹងបារីយ៉ូម កាល់ស្យូម ឬចំហាយលីចូម)។

Purer plutonium អាចសម្រេចបានដោយការចម្រាញ់អេឡិចត្រូលីតនៃលោហៈដែលផលិតដោយ pyrochemically ដែលត្រូវបានធ្វើនៅក្នុងកោសិកា electrolysis នៅ 700 ° C ជាមួយនឹងអេឡិចត្រូលីតនៃប៉ូតាស្យូម សូដ្យូម និងក្លរួ plutonium ដោយប្រើ tungsten ឬ tantalum cathode ។ ផូតូនីញ៉ូមដែលទទួលបានតាមរបៀបនេះមានភាពបរិសុទ្ធ 99.99% ។

ដើម្បីផលិតបរិមាណដ៏ច្រើននៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូម រ៉េអាក់ទ័របង្កាត់ពូជត្រូវបានសាងសង់ ដែលគេហៅថា "អ្នកបង្កាត់" (ពីកិរិយាសព្ទភាសាអង់គ្លេសទៅបង្កាត់ពូជ - ដើម្បីគុណ)។ រ៉េអាក់ទ័រទាំងនេះបានទទួលឈ្មោះដោយសារតែសមត្ថភាពរបស់ពួកគេក្នុងការផលិតវត្ថុធាតុរលាយក្នុងបរិមាណលើសពីតម្លៃនៃការទទួលបានសម្ភារៈនេះ។ ភាពខុសគ្នារវាងរ៉េអាក់ទ័រប្រភេទនេះ និងប្រភេទផ្សេងទៀតគឺថានឺត្រុងនៅក្នុងពួកវាមិនត្រូវបានបន្ថយល្បឿនទេ (មិនមានអ្នកសម្របសម្រួលឧទាហរណ៍ក្រាហ្វិត) ដើម្បីឱ្យពួកវាមានប្រតិកម្មជាមួយ 238U ឱ្យបានច្រើនតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។

បន្ទាប់ពីប្រតិកម្ម អាតូម 239U ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលបង្កើតជា 239Pu ជាបន្តបន្ទាប់។ ស្នូលនៃរ៉េអាក់ទ័របែបនេះដែលមាន PuO2 នៅក្នុង uranium dioxide (UO2) ត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយសំបកនៃ uranium dioxide-238 (238UO2) ដែលកាន់តែរលាយហើយ 239Pu ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ការប្រើប្រាស់រួមគ្នានៃ 238U និង 235U អនុញ្ញាតឱ្យ "អ្នកបង្កាត់ពូជ" ផលិតថាមពលពី 50-60 ដងពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមធម្មជាតិជាងរ៉េអាក់ទ័រផ្សេងទៀត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រ៉េអាក់ទ័រទាំងនេះមានគុណវិបត្តិដ៏ធំមួយ - កំណាត់ឥន្ធនៈត្រូវតែត្រជាក់ដោយឧបករណ៍ផ្ទុកផ្សេងក្រៅពីទឹក ដែលកាត់បន្ថយថាមពលរបស់វា។ ដូច្នេះវាត្រូវបានគេសម្រេចចិត្តប្រើសូដ្យូមរាវជាសារធាតុ coolant ។

ការសាងសង់រ៉េអាក់ទ័របែបនេះនៅក្នុងសហរដ្ឋអាមេរិកបានចាប់ផ្តើមបន្ទាប់ពីការបញ្ចប់នៃសង្គ្រាមលោកលើកទី 2 សហភាពសូវៀតនិងចក្រភពអង់គ្លេសបានចាប់ផ្តើមការសាងសង់របស់ពួកគេតែនៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1950 ប៉ុណ្ណោះ។

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត

ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជាលោហៈដែលមានទម្ងន់ធ្ងន់ (ដង់ស៊ីតេនៅកម្រិតធម្មតា 19.84 ក្រាម/cm³) លោហធាតុពណ៌ប្រាក់ ក្នុងស្ថានភាពបន្សុតស្រដៀងនឹងនីកែល ប៉ុន្តែនៅក្នុងខ្យល់ plutonium កត់សុីយ៉ាងឆាប់រហ័ស រលត់ បង្កើតជាខ្សែភាពយន្ត iridescent ពន្លឺពណ៌លឿងដំបូង បន្ទាប់មកប្រែទៅជាពណ៌ស្វាយងងឹត។ . នៅពេលដែលអុកស៊ីតកម្មធ្ងន់ធ្ងរកើតឡើង ម្សៅអុកស៊ីដពណ៌បៃតងអូលីវ (PuO2) លេចឡើងនៅលើផ្ទៃលោហៈ។

ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជាលោហៈដែលមានអេឡិចត្រុង និងប្រតិកម្មខ្លាំង ដែលច្រើនជាងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមច្រើនដង។ វាមានបំរែបំរួល allotropic ចំនួនប្រាំពីរ (α, β, γ, δ, δ", ε និង ζ) ដែលផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ និងនៅកម្រិតសម្ពាធជាក់លាក់មួយ។ នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ប្លាតូនីញ៉ូមស្ថិតនៅក្នុងទម្រង់ α - នេះគឺជា ការកែប្រែ allotropic ទូទៅបំផុតសម្រាប់ plutonium ក្នុងដំណាក់កាលអាល់ហ្វា ផ្លាតូនីញ៉ូមសុទ្ធគឺផុយ និងរឹងណាស់ - រចនាសម្ព័ន្ធនេះគឺរឹងដូចដែកវណ្ណះពណ៌ប្រផេះ លុះត្រាតែវាត្រូវបានផ្សំជាមួយលោហធាតុផ្សេងទៀត ដែលនឹងផ្តល់ភាពទន់រលោង និងយ៉ាន់ស្ព័របន្ថែម នៅក្នុងទម្រង់ក្រាស់បំផុតនេះ ប្លាតូនីញ៉ូមគឺជាធាតុក្រាស់បំផុតទីប្រាំមួយ (មានតែ osmium, iridium, platinum, rhenium និង neptunium កាន់តែធ្ងន់ជាង) 480 ° C, វាមិនពង្រីកដូចជាលោហៈផ្សេងទៀតទេប៉ុន្តែកិច្ចសន្យា (ដំណាក់កាលដីសណ្ត) "" និង "delta prime") នៅពេលដែលរលាយ (ការផ្លាស់ប្តូរពីដំណាក់កាល epsilon ទៅដំណាក់កាលរាវ) plutonium ក៏ចុះកិច្ចសន្យាដែលអនុញ្ញាតឱ្យ plutonium មិនរលាយ។ អណ្តែត។

Plutonium មានលក្ខណៈសម្បត្តិមិនធម្មតាមួយចំនួនធំ: វាមានចរន្តកំដៅទាបបំផុតនៃលោហៈទាំងអស់ - នៅ 300 K វាគឺ 6.7 W / (m K); plutonium មានចរន្តអគ្គិសនីទាបបំផុត; នៅក្នុងដំណាក់កាលរាវរបស់វា ប្លាតូនីញ៉ូម គឺជាលោហៈដែលមានជាតិ viscous បំផុត។ ភាពធន់នៃធាតុកៅសិបបួននៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់គឺខ្ពស់ណាស់សម្រាប់លោហៈមួយ ហើយលក្ខណៈពិសេសនេះនឹងកើនឡើងជាមួយនឹងការថយចុះនៃសីតុណ្ហភាព ដែលមិនមែនជាលក្ខណៈធម្មតាសម្រាប់លោហៈ។ "ភាពមិនធម្មតា" នេះអាចត្រូវបានគេតាមដានរហូតដល់សីតុណ្ហភាព 100 K - នៅក្រោមសញ្ញានេះភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីនឹងថយចុះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយចាប់ពី 20 K ភាពធន់នឹងចាប់ផ្តើមកើនឡើងម្តងទៀតដោយសារតែសកម្មភាពវិទ្យុសកម្មនៃលោហៈ។

Plutonium មានភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីខ្ពស់បំផុតនៃ actinides ទាំងអស់ដែលបានសិក្សា (រហូតមកដល់ពេលនេះ) ដែលមាន 150 μΩ សង់ទីម៉ែត្រ (នៅ 22 ° C) ។ លោហៈនេះមានចំណុចរលាយទាប (640 °C) និងចំណុចរំពុះខ្ពស់មិនធម្មតា (3,227 °C) ។ ខិតទៅជិតចំណុចរលាយ ផ្លាតូនីញ៉ូមរាវមាន viscosity ខ្ពស់ និងភាពតានតឹងលើផ្ទៃធៀបនឹងលោហៈផ្សេងទៀត។

ដោយសារតែវិទ្យុសកម្មរបស់វា ប្លាតូនីញ៉ូមមានភាពកក់ក្តៅដល់ការប៉ះ។ បំណែកដ៏ធំមួយនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមនៅក្នុងសែលកម្ដៅត្រូវបានកំដៅដល់សីតុណ្ហភាពលើសពីចំណុចរំពុះនៃទឹក! លើសពីនេះទៀតដោយសារវិទ្យុសកម្មរបស់វា ប្លាតូនីញ៉ូមឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងបន្ទះគ្រីស្តាល់របស់វាតាមពេលវេលា - ប្រភេទនៃការស្រមុកកើតឡើងដោយសារតែការ irradiation ដោយខ្លួនឯងដោយសារតែសីតុណ្ហភាពកើនឡើងលើសពី 100 K ។

វត្តមាននៃការកែប្រែ allotropic មួយចំនួនធំនៅក្នុង plutonium ធ្វើឱ្យវាក្លាយជាលោហៈដែលពិបាកក្នុងការដំណើរការ និងរមៀលចេញដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល។ យើងដឹងរួចមកហើយថានៅក្នុងទម្រង់អាល់ហ្វា ធាតុទីកៅសិបបួនគឺស្រដៀងទៅនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃជាតិដែក ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាមានទំនោរផ្លាស់ប្តូរ និងប្រែទៅជាវត្ថុធាតុដែក ហើយបង្កើតជាទម្រង់ β ដែលអាចបត់បែនបាននៅជួរសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាង។ Plutonium ក្នុងទម្រង់ δ ជាធម្មតាមានស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពចន្លោះពី 310 °C និង 452 °C ប៉ុន្តែអាចមាននៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ប្រសិនបើ doped ជាមួយភាគរយទាបនៃអាលុយមីញ៉ូម សេរ៉ូម ឬហ្គាលីយ៉ូម។ នៅពេលដែលត្រូវបាន alloyed ជាមួយលោហៈទាំងនេះ, plutonium អាចត្រូវបានប្រើនៅក្នុងការផ្សារ។ ជាទូទៅទម្រង់ដីសណ្តរមានលក្ខណៈច្បាស់លាស់ជាងនៃលោហៈ - វានៅជិតអាលុយមីញ៉ូមក្នុងកម្លាំង និងអាចបង្កើតបាន។

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមី

លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃធាតុកៅសិបបួនគឺនៅក្នុងវិធីជាច្រើនដែលស្រដៀងទៅនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់អ្នកកាន់តំណែងមុនរបស់វានៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ - អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមនិងណេបតូនីញ៉ូម។ ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជាលោហៈដែលសកម្មដោយយុត្តិធម៌ វាបង្កើតជាសមាសធាតុដែលមានស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មពី +2 ដល់ +7 ។ នៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ធាតុបង្ហាញពីការកត់សុីដូចខាងក្រោមៈ Pu (III) ដូចជា Pu3+ (មាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous អាសុីត មានពណ៌ស្វាយស្រាល) ។ Pu (IV), ជា Pu4+ (ម្លប់សូកូឡា); Pu (V), ជា PuO2+ (ដំណោះស្រាយពន្លឺ); Pu (VI) ដូចជា PuO22+ (ដំណោះស្រាយពណ៌ទឹកក្រូចស្រាល) និង Pu (VII) ដូចជា PuO53- (ដំណោះស្រាយពណ៌បៃតង) ។

លើសពីនេះទៅទៀត អ៊ីយ៉ុងទាំងនេះ (លើកលែងតែ PuO53-) អាចក្នុងពេលដំណាលគ្នានៅក្នុងលំនឹងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ ដែលត្រូវបានពន្យល់ដោយវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុង 5f ដែលមានទីតាំងនៅក្នុងតំបន់ដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម និង delocalized នៃគន្លងអេឡិចត្រុង។ នៅ pH 5-8, Pu (IV) គ្របដណ្តប់, ដែលជាស្ថេរភាពបំផុតក្នុងចំណោម valences ផ្សេងទៀត (រដ្ឋអុកស៊ីតកម្ម) ។ អ៊ីយ៉ុង Plutonium នៃរដ្ឋអុកស៊ីតកម្មទាំងអស់ ងាយនឹងកើតមានអ៊ីដ្រូលីស៊ីស និងការបង្កើតស្មុគស្មាញ។ សមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតសមាសធាតុបែបនេះកើនឡើងនៅក្នុងស៊េរី Pu5+

ប្លាតូនីញ៉ូមបង្រួមបន្តិចម្តងៗ កត់សុីក្នុងខ្យល់ ក្លាយជាស្រទាប់អុកស៊ីតដែលគ្របដណ្ដប់ដោយសារធាតុអុកស៊ីតកម្ម។ អុកស៊ីដ plutonium ខាងក្រោមត្រូវបានគេស្គាល់៖ PuO, Pu2O3, PuO2 និងដំណាក់កាលនៃសមាសភាពអថេរ Pu2O3 - Pu4O7 (Berthollides) ។ នៅក្នុងវត្តមាននៃបរិមាណតិចតួចនៃសំណើមអត្រានៃការកត់សុីនិងការ corrosion កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ប្រសិនបើលោហៈមួយត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងបរិមាណតិចតួចនៃខ្យល់សំណើមក្នុងរយៈពេលយូរគ្រប់គ្រាន់ នោះ plutonium dioxide (PuO2) បង្កើតបាននៅលើផ្ទៃរបស់វា។ ជាមួយនឹងការខ្វះអុកស៊ីសែន ឌីអ៊ីដ្រាតរបស់វា (PuH2) ក៏អាចបង្កើតបានដែរ។ គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើល សារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមច្រេះលឿនជាងមុននៅក្នុងបរិយាកាសនៃឧស្ម័នអសកម្ម (ដូចជាអាហ្គុន) ជាមួយនឹងចំហាយទឹកជាងខ្យល់ស្ងួត ឬអុកស៊ីសែនសុទ្ធ។ ជាការពិតការពិតនេះគឺងាយស្រួលក្នុងការពន្យល់ - សកម្មភាពផ្ទាល់នៃអុកស៊ីសែនបង្កើតជាស្រទាប់អុកស៊ីតនៅលើផ្ទៃនៃ plutonium ដែលការពារការកត់សុីបន្ថែមទៀតនៃសំណើមបង្កើតល្បាយរលុងនៃអុកស៊ីដនិងអ៊ីដ្រូសែន។ ដោយវិធីនេះ, អរគុណចំពោះថ្នាំកូតនេះ, លោហៈក្លាយជា pyrophoric, នោះគឺវាមានសមត្ថភាពនៃការ្រំមហះដោយឯកឯង; សម្រាប់ហេតុផលនេះ plutonium លោហធាតុត្រូវបានដំណើរការជាធម្មតានៅក្នុងបរិយាកាសអសកម្មនៃ argon ឬអាសូត។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះអុកស៊ីហ៊្សែនគឺជាសារធាតុការពារនិងការពារសំណើមពីការប៉ះពាល់ដល់លោហៈ។

ធាតុទីកៅសិបបួនមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងអាស៊ីត អុកស៊ីហ្សែន និងចំហាយរបស់វា ប៉ុន្តែមិនមែនជាមួយអាល់កាឡាំងទេ។ Plutonium គឺអាចរលាយបានតែនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយដែលមានជាតិអាស៊ីតខ្លាំង (ឧទាហរណ៍ អាស៊ីត hydrochloric HCl) ហើយវាក៏រលាយក្នុងអ៊ីដ្រូសែនក្លរួ អ៊ីដ្រូសែន អ៊ីយ៉ូត អ៊ីដ្រូសែន ប្រូមីត អាស៊ីត perchloric 72% អាស៊ីត orthophosphoric 85% H3PO4 ប្រមូលផ្តុំ CCl3COOH អាស៊ីតស៊ុលហ្វាមីក និងស្ងោរ។ អាស៊ីតនីទ្រីកប្រមូលផ្តុំ។ Plutonium មិនរលាយគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំងទេ។

នៅពេលដែលដំណោះស្រាយដែលមានផ្ទុកសារធាតុ tetravalent plutonium ត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងអាល់កាឡាំង ទឹកភ្លៀងនៃ plutonium hydroxide Pu(OH)4 xH2O ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិជាមូលដ្ឋាន precipitates ។ នៅពេលដែលដំណោះស្រាយនៃអំបិលដែលមាន PuO2+ ត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងអាល់កាឡាំង អំពែរអ៊ីដ្រូសែន PuO2OH precipitates ។ វាត្រូវបានឆ្លើយតបដោយអំបិល - plutonites ឧទាហរណ៍ Na2Pu2O6 ។

អំបិល Plutonium ងាយនឹង hydrolyze នៅពេលមានទំនាក់ទំនងជាមួយដំណោះស្រាយអព្យាក្រឹត ឬអាល់កាឡាំង បង្កើត plutonium hydroxide មិនរលាយ។ ដំណោះស្រាយកំហាប់នៃ plutonium មិនស្ថិតស្ថេរដោយសារការរលួយនៃវិទ្យុសកម្មដែលនាំអោយមានភ្លៀងធ្លាក់។

ការពិពណ៌នាអំពីប្លាតូនីញ៉ូម

ប្លាតូនីញ៉ូម(ប្លាតូនីញ៉ូម) គឺជាធាតុគីមីធុនធ្ងន់ លោហធាតុវិទ្យុសកម្មដែលមានលេខអាតូមិច 94 ដែលត្រូវបានកំណត់ក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ដោយនិមិត្តសញ្ញា Pu ។

ធាតុគីមីសកម្មអេឡិចត្រុងនេះជាកម្មសិទ្ធិរបស់ក្រុមនៃ actinides ដែលមានម៉ាស់អាតូមនៃ 244.0642 និងដូចជា neptunium ដែលបានទទួលឈ្មោះរបស់វាជាកិត្តិយសដល់ភពដែលមានឈ្មោះដូចគ្នា សារធាតុគីមីនេះជំពាក់ឈ្មោះរបស់វាទៅនឹងភព Pluto ចាប់តាំងពីអ្នកកាន់តំណែងមុន នៃធាតុវិទ្យុសកម្មនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់របស់ Mendeleev នៃធាតុគីមីគឺ និង neptunium ដែលត្រូវបានដាក់ឈ្មោះតាមភពលោហធាតុឆ្ងាយនៅក្នុង Galaxy របស់យើង។

ប្រភពដើមនៃផ្លាតូនីញ៉ូម

ធាតុផ្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានរកឃើញជាលើកដំបូងនៅក្នុងឆ្នាំ 1940 នៅសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ាដោយក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវផ្នែកវិទ្យុសកម្ម និងអ្នកស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ G. Seaborg, E. McMillan, Kennedy, A. Walch នៅពេលទម្លាក់គ្រាប់បែកលើគោលដៅអ៊ុយរ៉ានីញ៉ូមពីស៊ីក្លូជាមួយ deuterons - នុយក្លេអ៊ែរអ៊ីដ្រូសែនធ្ងន់។

នៅខែធ្នូឆ្នាំដដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានរកឃើញ អ៊ីសូតូប plutonium- Pu-238 ដែលជាពាក់កណ្តាលជីវិតដែលមានច្រើនជាង 90 ឆ្នាំហើយវាត្រូវបានគេរកឃើញថានៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃប្រតិកម្មគីមីនុយក្លេអ៊ែរស្មុគ្រស្មាញ អ៊ីសូតូប neptunium-238 ត្រូវបានផលិតដំបូង បន្ទាប់ពីនោះអ៊ីសូតូបត្រូវបានបង្កើតឡើងរួចហើយ។ ប្រូតូញ៉ូម -២៣៨.

នៅដើមឆ្នាំ 1941 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានរកឃើញ ប្លាតូនីញ៉ូម 239ជាមួយនឹងរយៈពេលនៃការរលួយ 25,000 ឆ្នាំ។ អ៊ីសូតូប​នៃ​ប្លាតូនីញ៉ូម​អាច​មាន​មាតិកា​នឺត្រុង​ខុស​គ្នា​នៅ​ក្នុង​ស្នូល។

សមាសធាតុសុទ្ធនៃធាតុត្រូវបានទទួលនៅចុងឆ្នាំ 1942 ប៉ុណ្ណោះ។ រាល់ពេលដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រវិទ្យុសកម្មរកឃើញអ៊ីសូតូបថ្មី ពួកគេតែងតែវាស់ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃអ៊ីសូតូប។

នៅពេលនេះ អ៊ីសូតូបប្លាតូនីញ៉ូម ដែលក្នុងនោះមាន 15 សរុប ខុសគ្នាក្នុងរយៈពេល ពាក់​ក​ណ្តា​ល​ជីវិត. វាគឺជាមួយនឹងធាតុនេះដែលក្តីសង្ឃឹម និងការរំពឹងទុកដ៏អស្ចារ្យត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ ប៉ុន្តែនៅពេលជាមួយគ្នានោះ ការភ័យខ្លាចដ៏ធ្ងន់ធ្ងររបស់មនុស្សជាតិ។

ផ្លាតូនីញ៉ូមមានសកម្មភាពខ្លាំងជាងឧទាហរណ៍ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ហើយជាសារធាតុសំខាន់ និងសំខាន់ផ្នែកបច្ចេកទេសថ្លៃបំផុតនៃធម្មជាតិគីមី។

ឧទាហរណ៍ តម្លៃនៃ plutonium មួយក្រាមគឺច្រើនដងច្រើនជាងមួយក្រាម ឬលោហៈមានតម្លៃស្មើៗគ្នា។

ការផលិត និងការទាញយកសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូម ត្រូវបានគេចាត់ទុកថាមានតម្លៃថ្លៃ ហើយតម្លៃនៃលោហៈមួយក្រាមក្នុងសម័យរបស់យើងប្រកបដោយទំនុកចិត្តនៅតែមានប្រហែល 4,000 ដុល្លារអាមេរិក។

តើផ្លាតូនីញ៉ូមទទួលបានយ៉ាងដូចម្តេច? ផលិតកម្ម Plutonium

ការផលិតធាតុគីមីកើតឡើងនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ នៅខាងក្នុងដែលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានបំបែកនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃដំណើរការអន្តរគីមី និងបច្ចេកវិទ្យាស្មុគស្មាញ។

អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម និង ប្លាតូនីញ៉ូម គឺជាធាតុផ្សំដ៏សំខាន់ក្នុងការផលិតឥន្ធនៈអាតូមិក (នុយក្លេអ៊ែរ) ។

ប្រសិនបើវាចាំបាច់ដើម្បីទទួលបានបរិមាណដ៏ច្រើននៃធាតុវិទ្យុសកម្មនោះ វិធីសាស្រ្តនៃការ irradiation នៃធាតុ transuranic ដែលអាចទទួលបានពីឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរដែលបានចំណាយ និងការ irradiation នៃ uranium ត្រូវបានប្រើ។ ប្រតិកម្មគីមីស្មុគ្រស្មាញអនុញ្ញាតឱ្យលោហៈត្រូវបានបំបែកចេញពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។

ដើម្បីទទួលបានអ៊ីសូតូបគឺ ប្លាតូនីញ៉ូម-២៣៨ និងប្លាតូនីញ៉ូម-២៣៩ កម្រិតអាវុធ ដែលជាផលិតផលពុកផុយកម្រិតមធ្យម ការសាយភាយនៃនីបតូនីញ៉ូម-២៣៧ ជាមួយនឹងនឺត្រុងត្រូវបានប្រើប្រាស់។

ប្រភាគតូចមួយនៃប្លាតូនីញ៉ូម-244 ដែលជាអ៊ីសូតូបដែលមានអាយុកាលយូរបំផុតដោយសារពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់វា ត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងរ៉ែសេរ៉ូម ដែលទំនងជាត្រូវបានរក្សាទុកពីការកកើតនៃភពផែនដីរបស់យើង។ ធាតុវិទ្យុសកម្មនេះមិនកើតឡើងក្នុងធម្មជាតិទេ។

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តមូលដ្ឋាន និងលក្ខណៈនៃសារធាតុភ្លុយតូញ៉ូម

ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជាធាតុគីមីវិទ្យុសកម្មដ៏ធ្ងន់ដែលមានពណ៌ប្រាក់ដែលចាំងតែនៅពេលបន្សុតប៉ុណ្ណោះ។ នុយក្លេអ៊ែរ ម៉ាស់លោហធាតុ plutoniumស្មើនឹង ២៤៤ ក។ បរិភោគ។

ដោយសារតែវិទ្យុសកម្មខ្ពស់របស់វា ធាតុនេះមានភាពកក់ក្តៅដល់ការប៉ះ និងអាចកំដៅរហូតដល់សីតុណ្ហភាពលើសពីសីតុណ្ហភាពទឹកដែលកំពុងពុះ។

ផ្លាតូនីញ៉ូម ក្រោមឥទ្ធិពលនៃអាតូមអុកស៊ីហ្សែន ងងឹតយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយខ្សែភាពយន្តស្តើង iridescent ដែលមានពណ៌លឿងស្រាលដំបូង ហើយបន្ទាប់មកមានពណ៌លាំៗ ឬពណ៌ត្នោត។

ជាមួយនឹងការកត់សុីខ្លាំង ការបង្កើតម្សៅ PuO2 កើតឡើងលើផ្ទៃនៃធាតុ។ លោហៈធាតុគីមីប្រភេទនេះ ទទួលរងនូវដំណើរការអុកស៊ីតកម្មដ៏រឹងមាំ និងការច្រេះ សូម្បីតែនៅកម្រិតសំណើមទាបក៏ដោយ។

ដើម្បីទប់ស្កាត់ការ corrosion និងអុកស៊ីតកម្មនៃផ្ទៃលោហៈ កន្លែងសម្ងួតគឺចាំបាច់។ រូបថតរបស់ Plutoniumអាចត្រូវបានមើលខាងក្រោម។

ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជាលោហៈធាតុគីមី tetravalent វារលាយបានល្អ និងឆាប់រហ័សនៅក្នុងសារធាតុអ៊ីដ្រូអ៊ីយ៉ូត និងបរិស្ថានអាសុីត ឧទាហរណ៍នៅក្នុងអាស៊ីតក្លរីក។

អំបិលលោហធាតុត្រូវបានបន្សាបយ៉ាងឆាប់រហ័សនៅក្នុងបរិស្ថានជាមួយនឹងប្រតិកម្មអព្យាក្រឹត ដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំង ខណៈពេលដែលបង្កើតសារធាតុ plutonium hydroxide ដែលមិនអាចរលាយបាន។

សីតុណ្ហភាពដែលផ្លាតូនីញ៉ូមរលាយគឺ 641 អង្សាសេ ចំណុចរំពុះគឺ 3230 ដឺក្រេ។

នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ការផ្លាស់ប្តូរខុសពីធម្មជាតិនៃដង់ស៊ីតេនៃលោហៈកើតឡើង។ នៅក្នុងទម្រង់របស់វា ប្លាតូនីញ៉ូមមានដំណាក់កាលផ្សេងៗគ្នា និងមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ចំនួនប្រាំមួយ។

ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្លាស់ប្តូររវាងដំណាក់កាលការផ្លាស់ប្តូរដ៏សំខាន់នៅក្នុងបរិមាណនៃធាតុកើតឡើង។ ធាតុទទួលបានទម្រង់ក្រាស់បំផុតរបស់វានៅក្នុងដំណាក់កាលអាល់ហ្វាទីប្រាំមួយ (ដំណាក់កាលចុងក្រោយនៃការផ្លាស់ប្តូរ) ខណៈពេលដែលវត្ថុតែមួយគត់ដែលធ្ងន់ជាងលោហៈនៅក្នុងរដ្ឋនេះគឺ នីទុយញ៉ូម និងរ៉ាដ្យូម។

នៅពេលរលាយ ធាតុឆ្លងកាត់ការបង្ហាប់ខ្លាំង ដូច្នេះលោហៈអាចអណ្តែតលើផ្ទៃទឹក និងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយរាវផ្សេងទៀតដែលមិនឈ្លានពាន។

ទោះបីជាធាតុវិទ្យុសកម្មនេះជាកម្មសិទ្ធិរបស់ក្រុមនៃលោហធាតុគីមីក៏ដោយ ធាតុនេះគឺងាយនឹងបង្កជាហេតុ ហើយនៅពេលដែលវាស្ថិតនៅក្នុងទីធ្លាបិទជិតក្នុងរយៈពេលខ្លី កំហាប់របស់វានៅក្នុងខ្យល់កើនឡើងច្រើនដង។

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តសំខាន់នៃលោហៈរួមមានៈ កម្រិតទាប កម្រិតនៃចរន្តកំដៅនៃធាតុគីមីដែលមានស្រាប់ និងដែលគេស្គាល់ កម្រិតទាបនៃចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងសភាពរាវ ប្លាតូនីញ៉ូម គឺជាលោហៈធាតុដែលមានជាតិ viscous បំផុត។

គួរកត់សម្គាល់ថាសមាសធាតុ plutonium ណាមួយមានជាតិពុល ពុល និងបង្កគ្រោះថ្នាក់ធ្ងន់ធ្ងរនៃវិទ្យុសកម្មដល់រាងកាយមនុស្ស ដែលកើតឡើងដោយសារវិទ្យុសកម្មអាល់ហ្វាសកម្ម ដូច្នេះការងារទាំងអស់ត្រូវតែអនុវត្តដោយប្រុងប្រយ័ត្នបំផុត ហើយមានតែក្នុងឈុតពិសេសដែលមានការការពារគីមីប៉ុណ្ណោះ។ .

អ្នកអាចអានបន្ថែមអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិ និងទ្រឹស្តីនៃប្រភពដើមនៃលោហៈតែមួយគត់នៅក្នុងសៀវភៅ Obruchev "Plutonia"" អ្នកនិពន្ធ V.A. Obruchev អញ្ជើញអ្នកអានឱ្យចូលទៅក្នុងពិភពដ៏អស្ចារ្យនិងតែមួយគត់នៃប្រទេសដ៏អស្ចារ្យនៃ Plutonia ដែលមានទីតាំងនៅជ្រៅនៅក្នុងពោះវៀននៃផែនដី។

ការប្រើប្រាស់សារធាតុភ្លុយតូញ៉ូម

ធាតុគីមីឧស្សាហកម្មជាធម្មតាត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ទៅជាអាវុធ-ថ្នាក់ទី និងរ៉េអាក់ទ័រ-ថ្នាក់ទី ("ថាមពល-ថ្នាក់ទី") ប្លាតូនីញ៉ូម។

ដូច្នេះសម្រាប់ការផលិតអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ នៃអ៊ីសូតូបដែលមានស្រាប់ទាំងអស់ វាត្រូវបានអនុញ្ញាតិឱ្យប្រើតែសារធាតុ plutonium 239 ដែលមិនគួរមានលើសពី 4.5% នៃសារធាតុ plutonium 240 នោះទេ ព្រោះវាត្រូវទទួលរងការប្រេះស្រាំដោយឯកឯង ដែលធ្វើអោយស្មុគស្មាញដល់ការផលិតកាំជ្រួចយោធា។ .

ផ្លាតូនីញ៉ូម -២៣៨ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ប្រតិបត្តិការនៃប្រភពវិទ្យុសកម្មអ៊ីសូតូបខ្នាតតូចនៃថាមពលអគ្គិសនី ឧទាហរណ៍ ជាប្រភពថាមពលសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាអវកាស។

ជាច្រើនទស្សវត្សមុននេះ ផ្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងឱសថក្នុងឧបករណ៍បង្កើនល្បឿន (ឧបករណ៍សម្រាប់រក្សាចង្វាក់បេះដូង)។

គ្រាប់បែក​អាតូមិក​ដំបូង​គេ​បង្កើត​ឡើង​ក្នុង​ពិភពលោក​មាន​បន្ទុក​ផ្លាតូនីញ៉ូម។ នុយក្លេអ៊ែរប្លាតូនីញ៉ូម(Pu 239) គឺស្ថិតនៅក្នុងតម្រូវការជាឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរ ដើម្បីធានាដល់ដំណើរការរបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រថាមពល។ អ៊ីសូតូបនេះក៏បម្រើជាប្រភពសម្រាប់ផលិតធាតុ transplutonium នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រផងដែរ។

ប្រសិនបើយើងប្រៀបធៀប ប្លាតូនីញ៉ូម នុយក្លេអ៊ែរ ជាមួយលោហៈសុទ្ធ អ៊ីសូតូបមានប៉ារ៉ាម៉ែត្រលោហធាតុខ្ពស់ជាង ហើយមិនមានដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរទេ ដូច្នេះវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងដំណើរការនៃការទទួលបានធាតុឥន្ធនៈ។

អុកស៊ីដនៃអ៊ីសូតូប Plutonium 242 ក៏មានតម្រូវការផងដែរ ក្នុងនាមជាប្រភពថាមពលសម្រាប់អង្គភាពដ៍សាហាវ បរិក្ខារ និងកំណាត់ឥន្ធនៈ។

អាវុធ - ប្លាតូនីញ៉ូមថ្នាក់ទីគឺជាធាតុដែលត្រូវបានបង្ហាញក្នុងទម្រង់ជាលោហៈបង្រួមដែលមានយ៉ាងហោចណាស់ 93% នៃអ៊ីសូតូប Pu239 ។

លោហៈធាតុវិទ្យុសកម្មប្រភេទនេះ ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការផលិតអាវុធនុយក្លេអ៊ែរប្រភេទផ្សេងៗ។

ប្លាតូនីញ៉ូមកម្រិតអាវុធត្រូវបានផលិតនៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរឧស្សាហកម្មឯកទេសដែលដំណើរការលើសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមធម្មជាតិ ឬសម្បូរទៅដោយសារធាតុរ៉ែដែលជាលទ្ធផលនៃការចាប់យកនឺត្រុង។

Plutonium ដែលជាធាតុលេខ 94 ត្រូវបានរកឃើញដោយ Glenn Seaborg, Edwin McMillan, Kennedy និង Arthur Wahl ក្នុងឆ្នាំ 1940 នៅឯ Berkeley ដោយទម្លាក់គ្រាប់បែកទៅលើគោលដៅអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមជាមួយនឹង deuterons ពី cyclotron ហុកសិបអ៊ីញ។ នៅខែឧសភាឆ្នាំ 1940 លក្ខណៈសម្បត្តិនៃ plutonium ត្រូវបានព្យាករណ៍ដោយ Louis Turner ។

នៅខែធ្នូឆ្នាំ 1940 អ៊ីសូតូបប្លាតូនីញ៉ូម Pu-238 ត្រូវបានគេរកឃើញដែលមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃ ~ 90 ឆ្នាំបន្ទាប់មកមួយឆ្នាំក្រោយមកដោយ Pu-239 ដែលសំខាន់ជាងដែលមានពាក់កណ្តាលជីវិតគឺ ~ 24,000 ឆ្នាំ។

Pu-239 មានវត្តមាននៅក្នុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមធម្មជាតិក្នុងទម្រង់ជាដាន (បរិមាណគឺជាផ្នែកមួយនៃ 1015 វាត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅទីនោះដែលជាលទ្ធផលនៃការចាប់យកនឺត្រុងដោយនុយក្លេអ៊ែរ U-238 ។ បរិមាណតិចតួចបំផុតនៃ Pu-244 (អ៊ីសូតូបដែលមានអាយុកាលវែងបំផុតនៃប្លាតូនីញ៉ូមដែលមានអាយុកាលពាក់កណ្តាលនៃ 80 លានឆ្នាំ) ត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងរ៉ែ cerium ដែលជាក់ស្តែងនៅសល់ពីការបង្កើតផែនដី។

មានអ៊ីសូតូបដែលគេស្គាល់សរុបចំនួន 15 នៃប្លាតូនីញ៉ូម ដែលសុទ្ធតែជាសារធាតុវិទ្យុសកម្ម។ សារៈសំខាន់បំផុតសម្រាប់ការរចនាអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ៖
Pu238 -> (អាយុ 86 ឆ្នាំ, អាល់ហ្វាបំបែក) -> U234
Pu239 -> (24,360 ឆ្នាំ, អាល់ហ្វា decay) -> U235
Pu240 -> (6580 ឆ្នាំ, ការបំបែកអាល់ហ្វា) -> U236
Pu241 -> (14.0 ឆ្នាំ, beta decay) -> Am241
Pu242 -> (370,000 ឆ្នាំ, អាល់ហ្វា decay) -> U238 លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តនៃ plutonium

ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជាលោហៈធាតុប្រាក់ដ៏ធ្ងន់មួយ ភ្លឺចាំងដូចនីកែល នៅពេលដែលចម្រាញ់ថ្មីៗ។ វា​ជា​ធាតុ​គីមី​ដែល​មាន​ប្រតិកម្ម​អវិជ្ជមាន​ខ្លាំង​ជាង​អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ វារលត់ភ្លាមៗដើម្បីបង្កើតជាខ្សែភាពយន្តគ្មានពន្លឺ (ដូចជាខ្សែភាពយន្តប្រេង iridescent) ពីដំបូងមានពណ៌លឿងស្រាល ហើយទីបំផុតប្រែទៅជាពណ៌ស្វាយងងឹត។ ប្រសិនបើអុកស៊ីតកម្មមានសភាពធ្ងន់ធ្ងរ ម្សៅអុកស៊ីដពណ៌បៃតងអូលីវ (PuO2) លេចឡើងនៅលើផ្ទៃរបស់វា។

សារធាតុ Plutonium ងាយកត់សុី និងឆាប់រលួយ សូម្បីតែនៅក្នុងវត្តមាននៃសំណើមបន្តិច។ ចម្លែកណាស់ វាច្រេះនៅក្នុងបរិយាកាសនៃឧស្ម័នអសកម្ម ជាមួយនឹងចំហាយទឹកលឿនជាងខ្យល់ស្ងួត ឬអុកស៊ីសែនសុទ្ធ។ ហេតុផលសម្រាប់នេះគឺដោយសារតែសកម្មភាពដោយផ្ទាល់នៃអុកស៊ីសែនបង្កើតជាស្រទាប់អុកស៊ីតនៅលើផ្ទៃនៃ plutonium ដែលការពារការកត់សុីបន្ថែមទៀត។ ការប៉ះពាល់នឹងសំណើមបង្កើតជាល្បាយរលុងនៃអុកស៊ីដ និងអ៊ីដ្រូដ។ ឡសម្ងួតត្រូវបានទាមទារដើម្បីការពារអុកស៊ីតកម្ម និងច្រេះ។

ផ្លាតូនីញ៉ូមមានវ៉ាល់បួនគឺ III-VI ។ វារលាយបានល្អតែនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយដែលមានជាតិអាស៊ីតខ្លាំង ដូចជាអាស៊ីតនីទ្រីក ឬអ៊ីដ្រូក្លរីក វាក៏រលាយបានយ៉ាងល្អនៅក្នុងអាស៊ីតអ៊ីដ្រូអ៊ីដ្រូអ៊ីត និង perchloric ផងដែរ។ អំបិល Plutonium ងាយនឹង hydrolyze នៅពេលមានទំនាក់ទំនងជាមួយដំណោះស្រាយអព្យាក្រឹត ឬអាល់កាឡាំង បង្កើត plutonium hydroxide មិនរលាយ។ ដំណោះស្រាយកំហាប់នៃ plutonium មិនស្ថិតស្ថេរដោយសារការរលួយនៃវិទ្យុសកម្មដែលនាំអោយមានភ្លៀងធ្លាក់។

ដោយសារតែវិទ្យុសកម្មរបស់វា ប្លាតូនីញ៉ូមមានភាពកក់ក្តៅដល់ការប៉ះ។ បំណែកដ៏ធំមួយនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមនៅក្នុងសែលដែលមានអ៊ីសូឡង់កម្ដៅត្រូវបានកំដៅទៅសីតុណ្ហភាពលើសពីចំណុចរំពុះនៃទឹក។

លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តមូលដ្ឋាននៃសារធាតុ plutonium៖
ចំណុច​រលាយ​: 641 ° C;
ចំណុចរំពុះ: 3232 ° C;
ដង់ស៊ីតេ: 19.84 (ក្នុងដំណាក់កាលអាល់ហ្វា) ។

Plutonium មានលក្ខណៈសម្បត្តិជាក់លាក់ជាច្រើន។ វាមានចរន្តកំដៅទាបបំផុតនៃលោហធាតុទាំងអស់ ចរន្តអគ្គិសនីទាបបំផុត លើកលែងតែម៉ង់ហ្គាណែស (យោងទៅតាមប្រភពផ្សេងទៀត វានៅតែទាបបំផុតនៃលោហធាតុទាំងអស់)។ នៅក្នុងដំណាក់កាលរាវរបស់វាវាគឺជាលោហៈដែលមានជាតិ viscous បំផុត។

នៅពេលដែលការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព ផ្លាតូនីញ៉ូមឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរបំផុត និងខុសពីធម្មជាតិនៃដង់ស៊ីតេ។ ផ្លាតូនីញ៉ូមមាន 6 ដំណាក់កាលផ្សេងគ្នា (រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់) ក្នុងទម្រង់រឹង ច្រើនជាងធាតុផ្សេងទៀត (តាមពិតទៅ វាមានប្រាំពីរ) ។ ការផ្លាស់ប្តូរមួយចំនួនរវាងដំណាក់កាលត្រូវបានអមដោយការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងបរិមាណ។ នៅក្នុងពីរដំណាក់កាលទាំងនេះ - ដីសណ្តរ និងដីសណ្តបឋម - ប្លាតូនីញ៉ូមមានលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសនៃការចុះកិច្ចសន្យានៅពេលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ហើយក្នុងដំណាក់កាលផ្សេងទៀតវាមានមេគុណសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃការពង្រីក។ នៅពេលដែលរលាយ ផ្លាតូនីញ៉ូមចុះកិច្ចសន្យា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យផ្លាតូនីញ៉ូមដែលមិនទាន់រលាយអាចអណ្តែតបាន។ នៅក្នុងទម្រង់ក្រាស់បំផុតរបស់វា ដំណាក់កាលអាល់ហ្វា ផ្លាតូញ៉ូម គឺជាធាតុដែលមានដង់ស៊ីតេបំផុតទីប្រាំមួយ (មានតែ osmium, iridium, platinum, rhenium និង neptunium ដែលធ្ងន់ជាង)។ នៅក្នុងដំណាក់កាលអាល់ហ្វា សារធាតុផ្លាតូនីញ៉ូមសុទ្ធគឺផុយ ប៉ុន្តែមានសារធាតុលោហធាតុដែលអាចបត់បែនបាន។

	ពូ	94			ប្លាតូនីញ៉ូម
					t o គីប។ (o C)	3350	ជំហានអុកស៊ីដ	ពី +3 ដល់ +7
					t o អណ្តែត (o C)	640	ដង់ស៊ីតេ	19860
	5f 6 7s ២				OEO	1,2	នៅក្នុងដី សំបកឈើ	-

ធាតុលេខ 94 ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងក្តីសង្ឃឹមដ៏អស្ចារ្យ និងការភ័យខ្លាចយ៉ាងខ្លាំងចំពោះមនុស្សជាតិ។

នៅដើមដំបូងមានប្រូតុង - អ៊ីដ្រូសែនកាឡាក់ស៊ី។ ជាលទ្ធផលនៃការបង្ហាប់របស់វា និងប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរជាបន្តបន្ទាប់ "ការបញ្ចូល" នុយក្លេអុងដែលមិនគួរឱ្យជឿបំផុតត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ក្នុងចំនោមពួកគេ "ធាតុ" ទាំងនេះ ជាក់ស្តែងមានសារធាតុប្រូតុងចំនួន 94 ។ ការប៉ាន់ប្រមាណរបស់អ្នកទ្រឹស្តីបានបង្ហាញថា ប្រហែលមួយរយនៃការបង្កើតនុយក្លេអុង ដែលរួមមានប្រូតុង 94 និងពី 107 ទៅ 206 នឺត្រុង មានស្ថេរភាពខ្លាំងដែលពួកគេអាចចាត់ទុកថាជាស្នូលនៃអ៊ីសូតូបនៃធាតុលេខ 94 ។

ប៉ុន្តែអ៊ីសូតូបទាំងអស់នេះ - សម្មតិកម្ម និងពិត - មិនមានស្ថេរភាពដូចការរស់រានមានជីវិតរហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះចាប់តាំងពីការបង្កើតធាតុនៃប្រព័ន្ធព្រះអាទិត្យ។ ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃអ៊ីសូតូបដែលមានអាយុកាលវែងបំផុតនៃធាតុលេខ 94 គឺ 75 លានឆ្នាំ។ អាយុរបស់ Galaxy ត្រូវបានវាស់ជារាប់ពាន់លានឆ្នាំ។ ដូច្នេះ ប្លាតូនីញ៉ូម "បុព្វកាល" មិនមានឱកាសរស់រានមានជីវិតរហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។ ប្រសិនបើវាត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលការសំយោគដ៏អស្ចារ្យនៃធាតុនៃចក្រវាឡ នោះអាតូមបុរាណរបស់វា "បានងាប់" តាំងពីយូរយារណាស់មកហើយ ដូចជាដាយណូស័រ និងថនិកសត្វបានផុតពូជ។

នៅសតវត្សទី 20 នៃគ.ស ធាតុនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងវិញ។ ក្នុង​ចំណោម​អ៊ីសូតូប​ដែល​អាច​ធ្វើ​បាន​មួយ​រយ​នៃ​ប្លាតូនីញ៉ូម ម្ភៃ​ប្រាំ​ត្រូវ​បាន​គេ​សំយោគ។ លក្ខណៈសម្បត្តិនុយក្លេអ៊ែរនៃដប់ប្រាំក្នុងចំណោមពួកគេត្រូវបានសិក្សា។ បួននាក់បានរកឃើញការអនុវត្តជាក់ស្តែង។

34 ឆ្នាំបានកន្លងផុតទៅចាប់តាំងពីថ្ងៃដែលស្នូលដំបូងនៃធាតុលេខ 94 បានទៅដល់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ។ នៅខែធ្នូ ឆ្នាំ 1940 ខណៈពេលដែលបញ្ចេញកាំរស្មីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមជាមួយនឹងស្នូលអ៊ីដ្រូសែនធ្ងន់ ក្រុមអ្នកគីមីវិទ្យាអាមេរិកដែលដឹកនាំដោយ Glenn T. Seaborg បានរកឃើញឧបករណ៍បញ្ចេញភាគល្អិតអាល់ហ្វាដែលមិនស្គាល់ពីមុន។ ជាមួយនឹងពាក់កណ្តាលជីវិត 90 ឆ្នាំ។ ការបញ្ចេញនេះប្រែទៅជាអ៊ីសូតូបនៃធាតុលេខ 94 ដែលមានចំនួនម៉ាស់ 238 ។ ក្នុងឆ្នាំដដែល ប៉ុន្តែប៉ុន្មានខែមុននេះ E. M. McMillan និង F. Abelson ទទួលបានធាតុទីមួយធ្ងន់ជាងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម - ធាតុលេខ 93 ។ ធាតុនេះត្រូវបានគេហៅថា neptunium និងទី 94 - plutonium ។ ប្រវត្ដិវិទូប្រាកដជានឹងនិយាយថាឈ្មោះទាំងនេះមានប្រភពដើមនៅក្នុងទេវកថារ៉ូម៉ាំង ប៉ុន្តែនៅក្នុងខ្លឹមសារដើមនៃឈ្មោះទាំងនេះគឺមិនមែនជាទេវកថាទេ ប៉ុន្តែជាតារាសាស្ត្រ។

តារាសាស្ត្រស្របគ្នា។

ធាតុដែលកាន់កាប់ក្រឡា 92 នៃតារាងតាមកាលកំណត់ ត្រូវបានរកឃើញដោយ Martin Klaproth ក្នុងឆ្នាំ 1789 ហើយដាក់ឈ្មោះថា អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម បន្ទាប់ពីភពដែលនៅឆ្ងាយបំផុតដែលគេស្គាល់នៅពេលនោះ (វាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដំបូងដោយតារាវិទូដ៏ល្បីល្បាញ William Herschel ក្នុងឆ្នាំ 1781 ប្រាំបីឆ្នាំមុនការរកឃើញរបស់ Klaproth) ។

អ៊ុយរ៉ានុសមិនមែនជាភពចុងក្រោយនៅក្នុងប្រព័ន្ធព្រះអាទិត្យទេ។ គន្លងរបស់ភពណិបទូន ឆ្លងកាត់កាន់តែឆ្ងាយពីព្រះអាទិត្យ ប៉ុន្តែណិបទូនមិនមែនជាចុងក្រោយទេ បន្ទាប់មកដោយភពភ្លុយតូ ដែលជាភពដែលស្ទើរតែគ្មានអ្វីត្រូវបានគេដឹងនៅឡើយ... ណេបតូនីញ៉ូម - ប្លាតូនីញ៉ូម ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មនុស្សជាតិដឹងច្រើនអំពីប្លាតូនីញ៉ូមជាជាងអំពីផ្លូតូ។ ដោយវិធីនេះ ក្រុមតារាវិទូបានរកឃើញភពភ្លុយតូត្រឹមតែដប់ឆ្នាំមុនការសំយោគប្លាតូនីញ៉ូម - ស្ទើរតែរយៈពេលដូចគ្នានៃពេលវេលាបំបែកការរកឃើញរបស់ Herschel និង Klaproth ។

Riddles សម្រាប់អ្នកសរសេរកូដ

អ៊ីសូតូបទី 1 នៃធាតុលេខ 94 ផ្លាតូនីញ៉ូម-២៣៨ បានរកឃើញការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ ប៉ុន្តែ​នៅ​ដើម​ទសវត្សរ៍​ទី 40 ពួកគេ​មិន​បាន​គិត​អំពី​វា​ទេ។ វាអាចទៅរួចដើម្បីទទួលបាននូវសារធាតុ plutonium-238 ក្នុងបរិមាណនៃចំណាប់អារម្មណ៍ជាក់ស្តែងដោយពឹងផ្អែកលើឧស្សាហកម្មនុយក្លេអ៊ែរដ៏មានឥទ្ធិពលប៉ុណ្ណោះ។ នៅពេលនោះវាទើបតែនៅក្មេង។ ប៉ុន្តែវាច្បាស់រួចហើយថា តាមរយៈការបញ្ចេញថាមពលដែលមាននៅក្នុងស្នូលនៃធាតុវិទ្យុសកម្មធ្ងន់ វាអាចទទួលបានអាវុធនៃថាមពលដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមក។ គម្រោង Manhattan បានបង្ហាញខ្លួន ដែលគ្មានអ្វីក្រៅពីឈ្មោះដូចគ្នាជាមួយនឹងតំបន់ដ៏ល្បីល្បាញនៃទីក្រុងញូវយ៉ក។ នេះគឺជាឈ្មោះទូទៅសម្រាប់ការងារទាំងអស់ដែលទាក់ទងនឹងការបង្កើតគ្រាប់បែកបរមាណូដំបូងគេនៅសហរដ្ឋអាមេរិក។ ប្រធានគម្រោង Manhattan មិនមែនជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទេ ប៉ុន្តែជាបុរសយោធា - ឧត្តមសេនីយ៍ Groves ដែល "ស្រលាញ់" បានហៅការចោទប្រកាន់ដែលមានការអប់រំខ្ពស់របស់គាត់ថា "ផើងដែលខូច" ។

អ្នកដឹកនាំនៃ "គម្រោង" មិនបានចាប់អារម្មណ៍លើសារធាតុ plutonium-238 ទេ។ នឺត្រុងរបស់វា ដូចជា នឺត្រុងនៃអ៊ីសូតូបទាំងអស់នៃ ប្លាតូនីញ៉ូម ដែលមានលេខម៉ាស់ នឺត្រុងថាមពលទាប (នឺត្រុងថាមពលទាប យើងហៅថា នឺត្រុង ដែលថាមពលមិនលើសពី 10 keV ។ នឺត្រុងដែលមានថាមពលវាស់ជាប្រភាគនៃ អេឡិចត្រុង វ៉ុល ត្រូវបានគេហៅថាកម្ដៅ ហើយនឺត្រុងយឺតបំផុត ដែលមានថាមពលតិចជាង 0.005 eV — ត្រជាក់។ ប្រសិនបើថាមពលនឺត្រុងមានលើសពី 100 keV នោះនឺត្រុងហ្វាលបែបនេះត្រូវបានគេចាត់ទុកថាលឿនរួចទៅហើយ។) កុំបំបែកដូច្នេះវាមិនអាចបម្រើជាសារធាតុផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរបានទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ របាយការណ៍ដំបូងដែលមិនច្បាស់លាស់អំពីធាតុលេខ 93 និង 94 បានបង្ហាញខ្លួននៅក្នុងការបោះពុម្ពតែនៅនិទាឃរដូវឆ្នាំ 1942 ប៉ុណ្ណោះ។

តើយើងអាចពន្យល់រឿងនេះដោយរបៀបណា? អ្នករូបវិទ្យាបានយល់៖ ការសំយោគអ៊ីសូតូបប្លាតូនីញ៉ូមជាមួយនឹងលេខសេសគឺជាបញ្ហានៃពេលវេលា និងមិនយូរពេក។ អ៊ីសូតូមសេសត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងដូចជា អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ អាចទ្រទ្រង់ប្រតិកម្មសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរ។ មនុស្ស​មួយ​ចំនួន​បាន​មើល​ឃើញ​ថា​ជា​អាវុធ​នុយក្លេអ៊ែរ​ដ៏​មាន​សក្ដានុពល​ដែល​មិន​ទាន់​បាន​ទទួល។ ហើយជាអកុសល plutonium បានបង្ហាញពីភាពត្រឹមត្រូវនៃក្តីសង្ឃឹមទាំងនេះ។

នៅក្នុងការអ៊ិនគ្រីបនៅសម័យនោះ ធាតុលេខ 94 ត្រូវបានគេហៅថាគ្មានអ្វីក្រៅពី... ទង់ដែង។ ហើយនៅពេលដែលតម្រូវការសម្រាប់ទង់ដែងកើតឡើង (ជាសម្ភារៈសំណង់សម្រាប់ផ្នែកខ្លះ) បន្ទាប់មកនៅក្នុងលេខកូដរួមជាមួយនឹង "ទង់ដែង" "ទង់ដែងពិតប្រាកដ" បានបង្ហាញខ្លួន។

"ដើមឈើនៃចំណេះដឹងល្អនិងអាក្រក់"

នៅឆ្នាំ 1941 អ៊ីសូតូបសំខាន់បំផុតនៃប្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានរកឃើញ - អ៊ីសូតូបដែលមានចំនួនម៉ាស់ 239។ ហើយស្ទើរតែភ្លាមៗការទស្សន៍ទាយរបស់អ្នកទ្រឹស្ដីត្រូវបានបញ្ជាក់៖ ស្នូលនៃប្លាតូញ៉ូម-២៣៩ ត្រូវបានបំបែកដោយនឺត្រុងកម្ដៅ។ លើសពីនេះទៅទៀតក្នុងអំឡុងពេលនៃការបំបែករបស់ពួកគេ នឺត្រុងមិនតិចជាងចំនួននឺត្រុងត្រូវបានផលិតជាងក្នុងអំឡុងពេលនៃការបំបែកអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥។ មធ្យោបាយដើម្បីទទួលបានអ៊ីសូតូបនេះក្នុងបរិមាណច្រើនត្រូវបានគូសបញ្ជាក់ភ្លាមៗ...

ឆ្នាំបានកន្លងផុតទៅ។ ឥឡូវនេះ វាមិនមែនជារឿងសម្ងាត់សម្រាប់នរណាម្នាក់ទេ ដែលគ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរដែលផ្ទុកក្នុងឃ្លាំងផ្ទុកទៅដោយសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូម-២៣៩ ហើយវាមានគ្រប់គ្រាន់ហើយ គ្រាប់បែកទាំងនេះនឹងដូចដែលពួកគេនិយាយថា "បណ្តាលឱ្យមានការខូចខាតដែលមិនអាចជួសជុលបាន" ដល់ជីវិតទាំងអស់នៅលើផែនដី។

មានជំនឿយ៉ាងទូលំទូលាយថា មនុស្សជាតិមានការប្រញាប់ប្រញាល់ជាមួយនឹងការរកឃើញនៃប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរ (ផលវិបាកដែលមិនអាចជៀសបានគឺការបង្កើតគ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរ) ។ អ្នកអាចគិតខុសគ្នា ឬធ្វើពុតជាគិតខុសគ្នា - វាកាន់តែរីករាយក្នុងការក្លាយជាមនុស្សសុទិដ្ឋិនិយម។ ប៉ុន្តែ​អ្នក​សុទិដ្ឋិនិយម​ក៏​ប្រឈមមុខ​នឹង​សំណួរ​នៃ​ទំនួល​ខុសត្រូវ​របស់​អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ​ដោយ​ចៀស​មិនរួច​ដែរ។ យើងចងចាំថ្ងៃជ័យជំនះខែមិថុនាឆ្នាំ 1954 ដែលជាថ្ងៃដែលរោងចក្រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរដំបូងគេនៅ Obninsk បានបើកចរន្ត។ ប៉ុន្តែយើងមិនអាចបំភ្លេចនៅព្រឹកខែសីហាឆ្នាំ 1945 - "ព្រឹកនៃទីក្រុងហ៊ីរ៉ូស៊ីម៉ា" "ថ្ងៃខ្មៅរបស់អាល់ប៊ើតអែងស្តែង"... អ្នកដែលមានអាយុចិតសិបឆ្នាំឬចាស់ជាងថ្ងៃនេះចងចាំឆ្នាំក្រោយសង្គ្រាមដំបូងនិងការវាយប្រហារបរមាណូដែលរីករាលដាល - មូលដ្ឋាន។ គោលនយោបាយអាមេរិកក្នុងឆ្នាំនោះ។ ប៉ុន្តែ​តើ​មនុស្សជាតិ​មិន​បាន​ជួប​ប្រទះ​នឹង​បញ្ហា​ជាច្រើន​ក្នុង​រយៈពេល​ប៉ុន្មាន​ឆ្នាំ​បន្តបន្ទាប់​ទេ​?

ជាងនេះទៅទៀត ការថប់បារម្ភទាំងនេះត្រូវបានកាន់តែខ្លាំងឡើងជាច្រើនដងដោយមនសិការថា ប្រសិនបើសង្គ្រាមលោកលើកទីមួយបានផ្ទុះឡើង អាវុធនុយក្លេអ៊ែរប្រាកដជាត្រូវបានប្រើប្រាស់។

នៅទីនេះអ្នកអាចព្យាយាមបង្ហាញថាការរកឃើញនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមមិនបានបន្ថែមការភ័យខ្លាចដល់មនុស្សជាតិនោះទេ ផ្ទុយទៅវិញវាមានប្រយោជន៍តែប៉ុណ្ណោះ។

ចូរនិយាយថាវាបានកើតឡើងថាសម្រាប់ហេតុផលមួយចំនួនឬដូចដែលពួកគេបាននិយាយនៅក្នុងថ្ងៃចាស់ដោយឆន្ទៈរបស់ព្រះ plutonium គឺមិនអាចចូលដំណើរការបានសម្រាប់អ្នកវិទ្យាសាស្រ្ត។ តើ​ការ​ភ័យ​ខ្លាច និង​ការ​ព្រួយ​បារម្ភ​របស់​យើង​ត្រូវ​បាន​កាត់​បន្ថយ​ឬ? គ្មានអ្វីកើតឡើងទេ។ គ្រាប់បែកនុយក្លេអ៊ែរនឹងត្រូវបានផលិតចេញពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ (ហើយក្នុងបរិមាណមិនតិចជាងពីប្លាតូនីញ៉ូម) ហើយគ្រាប់បែកទាំងនេះនឹង "ស៊ី" សូម្បីតែផ្នែកធំនៃថវិកាជាងពេលនេះ។

ប៉ុន្តែ​បើ​គ្មាន​ប្លាតូនីញ៉ូម​ទេ វា​នឹង​គ្មាន​ការ​រំពឹង​ទុក​នៃ​ការ​ប្រើប្រាស់​ថាមពល​នុយក្លេអ៊ែរ​ដោយ​សន្តិវិធី​ក្នុង​ទ្រង់ទ្រាយ​ធំ​ឡើយ។ វាជាធម្មតាមិនមានអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-235 គ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ "អាតូមសន្តិភាព" នោះទេ។ អំពើអាក្រក់ដែលបានធ្វើបាបមនុស្សជាតិដោយការរកឃើញថាមពលនុយក្លេអ៊ែរនឹងមិនមានតុល្យភាពសូម្បីតែផ្នែកខ្លះដោយសមិទ្ធិផលនៃ "អាតូមល្អ" ។

របៀបវាស់, អ្វីដែលត្រូវប្រៀបធៀបជាមួយ

នៅពេលដែលនុយក្លេអ៊ែរប្លាតូនីញ៉ូម-239 ត្រូវបានបំបែកដោយនឺត្រុងទៅជាបំណែកពីរដែលមានម៉ាស់ប្រហាក់ប្រហែលគ្នា ថាមពលប្រហែល 200 MeV ត្រូវបានបញ្ចេញ។ នេះគឺជាថាមពល 50 លានដងច្រើនជាងដែលត្រូវបានបញ្ចេញនៅក្នុងប្រតិកម្ម exothermic ដ៏ល្បីល្បាញបំផុត C + O 2 = CO 2 ។ "ការដុត" នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរមួយក្រាមនៃ plutonium ផលិត 2 · 10 7 គីឡូកាឡូរី។ ដើម្បីកុំឱ្យខូចប្រពៃណី (ហើយនៅក្នុងអត្ថបទពេញនិយម ថាមពលនៃឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរជាធម្មតាត្រូវបានវាស់ជាឯកតាដែលមិនមែនជាប្រព័ន្ធ - ធ្យូងថ្ម ប្រេងសាំង ទ្រីនីត្រូតូលូន ជាដើម) យើងក៏កត់សម្គាល់ផងដែរ៖ នេះគឺជាថាមពលដែលមានក្នុងបួនតោន។ ធ្យូងថ្ម។ ហើយដុំដែកធម្មតាមួយមានផ្ទុកនូវសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមដ៏ស្វាហាប់ស្មើនឹង ៤០ ដុំនៃអុសល្អ ៗ ។

ថាមពលដូចគ្នាត្រូវបានបញ្ចេញកំឡុងពេលបំបែកនុយក្លេអ៊ែ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ ដោយនឺត្រុង។ ប៉ុន្តែភាគច្រើននៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមធម្មជាតិ (99.3%) គឺជាអ៊ីសូតូប 238 U ដែលអាចប្រើបានដោយការបំប្លែងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមទៅជាប្លាតូនីញ៉ូម...

ថាមពលថ្ម

អនុញ្ញាតឱ្យយើងវាយតម្លៃធនធានថាមពលដែលមាននៅក្នុងបម្រុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមធម្មជាតិ។

អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមគឺជាធាតុដានមួយ ហើយត្រូវបានរកឃើញស្ទើរតែគ្រប់ទីកន្លែង។ នរណាម្នាក់ដែលបានទៅទស្សនាឧទាហរណ៍ Karelia ប្រហែលជានឹងចងចាំផ្ទាំងថ្មក្រានីតនិងច្រាំងថ្មចោទឆ្នេរសមុទ្រ។ ប៉ុន្តែមានមនុស្សតិចណាស់ដែលដឹងថាថ្មក្រានីតមួយតោនមានផ្ទុកអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមជាមធ្យមពី 4 ទៅ 10 ក្រាម។ ថ្មក្រានីតមានប្រហែល 20% នៃទម្ងន់នៃសំបកផែនដី។ ប្រសិនបើយើងរាប់តែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-235 នោះថ្មក្រានីតមួយតោនមានថាមពល 6 · 10 6 គីឡូកាឡូរី។ វាច្រើនណាស់ ប៉ុន្តែ...

ដើម្បីដំណើរការថ្មក្រានីត និងទាញយកសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមចេញពីវា អ្នកត្រូវចំណាយថាមពលកាន់តែច្រើន - ប្រហែល 10 6 -10 7 គីឡូកាឡូរី។ ឥឡូវនេះ ប្រសិនបើវាអាចប្រើមិនត្រឹមតែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-235 ប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-238 ជាប្រភពថាមពល នោះថ្មក្រានីតអាចត្រូវបានគេចាត់ទុកថាយ៉ាងហោចណាស់ជាវត្ថុធាតុដើមថាមពលដែលមានសក្តានុពល។ បន្ទាប់មកថាមពលដែលទទួលបានពីថ្មមួយតោននឹងមានចាប់ពី 8 · 10 7 ដល់ 2 · 10 8 គីឡូកាឡូរី។ នេះគឺស្មើនឹងធ្យូងថ្ម 16-40 តោន។ ហើយក្នុងករណីនេះ ថ្មក្រានីតអាចផ្តល់ឱ្យមនុស្សនូវថាមពលស្ទើរតែមួយលានដងច្រើនជាងទុនបម្រុងឥន្ធនៈគីមីទាំងអស់នៅលើផែនដី។

ប៉ុន្តែនឺត្រុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៨ មិនរលាយដោយនឺត្រុងទេ។ អ៊ីសូតូបនេះគឺគ្មានប្រយោជន៍សម្រាប់ថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ។ ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត វានឹងគ្មានប្រយោជន៍ទេ ប្រសិនបើវាមិនអាចបំប្លែងទៅជា ប្លាតូនីញ៉ូម-២៣៩។ ហើយអ្វីដែលសំខាន់ជាពិសេស៖ ជាក់ស្តែង មិនចាំបាច់ចំណាយថាមពលលើការបំប្លែងនុយក្លេអ៊ែរនេះទេ - ផ្ទុយទៅវិញ ថាមពលត្រូវបានផលិតនៅក្នុងដំណើរការនេះ!

ចូរយើងព្យាយាមស្វែងយល់ថាតើវាកើតឡើងដោយរបៀបណា ប៉ុន្តែជាដំបូងពាក្យពីរបីអំពីប្លាតូនីញ៉ូមធម្មជាតិ។

400 ពាន់ដងតិចជាងរ៉ាដ្យូម

វាត្រូវបានគេនិយាយរួចហើយថាអ៊ីសូតូបនៃ plutonium មិនត្រូវបានរក្សាទុកចាប់តាំងពីការសំយោគនៃធាតុកំឡុងពេលបង្កើតភពផែនដីរបស់យើង។ ប៉ុន្តែ​នេះ​មិន​មែន​មាន​ន័យ​ថា​គ្មាន​ប្លាតូនីញ៉ូម​នៅ​លើ​ផែនដី​ទេ។ វាត្រូវបានបង្កើតឡើងគ្រប់ពេលវេលានៅក្នុងរ៉ែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ដោយការចាប់យកនឺត្រុងពីវិទ្យុសកម្មលោហធាតុ និងនឺត្រុងដែលផលិតដោយការបំបែកដោយឯកឯងនៃនុយក្លេអ៊ែរ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៨ អាតូមខ្លះនៃអ៊ីសូតូបនេះប្រែទៅជាអាតូមនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៩។ ស្នូលទាំងនេះមិនស្ថិតស្ថេរខ្លាំង ពួកវាបញ្ចេញអេឡិចត្រុង ហើយដោយហេតុនេះបង្កើនបន្ទុករបស់វា។ Neptunium ដែលជាធាតុ transuranium ដំបូងត្រូវបានបង្កើតឡើង។ Neptunium-239 ក៏មិនស្ថិតស្ថេរខ្ពស់ដែរ ហើយស្នូលរបស់វាបញ្ចេញអេឡិចត្រុង។ ក្នុងរយៈពេលត្រឹមតែ 56 ម៉ោងប៉ុណ្ណោះ ពាក់កណ្តាលនៃ neptunium-239 ប្រែទៅជា plutonium-239 ដែលពាក់កណ្តាលជីវិតគឺវែងណាស់រួចទៅហើយ - 24 ពាន់ឆ្នាំ។

ហេតុអ្វី​មិន​បាន​ចម្រាញ់​ពី​សារធាតុ​ផ្លាតូនីញ៉ូម​ពី​រ៉ែ​អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម? ការផ្តោតអារម្មណ៍ទាបពេក។ "មួយក្រាមនៃផលិតកម្មគឺជាឆ្នាំនៃការងារ" - នេះគឺអំពីរ៉ាដ្យូមហើយរ៉ែមានផ្ទុក plutonium 400 ពាន់ដងតិចជាងរ៉ាដ្យូម។ ដូច្នេះវាពិបាកខ្លាំងណាស់ មិនត្រឹមតែជីកយករ៉ែប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងអាចរកឃើញ “ភពផែនដី” ផ្លាតូនីញ៉ូមទៀតផង។ នេះត្រូវបានធ្វើតែបន្ទាប់ពីលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីនៃប្លាតូនីញ៉ូមដែលផលិតនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានសិក្សា។

នៅពេលដែល 2.70 >> 2.23(ត្រូវចាំថាក្នុងគណិតវិទ្យា សញ្ញា >> មានន័យថា "ច្រើនទៀត")

ផ្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានកកកុញនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ (រហូតមកដល់ពេលថ្មីៗនេះការដំឡើងទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថាឡចំហាយនុយក្លេអ៊ែរផងដែរ) ។ នៅក្នុងស្ទ្រីមនឺត្រុងដ៏មានអានុភាព ប្រតិកម្មដូចគ្នាកើតឡើងដូចនៅក្នុងរ៉ែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដែរ ប៉ុន្តែអត្រានៃការបង្កើត និងការប្រមូលផ្តុំប្លាតូនីញ៉ូមនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រគឺខ្ពស់ជាង - មួយពាន់លានដង។ សម្រាប់ប្រតិកម្មនៃការបំប្លែង ballast uranium-238 ទៅជាថាមពលកម្រិត plutonium-239 លក្ខខណ្ឌល្អប្រសើរបំផុត (នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌដែលអាចទទួលយកបាន) ត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ប្រសិនបើរ៉េអាក់ទ័រដំណើរការលើនឺត្រុងហ្វាលកម្ដៅ (សូមចាំថាល្បឿនរបស់វាគឺប្រហែលពីរពាន់ម៉ែត្រក្នុងមួយវិនាទី ហើយថាមពលរបស់វាគឺប្រភាគនៃវ៉ុលអេឡិចត្រុង) បន្ទាប់មកពីល្បាយធម្មជាតិនៃអ៊ីសូតូបអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម បរិមាណប្លាតូនីញ៉ូមតិចជាងបន្តិចត្រូវបានទទួល។ ហើយបរិមាណអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-235 ត្រូវបាន "ដុតចេញ" ។ តិចតួច ប៉ុន្តែតិចជាងនេះ បូករួមទាំងការបាត់បង់ plutonium ដែលជៀសមិនរួច កំឡុងពេលការបំបែកគីមីរបស់វាចេញពី អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម irradiated ។ លើសពីនេះទៀតប្រតិកម្មសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងល្បាយធម្មជាតិនៃអ៊ីសូតូបអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមរហូតដល់ប្រភាគតូចមួយនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម -235 ត្រូវបានប្រើប្រាស់។ ដូច្នេះការសន្និដ្ឋានឡូជីខល៖ រ៉េអាក់ទ័រ "កំដៅ" ដោយប្រើអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមធម្មជាតិ - ប្រភេទសំខាន់នៃរ៉េអាក់ទ័រដែលកំពុងដំណើរការបច្ចុប្បន្ន - មិនអាចធានាបាននូវការបន្តពូជនៃឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរ។ ប៉ុន្តែអ្វីដែលជាការសន្យានៅពេលនោះ? ដើម្បីឆ្លើយសំណួរនេះ ចូរយើងប្រៀបធៀបដំណើរនៃប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុង uranium-235 និង plutonium-239 ហើយណែនាំគំនិតរូបវន្តមួយផ្សេងទៀតក្នុងការពិភាក្សារបស់យើង។

លក្ខណៈសំខាន់បំផុតនៃឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរគឺចំនួនមធ្យមនៃនឺត្រុងដែលបញ្ចេញបន្ទាប់ពីនុយក្លេអ៊ែរបានចាប់យកនឺត្រុងមួយ។ អ្នករូបវិទ្យាហៅវាថាលេខ eta ដែលតំណាងដោយអក្សរក្រិក h ។ នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ "កំដៅ" លើអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម លំនាំខាងក្រោមត្រូវបានអង្កេតឃើញ៖ នឺត្រុងនីមួយៗ "បង្កើត" ជាមធ្យម 2.08 នឺត្រុង (h = 2.08) ។ ផ្លាតូនីញ៉ូមដែលដាក់ក្នុងរ៉េអាក់ទ័របែបនេះក្រោមឥទិ្ធពលនៃនឺត្រុងត្រូនិចផ្តល់ h=2.03 ។ ប៉ុន្តែក៏មានរ៉េអាក់ទ័រដែលដំណើរការលើនឺត្រុងលឿនផងដែរ។ វាគ្មានប្រយោជន៍ទេក្នុងការផ្ទុកល្បាយធម្មជាតិនៃអ៊ីសូតូបអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមទៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័របែបនេះ៖ ប្រតិកម្មសង្វាក់នឹងមិនកើតឡើងទេ។ ប៉ុន្តែប្រសិនបើ "វត្ថុធាតុដើម" សំបូរទៅដោយសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ វាក៏អាចអភិវឌ្ឍនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ "លឿន" ផងដែរ។ ក្នុងករណីនេះ h នឹងស្មើនឹង 2.23 រួចហើយ។ ហើយផ្លាតូនីញ៉ូមដែលប៉ះពាល់នឹងភ្លើងនឺត្រុងលឿននឹងផ្តល់ឱ្យ h ស្មើនឹង 2.70 ។ យើងនឹងមាន "នឺត្រុងពាក់កណ្តាលបន្ថែម" នៅក្នុងការចោលរបស់យើង។ ហើយនេះមិនមែនតិចតួចទេ។

តោះមើលថាតើនឺត្រុងលទ្ធផលត្រូវចំណាយលើអ្វីខ្លះ? នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រណាមួយ នឺត្រុងគឺត្រូវការជាចាំបាច់ ដើម្បីរក្សាប្រតិកម្មសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរ។ 0.1 នឺត្រុងត្រូវបានស្រូបយកដោយសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធនៃការដំឡើង។ "លើស" ត្រូវបានប្រើដើម្បីកកកុញ plutonium-239 ។ ក្នុងករណីមួយ "លើស" គឺ 1.13 ហើយមួយទៀតគឺ 1.60 ។ បន្ទាប់ពី "្រំមហះ" នៃប្លាតូនីញ៉ូមមួយគីឡូក្រាមនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ "លឿន" ថាមពល 2.25 × 10 7 ត្រូវបានបញ្ចេញហើយ 1.6 គីឡូក្រាមនៃប្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានបង្គរ។ ហើយអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ "លឿន" នឹងផ្តល់ថាមពលដូចគ្នា និង 1.1 គីឡូក្រាមនៃឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរថ្មី។ ក្នុងករណីទាំងពីរនេះ ការបន្តពូជបានពង្រីកគឺជាភស្តុតាង។ ប៉ុន្តែយើងមិនត្រូវភ្លេចអំពីសេដ្ឋកិច្ចទេ។

សម្រាប់ហេតុផលបច្ចេកទេសមួយចំនួន វដ្តនៃការបន្តពូជ plutonium ត្រូវចំណាយពេលច្រើនឆ្នាំ។ ចូរនិយាយថាប្រាំឆ្នាំ។ នេះមានន័យថាបរិមាណនៃសារធាតុភ្លុយតូញ៉ូមក្នុងមួយឆ្នាំនឹងកើនឡើងត្រឹមតែ 2% ប្រសិនបើ h = 2.23 និង 12% ប្រសិនបើ h = 2.7! ឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរគឺជាដើមទុន ហើយដើមទុនណាមួយគួរតែផ្តល់ទិន្នផល 5% ក្នុងមួយឆ្នាំ។ ក្នុងករណីដំបូងមានការខាតបង់ធំហើយទីពីរមានប្រាក់ចំណេញច្រើន។ ឧទាហរណ៍ដំបូងនេះបង្ហាញពី "ទម្ងន់" នៃរាល់ភាគដប់នៃចំនួន h ក្នុងបញ្ហាថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ។

អ្វីផ្សេងទៀតក៏សំខាន់ផងដែរ។ ថាមពលនុយក្លេអ៊ែរត្រូវតែរក្សាល្បឿនជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃតម្រូវការថាមពល។ ការគណនាបង្ហាញថា: លក្ខខណ្ឌនេះត្រូវបានបំពេញនៅពេលអនាគតតែនៅពេលដែល h ខិតជិតដល់បី។ ប្រសិនបើការអភិវឌ្ឍន៍ប្រភពថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ យឺតយ៉ាវពីតម្រូវការថាមពលរបស់សង្គម នោះនឹងមានជម្រើសពីរដែលនៅសេសសល់៖ ទាំង "បន្ថយល្បឿន" ឬយកថាមពលពីប្រភពផ្សេងទៀតមួយចំនួន។

ហើយនៅទីនេះ វានឹងចាំបាច់ក្នុងការលុបបំបាត់ការយល់ខុសដែលបង្កឡើង ក្នុងកម្រិតជាក់លាក់មួយ ដោយអក្សរសិល្ប៍វិទ្យាសាស្ត្រដ៏ពេញនិយម។

Antiode ទៅនឹងការលាយបញ្ចូលគ្នារវាង thermonuclear

វាត្រូវបានគេដឹងថាសារធាតុមួយក្រាមមានប្រតិកម្មនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រទែរម៉ូនុយក្លេអ៊ែសម្មតិកម្មនឹងផ្តល់ថាមពលច្រើនដងច្រើនដងជាងមួយក្រាមនៃសារធាតុដែលបំបែកនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរពិតប្រាកដនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ ថាមពលកាន់តែច្រើននឹងត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃក្រាមនៃអេឡិចត្រុងនិង positrons ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បច្ចុប្បន្នរោងចក្រថាមពលអេឡិចត្រុងប៉ូស៊ីតរ៉ុនកំពុងត្រូវបាន "សាងសង់" ដោយអ្នកសរសេរប្រឌិតវិទ្យាសាស្រ្តប៉ុណ្ណោះ។ ប៉ុន្តែឧបករណ៍ថាមពល thermonuclear ពេលខ្លះត្រូវបានគេនិយាយថាស្ទើរតែបានបញ្ចប់។ ជាការពិតណាស់ នៅពេលដែលអ្នករូបវិទ្យាមានការយល់ដឹងតិចតួចអំពីអ្វីដែលកំពុងកើតឡើងនៅក្នុងប្លាស្មា វាហាក់ដូចជាថាប្រភពនៃថាមពលដែលគ្រប់គ្រងដោយទែម៉ូនុយក្លេអ៊ែរ ហៀបនឹងត្រូវបានបង្កើតឡើង។ លើសពីនេះទៅទៀត ជារៀងរាល់ថ្ងៃនៅចំពោះមុខភ្នែករបស់យើង មានឧទាហរណ៍ដ៏អស្ចារ្យនៃម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ thermonuclear ដែលកំពុងដំណើរការ គឺព្រះអាទិត្យ។ ការសិក្សាដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងនៃប្លាស្មាបានផ្តល់ការយល់ដឹងច្រើនអំពីដំណើរការដែលកើតឡើងនៅក្នុងសារធាតុដែលបានចូលទៅក្នុងស្ថានភាពទីបួនរបស់វា។ លទ្ធផលមួយក្នុងចំណោមលទ្ធផលនៃការងារនេះគឺជាការយល់យ៉ាងច្បាស់ថាការបង្កើតកំណែសិប្បនិម្មិតនៃតារារបស់យើងគឺមិនងាយស្រួលដូចដែលវាហាក់ដូចជា។ សព្វ​ថ្ងៃ​នេះ សូម្បី​តែ​វិធី​ពិត​ប្រាកដ​មួយ​ដើម្បី​ដោះ​ស្រាយ​បញ្ហា​នេះ​ក៏​មិន​ទាន់​ត្រូវ​បាន​គេ​លើក​ឡើង​ដែរ។ ក្នុងករណីណាក៏ដោយក្តីសង្ឃឹមសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ជិតនៃថាមពលកម្តៅបានរលាយបាត់។ ជាការពិតណាស់ ពេលវេលានឹងមកដល់ នៅពេលដែលថាមពលនៃស្នូលពន្លឺនឹងមាន។ ប៉ុន្តែ តើ​ការ​នេះ​នឹង​ត្រូវ​ធ្វើ​ដោយ​របៀប​ណា និង​នៅ​ពេល​ណា? សំណួរនេះមិនទាន់អាចឆ្លើយបានទេ។

សង្ខេប។ ថាមពលនៃស្នូលធ្ងន់គឺជាការពិត មានតែការលំបាកផ្នែកបច្ចេកទេសប៉ុណ្ណោះដែលឈរនៅក្នុងវិធីនៃការអភិវឌ្ឍន៍របស់វា ហើយជាច្រើនត្រូវបានសម្រេចក្នុងទិសដៅនេះ។ ការលាយកម្តៅក្នុងគោលបំណងថាមពលនៅតែជាបញ្ហាជាមូលដ្ឋានដែលមិនអាចដោះស្រាយបាន។ ដូច្នេះហើយ ការសន្និដ្ឋាន៖ ប្លាតូនីញ៉ូម ដែលជាសម្ភារៈថាមពលដ៏សំខាន់នៃអនាគត មិនទាន់មានដៃគូប្រកួតប្រជែងធ្ងន់ធ្ងរនៅឡើយ ធនធានថាមពលដែលលាក់ក្នុងបម្រុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម គឺជាប្រភពថាមពលនុយក្លេអ៊ែរតែមួយគត់ ដែលមនុស្សជាតិអាចធ្វើជាម្ចាស់បាននាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ។ គន្លឹះនៃធនធានទាំងនេះគឺអ៊ីសូតូបនៃធាតុលេខ 94 ដែលមានលេខម៉ាស់ 239 ។

ការស្រង់ចេញ

នៅពេលដែលជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ បរិមាណដែលត្រូវការនៃ plutonium បានកកកុញនៅក្នុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម វាត្រូវតែត្រូវបានបំបែកមិនត្រឹមតែពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមខ្លួនឯងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងចេញពីបំណែកប្រេះស្រាំផងដែរ - ទាំងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម និងប្លាតូនីញ៉ូមបានឆេះនៅក្នុងប្រតិកម្មសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរ។ លើសពីនេះ ម៉ាស់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-ភ្លុយតូនីញ៉ូម ក៏មានផ្ទុកនូវបរិមាណជាក់លាក់នៃសារធាតុណេបតូនីញ៉ូមផងដែរ។ វត្ថុពិបាកបំផុតក្នុងការបំបែកគឺ ផ្លាតូនីញ៉ូម ពីសារធាតុណេបតូនីញ៉ូម និងធាតុដីកម្រ (lanthanides)។ ផ្លាតូនីញ៉ូមដែលជាធាតុគីមីមានសំណាងមិនល្អក្នុងកម្រិតខ្លះ។ តាមទស្សនៈរបស់អ្នកគីមីវិទ្យា ធាតុសំខាន់នៃថាមពលនុយក្លេអែរគឺគ្រាន់តែជាសារធាតុសកម្មមួយក្នុងចំណោមសារធាតុសកម្មចំនួនដប់បួនប៉ុណ្ណោះ។ ដូចជាធាតុកម្រនៃផែនដី ធាតុទាំងអស់នៃស៊េរី actinium គឺស្រដៀងគ្នាខ្លាំងណាស់នៅក្នុងលក្ខណៈគីមី រចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រុងខាងក្រៅនៃអាតូមនៃធាតុទាំងអស់ពី actinium ទៅ 103 គឺដូចគ្នា។ អ្វីដែលកាន់តែមិនសប្បាយចិត្តនោះគឺថា លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់ actinides គឺស្រដៀងទៅនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃធាតុកម្រនៃផែនដី ហើយក្នុងចំណោមបំណែកនៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម និងប្លាតូនីញ៉ូម មានសារធាតុ lanthanides ច្រើនជាងគ្រប់គ្រាន់។ ប៉ុន្តែធាតុ 94 អាចមាននៅក្នុងរដ្ឋ valence ប្រាំ ហើយនេះ "គ្រាប់ថ្នាំផ្អែម" - វាជួយបំបែក plutonium ចេញពីទាំងបំណែកអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមនិងបំណែក។

ភាពញឹកញាប់នៃប្លាតូនីញ៉ូមប្រែប្រួលពីបីទៅប្រាំពីរ។ គីមី សមាសធាតុដែលមានស្ថេរភាពបំផុត (ហើយដូច្នេះទូទៅបំផុត និងសិក្សាច្រើនបំផុត) សមាសធាតុគឺ tetravalent plutonium ។

ការបំបែកនៃ actinides ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីស្រដៀងគ្នា - អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម, ណេបតូនីញ៉ូមនិង plutonium - អាចត្រូវបានផ្អែកលើភាពខុសគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិនៃ tetra- និងសមាសធាតុ hexavalent របស់ពួកគេ។ ដំបូង របារ​អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម​ត្រូវ​បាន​រំលាយ​ក្នុង​អាស៊ីត​នីទ្រីក។ អាស៊ីតនីទ្រីកគឺជាភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្មដ៏រឹងមាំនៅពេលរំលាយ ហើយអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ប្រូតូនីញ៉ូម និងភាពមិនបរិសុទ្ធត្រូវបានកត់សុី។ អាតូម plutonium សូន្យត្រូវបានបំលែងទៅជា Pu 6+ ions ។ ប្លាតូនីញ៉ូមរលាយជាមួយអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ពីដំណោះស្រាយនេះវាត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជារដ្ឋ trivalent ជាមួយ sulfur dioxide ហើយបន្ទាប់មក precipitated ជាមួយ lanthanum fluoride ។ បន្ថែមពីលើសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូម ដីល្បាប់មានផ្ទុកសារធាតុណេបតូនីញ៉ូម និងធាតុកម្រនៃផែនដី។ ប៉ុន្តែភាគច្រើននៃសារធាតុ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម នៅតែមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ ហើយត្រូវបានបំបែកចេញពី ប្លាតូនីញ៉ូម។

precipitate លទ្ធផលត្រូវបានរំលាយម្តងទៀតហើយ neptunium ត្រូវបានកត់សុីទៅរដ្ឋ tetravalent ជាមួយប៉ូតាស្យូម bromate ។ សារធាតុប្រតិកម្មនេះមិនមានឥទ្ធិពលលើប្លាតូនីញ៉ូមទេ ហើយក្នុងអំឡុងពេលទឹកភ្លៀងបន្ទាប់បន្សំជាមួយ LaF 3 ដូចគ្នា សារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូម trivalent ឆ្លងកាត់ទៅក្នុង precipitate ហើយ neptunium នៅតែមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ។

ដើម្បីបំបែកបំណែកបរិច្ចាគ ផ្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានកត់សុីម្តងទៀតទៅរដ្ឋ hexa-vadent ហើយ lanthanum fluoride ត្រូវបានបន្ថែមម្តងទៀត។ ឥឡូវនេះ ធាតុកម្រនៃភពផែនដី ធ្លាក់ភ្លៀង ហើយផ្លាតូនីញ៉ូមនៅតែមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ...

ក្នុងចំណោមវិធីសាស្រ្តដែលគេស្គាល់ជាច្រើននាពេលបច្ចុប្បន្នសម្រាប់ការញែកផ្លាតូនីញ៉ូមដោយឡែក ការលើកឡើងគួរតែត្រូវបានធ្វើឡើងពីការទាញយកសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមជាមួយនឹងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ និងការញែកសារធាតុ plutonium នៅលើជួរឈរផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះហាក់ដូចជាមានជោគជ័យបំផុតចំពោះអ្នកគីមីវិទ្យាដែលធ្វើការជាមួយប្លាតូនីញ៉ូម។

លោហៈ

ឥឡូវនេះជាចុងក្រោយអំពីលោហៈ។ ការញែកសមាសធាតុ plutonium ចេញពីដំណោះស្រាយមិនមែនជាកិច្ចការពិបាកនោះទេ។ មានវិធីរាប់សិបយ៉ាងដើម្បីធ្វើរឿងនេះ។ បន្ទាប់មកសមាសធាតុ plutonium លទ្ធផលត្រូវបានបំប្លែងទៅជា PuF 4 tetrafluoride សុទ្ធគីមីដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយចំហាយបារីយ៉ូមនៅ 1200 ° C ។ នេះ​ជា​របៀប​ដែល​ផ្លាតូនីញ៉ូម​សុទ្ធ​ត្រូវ​បាន​ទទួល។ ប៉ុន្តែនេះមិនទាន់ជាសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធនៅឡើយទេ៖ ធាតុឥន្ធនៈនៃរ៉េអាក់ទ័រថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ (ឬសូម្បីតែផ្នែកខ្លះនៃគ្រាប់បែកបរមាណូ) មិនអាចផលិតចេញពីវាបានទេ។ ហេតុអ្វី? យ៉ាងហោចណាស់អ្នកត្រូវការ "ទទេ" - ការសម្ដែង។ នៅក្នុងការផលិតផលិតផល plutonium វិធីសាស្រ្តចាក់ត្រូវបានប្រើជាចម្បង។ ចំណុចរលាយនៃលោហធាតុ plutonium - 640 ° C - គឺអាចសម្រេចបានប៉ុន្តែ ...

បន្ទាប់ពីចាក់សារធាតុ plutonium រលាយពីឈើឆ្កាងចូលទៅក្នុងផ្សិតដែលចង់បានពួកគេចាប់ផ្តើមត្រជាក់វាទៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ - កំឡុងពេលដំណើរការរឹង ស្នាមប្រេះនឹងច្បាស់ជាលេចឡើងនៅក្នុងការសម្ដែង។ ប្រហែលជាការត្រជាក់លឿនពេក? មិន​ថា​របប​នេះ​ត្រូវ​បាន​ផ្លាស់​ប្តូរ​យ៉ាង​ណា​ក៏​ដោយ ការ​ដេញ​ត្រូវ​បាន​បំផ្លាញ​ជា​រៀង​រហូត។ នេះមានន័យថាបញ្ហាមិនស្ថិតនៅក្នុងរបបសីតុណ្ហភាពទេ។ តើមានអ្វីកើតឡើង?

នៅក្នុងលោហៈរាវ អាតូមផ្លាស់ទីដោយចៃដន្យ។ ជាមួយនឹងការថយចុះនៃសីតុណ្ហភាព នៅពេលដែលលោហៈចាប់ផ្តើមរឹង នោះអាតូមបានញ័ររួចហើយនៅជុំវិញមជ្ឈមណ្ឌលដែលស្ថិតនៅក្នុងលំដាប់ដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង ឧទាហរណ៍ នៅចំនុចកំពូលនៃគូប tetrahedrons ជាដើម អាស្រ័យលើរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់នៃលោហៈជាក់លាក់មួយ។

នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ អាតូមជាធម្មតាត្រូវបានខ្ចប់យ៉ាងក្រាស់ជាងនៅក្នុងអង្គធាតុរាវ។ សារធាតុភាគច្រើន ដោយមិនរាប់បញ្ចូលទឹកកក ការបោះពុម្ពយ៉ាន់ស្ព័រ និងសារធាតុមួយចំនួនទៀត នៅពេលដែលរឹង ការថយចុះបរិមាណ - ដង់ស៊ីតេរបស់វាកើនឡើង។

Plutonium ចាប់ផ្តើមរឹងនៅសីតុណ្ហភាព 640 ° C ហើយអាតូមរបស់វាបង្កើតជាបន្ទះគ្រីស្តាល់ក្នុងទម្រង់ជាគូប។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពថយចុះ ដង់ស៊ីតេនៃលោហៈកើនឡើងជាលំដាប់។ ប៉ុន្តែបន្ទាប់មក សីតុណ្ហភាពឡើងដល់ 480°C ហើយភ្លាមៗនោះ ដង់ស៊ីតេនៃ plutonium ធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង។ មូលហេតុនៃភាពមិនធម្មតានេះត្រូវបានគេរកឃើញយ៉ាងឆាប់រហ័ស៖ នៅសីតុណ្ហភាពនេះ អាតូម plutonium ត្រូវបានរៀបចំឡើងវិញនៅក្នុងបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់។ វាក្លាយជា tetragonal និង "រលុង" ខ្លាំងណាស់។ ផ្លាតូនីញ៉ូមបែបនេះអាចអណ្តែតនៅក្នុងរលាយរបស់វា ដូចជាទឹកកកនៅលើទឹក។

សីតុណ្ហភាពនៅតែបន្តធ្លាក់ចុះ ពេលនេះវាបានឡើងដល់ 451°C ហើយអាតូមម្តងទៀតបានបង្កើតជាបន្ទះគូប ប៉ុន្តែស្ថិតនៅចម្ងាយឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមកជាងករណីដំបូង។ ជាមួយនឹងភាពត្រជាក់បន្ថែមទៀតបន្ទះឈើដំបូងក្លាយជា orthorhombic បន្ទាប់មក monoclinic ។ សរុបមក ប្លាតូនីញ៉ូមបង្កើតបានជាទម្រង់គ្រីស្តាល់ចំនួនប្រាំមួយផ្សេងគ្នា។ ពីរក្នុងចំណោមពួកគេត្រូវបានសម្គាល់ដោយទ្រព្យសម្បត្តិគួរឱ្យកត់សម្គាល់ - មេគុណអវិជ្ជមាននៃការពង្រីកកំដៅ: ជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពលោហៈមិនពង្រីកទេប៉ុន្តែចុះកិច្ចសន្យា។ ចរិតមិនធម្មតា!

នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពឡើងដល់ 122°C ហើយអាតូម plutonium រៀបចំជួររបស់ពួកគេឡើងវិញជាលើកទីប្រាំមួយ ដង់ស៊ីតេបានផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងជាពិសេសពី 17.77 ទៅ 19.82 g/cm 3 ។ ច្រើនជាង 10%! ដូច្នោះហើយបរិមាណនៃ ingot ថយចុះ។ ប្រសិនបើលោហៈនៅតែអាចទប់ទល់នឹងភាពតានតឹងដែលកើតឡើងនៅការផ្លាស់ប្តូរផ្សេងទៀតនោះនៅពេលនេះការបំផ្លិចបំផ្លាញគឺជៀសមិនរួច។

ដូច្នេះតើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីធ្វើឱ្យផ្នែកមួយពីលោហៈដ៏អស្ចារ្យនេះ? Metallurgists alloy plutonium (បន្ថែមបរិមាណតិចតួចនៃធាតុដែលត្រូវការទៅវា) និងទទួលបានការចាក់ដោយគ្មានស្នាមប្រេះតែមួយ។ ពួកគេ​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ដើម្បី​ធ្វើ​ការ​ចោទ​ប្រកាន់​ប្លាតូនីញ៉ូម​សម្រាប់​គ្រាប់បែក​នុយក្លេអ៊ែរ។ ទំងន់នៃការចោទប្រកាន់ (វាត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយម៉ាស់សំខាន់នៃអ៊ីសូតូប) គឺ 5-6 គីឡូក្រាម។ វាអាចដាក់បានយ៉ាងងាយស្រួលចូលទៅក្នុងគូបដែលមានទំហំគែម 10 សង់ទីម៉ែត្រ។

អ៊ីសូតូបធ្ងន់

Plutonium-239 ក៏មាននៅក្នុងបរិមាណតិចតួចនៃអ៊ីសូតូបខ្ពស់នៃធាតុនេះផងដែរ - ជាមួយនឹងលេខម៉ាស់ 240 និង 241។ អ៊ីសូតូប 240 Pu គឺគ្មានប្រយោជន៍ទាល់តែសោះ - វាមានសារធាតុ ballast នៅក្នុង plutonium ។ ពី 241 អាម៉ីញ៉ូមត្រូវបានទទួល - ធាតុលេខ 95 ។ នៅក្នុងទម្រង់ដ៏បរិសុទ្ធរបស់វាដោយគ្មានសារធាតុផ្សំនៃអ៊ីសូតូបផ្សេងទៀត ប្រូតូនីញ៉ូម-240 និង ប្រូតូញ៉ូម-241 អាចទទួលបានដោយការបំបែកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៃផ្លាតូនីញ៉ូមដែលប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ។ មុននេះ ប្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបាន irradiated បន្ថែមជាមួយនឹង fluxes នឺត្រុង ជាមួយនឹងលក្ខណៈដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរឹង។ ជាការពិតណាស់ អ្វីៗទាំងអស់នេះមានភាពស្មុគស្មាញខ្លាំង ជាពិសេសដោយសារសារធាតុ plutonium មិនត្រឹមតែមានវិទ្យុសកម្មប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងមានជាតិពុលខ្លាំងទៀតផង។ ធ្វើការជាមួយវាទាមទារការប្រុងប្រយ័ត្នបំផុត។

អ៊ីសូតូមដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតមួយនៃ 242 Pu អាចត្រូវបានផលិតដោយការ irradiating 239 Pu សម្រាប់រយៈពេលដ៏យូរនៅក្នុងលំហូរនឺត្រុង។ 242 Pu កម្រចាប់បាននឺត្រុងហើយ ដូច្នេះ "ឆេះ" នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រយឺតជាងអ៊ីសូតូបដទៃទៀត។ វានៅតែបន្តកើតមាន សូម្បីតែបន្ទាប់ពីអ៊ីសូតូបដែលនៅសេសសល់នៃប្លាតូនីញ៉ូម ស្ទើរតែទាំងស្រុងប្រែទៅជាបំណែក ឬប្រែទៅជាប្លាតូនីញ៉ូម-២៤២។

Plutonium-242 មានសារៈសំខាន់ជា "វត្ថុធាតុដើម" សម្រាប់ការប្រមូលផ្តុំយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃធាតុ transuranium ខ្ពស់នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។ ប្រសិនបើប្លាតូនីញ៉ូម-239 ត្រូវបានបំភាយនៅក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រធម្មតា នោះវានឹងចំណាយពេលប្រហែល 20 ឆ្នាំដើម្បីប្រមូលបរិមាណមីក្រូក្រាម ឧទាហរណ៍ កាលីហ្វ័រញ៉ា-251 ពីក្រាមនៃប្លាតូនីញ៉ូម។

វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកាត់បន្ថយពេលវេលាប្រមូលផ្តុំនៃអ៊ីសូតូបខ្ពស់ដោយបង្កើនអាំងតង់ស៊ីតេនៃលំហូរនឺត្រុងនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ។ នេះ​ជា​អ្វី​ដែល​ពួកគេ​ធ្វើ ប៉ុន្តែ​បន្ទាប់​មក​អ្នក​មិន​អាច​បញ្ចេញ​ពន្លឺ​នៃ​សារធាតុ​ភ្លុយតូញ៉ូម-២៣៩ ដ៏ច្រើន​បាន​ទេ។ យ៉ាងណាមិញ អ៊ីសូតូបនេះត្រូវបានបែងចែកដោយនឺត្រុង ហើយថាមពលច្រើនពេកត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងលំហូរខ្លាំង។ ការលំបាកបន្ថែមកើតឡើងជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យត្រជាក់កុងតឺន័រ និងរ៉េអាក់ទ័រ។ ដើម្បីជៀសវាងការលំបាកទាំងនេះ វានឹងចាំបាច់ក្នុងការកាត់បន្ថយបរិមាណនៃ plutonium irradiated ។ អាស្រ័យហេតុនេះ ទិន្នផលនៃកាលីហ្វ័រនីញ៉ូមនឹងកាន់តែអន់ថយ។ រង្វង់កាចសាហាវ!

Plutonium-242 មិនត្រូវបានបំបែកដោយនឺត្រុងកម្តៅទេ។ , ហើយក្នុងបរិមាណដ៏ច្រើនអាចត្រូវបាន irradiated នៅក្នុងលំហូរនឺត្រុងខ្លាំង ... ដូច្នេះនៅក្នុង reactors ធាតុទាំងអស់ពី californium ទៅ einsteinium ត្រូវបាន "បង្កើតឡើង" ពី អ៊ីសូតូប នេះ ហើយបានប្រមូលផ្តុំក្នុងបរិមាណទម្ងន់។

មិនមែនធ្ងន់ជាងគេទេ តែអាយុវែងជាងគេ

រាល់ពេលដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចទទួលបានអ៊ីសូតូបថ្មីនៃប្លាតូនីញ៉ូម ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃស្នូលរបស់វាត្រូវបានវាស់។ ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃអ៊ីសូតូបនៃស្នូលវិទ្យុសកម្មធ្ងន់ ជាមួយនឹងចំនួនម៉ាស់ ផ្លាស់ប្តូរជាទៀងទាត់។ (នេះមិនអាចនិយាយបានសម្រាប់អ៊ីសូតូបសេសទេ។ )

សូមក្រឡេកមើលក្រាហ្វដែលបង្ហាញពីការពឹងផ្អែកនៃពាក់កណ្តាលជីវិតនៃអ៊ីសូតូបនៃប្លាតូនីញ៉ូមលើចំនួនម៉ាស់។ នៅពេលដែលម៉ាស់កើនឡើង "អាយុកាល" នៃអ៊ីសូតូបក៏កើនឡើងផងដែរ។ ប៉ុន្មានឆ្នាំមុន ចំណុចខ្ពស់នៃក្រាហ្វនេះគឺ ប្លាតូនីញ៉ូម-២៤២។ ហើយបន្ទាប់មកខ្សែកោងនេះនឹងទៅជាយ៉ាងណា - ជាមួយនឹងការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃចំនួនម៉ាស់? ដល់ចំណុចទី 1 ដែលត្រូវនឹងអាយុកាល 30 លានឆ្នាំ ឬចំណុច 2 ដែលត្រូវនឹង 300 លានឆ្នាំរួចហើយ? ចម្លើយចំពោះសំណួរនេះគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់សម្រាប់ភូមិសាស្ត្រ។ ក្នុងករណីដំបូង ប្រសិនបើកាលពីប្រាំពាន់លានឆ្នាំមុន ផែនដីមាន 244 Pu ទាំងមូល នោះមានតែអាតូមមួយនៃ plutonium-244 នឹងនៅលើផែនដី។ ប្រសិនបើការសន្មត់ទីពីរគឺជាការពិតនោះ ប្លាតូនីញ៉ូម-២៤៤ ប្រហែលជានៅក្នុងផែនដីក្នុងការប្រមូលផ្តុំដែលអាចត្រូវបានរកឃើញរួចហើយ។ ប្រសិនបើយើងមានសំណាងគ្រប់គ្រាន់ក្នុងការស្វែងរកអ៊ីសូតូបនេះនៅលើផែនដី វិទ្យាសាស្ត្រនឹងទទួលបានព័ត៌មានដ៏មានតម្លៃបំផុតអំពីដំណើរការដែលបានកើតឡើងកំឡុងពេលបង្កើតភពផែនដីរបស់យើង។

កាលពីប៉ុន្មានឆ្នាំមុន អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានប្រឈមមុខនឹងសំណួរ៖ តើវាសមនឹងការព្យាយាមស្វែងរកសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមធ្ងន់នៅលើផែនដីទេ? ដើម្បី​ឆ្លើយ​តប វា​ជា​ការ​ចាំបាច់​ជា​មុន​គេ​ក្នុង​ការ​កំណត់​ពាក់​កណ្តាល​ជីវិត​នៃ​ប្លាតូនីញ៉ូម-២៤៤។ អ្នកទ្រឹស្តីមិនអាចគណនាតម្លៃនេះជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវដែលត្រូវការនោះទេ។ ក្តីសង្ឃឹមទាំងអស់គឺសម្រាប់តែការពិសោធន៍ប៉ុណ្ណោះ។

Plutonium-244 ប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។ ធាតុលេខ 95 អាមេរីក (អ៊ីសូតូប 243 អេម) ត្រូវបាន irradiated ។ ដោយបានចាប់យកនឺត្រុង អ៊ីសូតូបនេះប្រែទៅជាអាមេរិច-២៤៤។ americium ក្នុង​ករណី​មួយ​ក្នុង​ចំណោម​មួយ​ម៉ឺន​ករណី​បាន​ប្រែ​ទៅ​ជា​ផ្លាតូនីញ៉ូម-២៤៤។

ការរៀបចំផ្លាតូនីញ៉ូម-244 ត្រូវបានញែកចេញពីល្បាយនៃអាមេរីក និងគុយរី។ គំរូមានទម្ងន់ត្រឹមតែពីរបីលាននៃក្រាមប៉ុណ្ណោះ។ ប៉ុន្តែពួកគេគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីកំណត់ពាក់កណ្តាលជីវិតនៃអ៊ីសូតូបគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍នេះ។ វាប្រែថាស្មើនឹង 75 លានឆ្នាំ។ Plutonium-244 បានធ្លាក់ចុះបន្តិចនៃនៅសល់នៅក្នុងផែនដីចាប់តាំងពីធាតុត្រូវបានសំយោគនៅក្នុងការប្រមូលផ្តុំដែលនៅតែអាចរកឃើញ។

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានព្យាយាមជាច្រើនដើម្បីស្វែងរកអ៊ីសូតូបនៃធាតុ transuranium ដែលរស់នៅបានយូរជាង 244 Pu ។ ប៉ុន្តែការប៉ុនប៉ងទាំងអស់នៅតែឥតប្រយោជន៍។ នៅពេលមួយ ក្តីសង្ឃឹមត្រូវបានដាក់នៅលើ Curium-247 ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីអ៊ីសូតូបនេះត្រូវបានប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ វាបានបង្ហាញថាពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់វាគឺត្រឹមតែ 14 លានឆ្នាំប៉ុណ្ណោះ។ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការបំបែកកំណត់ត្រានៃ plutonium-244 - វាគឺជាអ៊ីសូតូបដែលរស់នៅបានយូរបំផុតនៃធាតុ transuranium ។

សូម្បីតែអ៊ីសូតូបដែលធ្ងន់ជាងនៃផ្លាតូនីញ៉ូមក៏ទទួលរងការពុកផុយបេតា ហើយអាយុកាលរបស់វាមានចាប់ពីពីរបីថ្ងៃទៅពីរបីភាគដប់នៃវិនាទី។ យើងដឹងច្បាស់ថា អ៊ីសូតូបទាំងអស់នៃប្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងការផ្ទុះ thermonuclear រហូតដល់ 257 Pu ។ ប៉ុន្តែអាយុកាលរបស់ពួកគេគឺមួយភាគដប់នៃមួយវិនាទី ហើយអ៊ីសូតូបដែលមានអាយុកាលខ្លីជាច្រើននៃប្លាតូនីញ៉ូមមិនទាន់ត្រូវបានគេសិក្សានៅឡើយ។

លទ្ធភាពនៃអ៊ីសូតូបដំបូង

ហើយចុងក្រោយ - អំពីប្លាតូនីញ៉ូម-២៣៨ - អ៊ីសូតូបដំបូងគេបង្អស់នៃ ប្លាតូនីញ៉ូម ដែលជាអ៊ីសូតូបដែលដំបូងគេហាក់ដូចជាមិននឹកស្មានដល់។ តាមពិតវាគឺជាអ៊ីសូតូបគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ណាស់។ វាត្រូវបានទទួលរងនូវការពុកផុយអាល់ហ្វា ពោលគឺស្នូលរបស់វាបញ្ចេញដោយឯកឯងនូវភាគល្អិតអាល់ហ្វា - ស្នូលអេលីយ៉ូម។ ភាគល្អិតអាល់ហ្វាដែលបង្កើតដោយនុយក្លេអ៊ែរប្លាតូនីញ៉ូមផ្ទុកថាមពលខ្ពស់; រលាយក្នុងរូបធាតុ ថាមពលនេះប្រែទៅជាកំដៅ។ តើថាមពលនេះមានទំហំប៉ុនណា? ប្រាំមួយលានវ៉ុលអេឡិចត្រុងត្រូវបានបញ្ចេញពីការពុកផុយនៃស្នូលអាតូមិកមួយនៃ plutonium-238 ។ នៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី ថាមពលដូចគ្នាត្រូវបានបញ្ចេញនៅពេលដែលអាតូមជាច្រើនលានត្រូវបានកត់សុី។ ប្រភពអគ្គិសនីដែលមានផ្ទុកសារធាតុ Plutonium-238 មួយគីឡូក្រាមបង្កើតថាមពលកំដៅ 560 វ៉ាត់។ ថាមពលអតិបរិមានៃប្រភពចរន្តគីមីដែលមានទម្ងន់ដូចគ្នាគឺ 5 វ៉ាត់។

មានឧបករណ៍បំភាយជាច្រើនដែលមានលក្ខណៈថាមពលស្រដៀងគ្នា ប៉ុន្តែលក្ខណៈពិសេសមួយរបស់ plutonium-238 ធ្វើឱ្យអ៊ីសូតូបនេះមិនអាចខ្វះបាន។ ការពុកផុយអាល់ហ្វាជាធម្មតាត្រូវបានអមដោយវិទ្យុសកម្មហ្គាម៉ាខ្លាំង ដែលជ្រាបចូលតាមស្រទាប់ធំៗនៃរូបធាតុ។ 238 Pu គឺជាករណីលើកលែងមួយ។ ថាមពលនៃកាំរស្មីហ្គាម៉ាដែលអមជាមួយនឹងការពុកផុយនៃស្នូលរបស់វាមានកម្រិតទាប ហើយវាមិនពិបាកក្នុងការការពារវាទេ៖ វិទ្យុសកម្មត្រូវបានស្រូបយកដោយធុងដែលមានជញ្ជាំងស្តើង។ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការបំបែកដោយឯកឯងនៃស្នូលនៃអ៊ីសូតូបនេះគឺទាបផងដែរ។ ដូច្នេះវាបានរកឃើញកម្មវិធីមិនត្រឹមតែនៅក្នុងប្រភពបច្ចុប្បន្នប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែក៏មាននៅក្នុងថ្នាំផងដែរ។ ថ្មដែលមានផ្ទុកសារធាតុ plutonium-238 បម្រើជាប្រភពថាមពលនៅក្នុងឧបករណ៍រំញោចបេះដូងពិសេស។ គម្រោងបេះដូងសិប្បនិម្មិតដែលមានប្រភពអ៊ីសូតូបត្រូវបានបង្កើតឡើង។ តម្រូវការទាំងអស់នេះនឹងត្រូវការ "ពន្លឺ" ជាច្រើនតោននៃ plutonium ក្នុងរយៈពេល 3 ទៅ 4 ឆ្នាំខាងមុខ។

ប៉ុន្តែ 238 Pu មិនមែនជាអ៊ីសូតូបដែលគេស្គាល់ថាស្រាលបំផុតនៃធាតុលេខ 94;

Plutonium គឺជាប្រធានបទដ៏ធំមួយ។ ខ្ញុំចង់ប្រាប់អ្នកពីអ្វីដែលសំខាន់បំផុតនៃអ្វីដែលសំខាន់បំផុត។ យ៉ាងណាមិញ វាបានក្លាយជាឃ្លាស្ដង់ដារមួយរួចទៅហើយ ដែលគីមីវិទ្យានៃប្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានសិក្សាបានល្អប្រសើរជាងគីមីសាស្ត្រនៃធាតុ "ចាស់" ដូចជាជាតិដែក។ សៀវភៅទាំងមូលត្រូវបានសរសេរអំពីលក្ខណៈសម្បត្តិនុយក្លេអែរនៃប្លាតូនីញ៉ូម។ លោហធាតុនៃផ្លាតូនីញ៉ូម គឺជាផ្នែកដ៏អស្ចារ្យមួយទៀតនៃចំណេះដឹងរបស់មនុស្ស... ដូច្នេះហើយ អ្នកមិនគួរគិតថា បន្ទាប់ពីអានរឿងនេះរួច អ្នកពិតជាបានរៀន ប្លាតូញ៉ូម ដែលជាលោហៈដ៏សំខាន់បំផុតនៃសតវត្សទី 20 ។

(Pu) គឺជាលោហៈធាតុវិទ្យុសកម្មពណ៌សប្រាក់នៃក្រុម actinide មានភាពកក់ក្តៅដល់ការប៉ះ (ដោយសារវិទ្យុសកម្មរបស់វា។ ត្រូវបានរកឃើញដោយធម្មជាតិក្នុងបរិមាណតិចតួចបំផុតនៅក្នុង uranite pitch និងរ៉ែ uranium និង cerium ផ្សេងទៀត បរិមាណសំខាន់ៗត្រូវបានផលិតដោយសិប្បនិម្មិត។ ប្រហែល 5 តោន។ ប្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងបរិយាកាស ដែលជាលទ្ធផលនៃការធ្វើតេស្តនុយក្លេអ៊ែរ។
រឿង
បានរកឃើញនៅឆ្នាំ 1940 ដោយ Glenn Seaborg, Edwin McMillan, Kennedy និង Arthur Wahl ក្នុងឆ្នាំ 1940 នៅទីក្រុង Berkeley (សហរដ្ឋអាមេរិក) កំឡុងពេលទម្លាក់គ្រាប់បែកលើគោលដៅអ៊ុយរ៉ានីញ៉ូមជាមួយនឹង deuterons បង្កើនល្បឿននៅក្នុង cyclotron ។
ប្រភពដើមនៃឈ្មោះ
Plutonium ត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះតាមភព Pluto ព្រោះធាតុគីមីពីមុនដែលត្រូវបានរកឃើញត្រូវបានគេហៅថា Neptunium ។
បង្កាន់ដៃ
ផ្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានផលិតនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។
អ៊ីសូតូប 238 U ដែលបង្កើតបានជាភាគច្រើននៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមធម្មជាតិ គឺមិនស័ក្តិសមសម្រាប់ការបំបែកនោះទេ។ សម្រាប់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមត្រូវបានពង្រឹងបន្តិច ប៉ុន្តែចំណែកនៃ 235 U នៅក្នុងឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរនៅតែមានតិចតួច (ប្រហែល 5%) ។ ផ្នែកសំខាន់នៅក្នុងកំណាត់ឥន្ធនៈគឺ 238 U. កំឡុងពេលប្រតិបត្តិការរបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ ផ្នែកនៃស្នូល 238 U ចាប់យកនឺត្រុង ហើយប្រែទៅជា 239 Pu ដែលក្រោយមកអាចនៅដាច់ដោយឡែកបាន។

វាពិតជាលំបាកណាស់ក្នុងការបែងចែក plutonium ក្នុងចំនោមផលិតផលនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ ព្រោះថា ប្លាតូនីញ៉ូម (ដូចជា អ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ថូរៀម នីបតូនីញ៉ូម) ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ actinides ដែលមានលក្ខណៈស្រដៀងនឹងគីមី។ ភារកិច្ចមានភាពស្មុគស្មាញដោយការពិតដែលថាក្នុងចំណោមផលិតផលពុកផុយមានផ្ទុកធាតុកម្រនៃផែនដី លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីក៏ស្រដៀងទៅនឹងប្លាតូនីញ៉ូមដែរ។ វិធីសាស្រ្តវិទ្យុសកម្មប្រពៃណីត្រូវបានគេប្រើ - ទឹកភ្លៀង ការស្រង់ចេញ ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង។ល។ ផលិតផលចុងក្រោយនៃបច្ចេកវិទ្យាពហុដំណាក់កាលនេះគឺ plutonium oxides PuO 2 ឬ fluorides (PuF 3, PuF 4) ។
Plutonium ត្រូវបានស្រង់ចេញដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Metallothermy (កាត់បន្ថយលោហៈសកម្មពីអុកស៊ីដ និងអំបិលក្នុងកន្លែងទំនេរ)៖

PuF 4 +2 Ba = 2BaF 2 + Pu

អ៊ីសូតូប
អ៊ីសូតូបច្រើនជាងមួយដប់នៃ ប្លាតូនីញ៉ូម ត្រូវបានគេស្គាល់ ពួកវាទាំងអស់សុទ្ធតែមានវិទ្យុសកម្ម។
អ៊ីសូតូបសំខាន់បំផុត ២៣៩ ពូ,មានសមត្ថភាពនៃការបំផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរ និងប្រតិកម្មសង្វាក់នុយក្លេអ៊ែរ។ វាគឺជាអ៊ីសូតូបតែមួយគត់ដែលសមរម្យសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ។ វាមានលក្ខណៈស្រូបនឺត្រុង និងលក្ខណៈខ្ចាត់ខ្ចាយប្រសើរជាងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-២៣៥ ចំនួននឺត្រុងក្នុងមួយភាគ (ប្រហែល ៣ ទល់នឹង ២.៣) ហើយតាមនោះ ម៉ាស់សំខាន់ទាបជាង។ ពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់វាគឺប្រហែល 24 ពាន់ឆ្នាំ។ អ៊ីសូតូបផ្សេងទៀតនៃប្លាតូនីញ៉ូមត្រូវបានចាត់ទុកថាជាចម្បងពីចំណុចនៃទិដ្ឋភាពនៃគ្រោះថ្នាក់របស់ពួកគេសម្រាប់ការប្រើប្រាស់បឋម (អាវុធ) ។
អ៊ីសូតូប 238 ពូមានវិទ្យុសកម្មអាល់ហ្វាដ៏មានឥទ្ធិពលហើយជាលទ្ធផលការបង្កើតកំដៅដ៏សំខាន់ (567 W / គីឡូក្រាម) ។ នេះ​ជា​បញ្ហា​សម្រាប់​ប្រើ​ក្នុង​អាវុធ​នុយក្លេអ៊ែរ ប៉ុន្តែ​មាន​កម្មវិធី​ក្នុង​ថ្ម​នុយក្លេអ៊ែរ។ ស្ទើរតែគ្រប់យានអវកាសទាំងអស់ដែលបានហោះហើរហួសពីគន្លងរបស់ភពព្រះអង្គារ មានរ៉េអាក់ទ័រវិទ្យុសកម្មអ៊ីសូតូប ដោយប្រើ 238 Pu ។ នៅក្នុង reactor plutonium សមាមាត្រនៃអ៊ីសូតូបនេះគឺតូចណាស់។
អ៊ីសូតូប 240 ពូគឺ​ជា​សារធាតុ​កខ្វក់​សំខាន់​នៃ​សារធាតុ​ផ្លាតូនីញ៉ូម​កម្រិត​អាវុធ។ វាមានអត្រាខ្ពស់នៃការពុកផុយដោយឯកឯង និងបង្កើតផ្ទៃខាងក្រោយនឺត្រុងខ្ពស់ ដែលធ្វើអោយស្មុគស្មាញយ៉ាងខ្លាំងដល់ការបំផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរ។ វាត្រូវបានគេជឿថាចំណែករបស់វានៅក្នុងអាវុធមិនគួរលើសពី 7% ទេ។
២៤១ ពូមានផ្ទៃខាងក្រោយនឺត្រុងទាប និងការបញ្ចេញកម្ដៅកម្រិតមធ្យម។ ចំណែករបស់វាគឺតិចជាង 1% បន្តិចហើយមិនប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាវុធ- ប្លាតូនីញ៉ូមទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយជាមួយនឹងពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់វាឆ្នាំ 1914 ប្រែទៅជា americium-241 ដែលបង្កើតកំដៅច្រើនដែលអាចបង្កើតបញ្ហាជាមួយនឹងការឡើងកំដៅនៃបន្ទុក។
២៤២ ពូមានផ្នែកឆ្លងកាត់តូចមួយសម្រាប់ប្រតិកម្មចាប់យកនឺត្រុង ហើយប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ ទោះបីជាក្នុងបរិមាណតិចតួចបំផុត (តិចជាង 0.1%) ។ វា​មិន​ប៉ះពាល់​ដល់​លក្ខណៈ​សម្បត្តិ​នៃ​អាវុធ​កម្រិត​ផ្លាតូនីញ៉ូម​ទេ។ វាត្រូវបានគេប្រើជាចម្បងសម្រាប់ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរបន្ថែមទៀតនៅក្នុងការសំយោគនៃធាតុ transplutonium: នឺត្រុងហ្វាលកម្ដៅមិនបង្កឱ្យមានការបំបែកនុយក្លេអ៊ែរទេ ដូច្នេះបរិមាណណាមួយនៃអ៊ីសូតូបនេះអាចត្រូវបាន irradiated ជាមួយ fluxes នឺត្រុងដ៏មានឥទ្ធិពល។
អ៊ីសូតូម​ផ្សេងទៀត​នៃ​ប្លាតូនីញ៉ូម​គឺ​កម្រ​បំផុត ហើយ​មិន​មាន​ឥទ្ធិពល​លើ​ការផលិត​អាវុធ​នុយក្លេអ៊ែរ​ទេ។ អ៊ីសូតូបធ្ងន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងបរិមាណតិចតួចបំផុត មានអាយុខ្លី (តិចជាងពីរបីថ្ងៃ ឬច្រើនម៉ោង) ហើយតាមរយៈការពុកផុយបេតាត្រូវបានបំប្លែងទៅជាអ៊ីសូតូបដែលត្រូវគ្នានៃអាមេរីក។ ក្នុងចំណោមពួកគេលេចធ្លោ ២៤៤ ពូ- ពាក់កណ្តាលជីវិតរបស់វាគឺប្រហែល 82 លានឆ្នាំ។ វាគឺជាអ៊ីសូតូបបំផុតនៃធាតុ transuranium ទាំងអស់។
ការដាក់ពាក្យ
នៅចុងបញ្ចប់នៃឆ្នាំ 1995 ពិភពលោកបានផលិតផ្លាតូនីញ៉ូមប្រហែល 1,270 តោនដែលក្នុងនោះ 257 តោនសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងវិស័យយោធា ដែលមានតែអ៊ីសូតូប 239 Pu ប៉ុណ្ណោះដែលសមរម្យ។ វាអាចទៅរួចក្នុងការប្រើប្រាស់ 239 Pu ជាឥន្ធនៈនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ ប៉ុន្តែវាទាបជាងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមក្នុងលក្ខខណ្ឌសេដ្ឋកិច្ច។ តម្លៃនៃការកែច្នៃឡើងវិញនូវឥន្ធនៈនុយក្លេអ៊ែរដើម្បីទាញយកប្លាតូនីញ៉ូមគឺធំជាងការចំណាយនៃសារធាតុអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដែលចម្រាញ់ទាប (~5% 235 U) ។ មានតែប្រទេសជប៉ុនទេដែលមានកម្មវិធីសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ថាមពលនៃប្លាតូនីញ៉ូម។
ការកែប្រែ Allotropic
នៅក្នុងទម្រង់រឹង ផ្លាតូនីញ៉ូមមានការកែប្រែ allotropic ចំនួនប្រាំពីរ (ទោះជាយ៉ាងណា ដំណាក់កាល ? និង ? 1 ជួនកាលត្រូវបានបញ្ចូលគ្នា និងចាត់ទុកថាជាដំណាក់កាលមួយ)។ នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ផ្លាតូនីញ៉ូមគឺជារចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលគេហៅថា ?- ដំណាក់កាល។អាតូមត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយចំណង covalent (ជំនួសឱ្យចំណងលោហៈ) ដូច្នេះលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តគឺនៅជិតសារធាតុរ៉ែជាងលោហៈ។ វា​ជា​វត្ថុធាតុ​រឹង និង​ផុយ​ដែល​បែក​ក្នុង​ទិសដៅ​ជាក់លាក់។ វាមានចរន្តកំដៅទាបក្នុងចំណោមលោហធាតុទាំងអស់ ចរន្តអគ្គិសនីទាប លើកលែងតែម៉ង់ហ្គាណែស។ ដំណាក់កាល ?- មិនអាចដំណើរការដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាលោហៈធម្មតាបានទេ។
នៅពេលដែលការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព ផ្លាតូនីញ៉ូមឆ្លងកាត់ការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធឡើងវិញ ហើយជួបប្រទះការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង។ ការផ្លាស់ប្តូរមួយចំនួនរវាងដំណាក់កាលត្រូវបានអមដោយការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងកម្រិតសំឡេង។ នៅក្នុងពីរដំណាក់កាលទាំងនេះ (? និង?1) ប្លាតូនីញ៉ូមមានលក្ខណៈសម្បត្តិតែមួយគត់ - មេគុណសីតុណ្ហភាពអវិជ្ជមាននៃការពង្រីក ឧ។ វាចុះកិច្ចសន្យាជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។
នៅក្នុងដំណាក់កាលហ្គាម៉ា និងដីសណ្ត ផ្លាតូនីញ៉ូមបង្ហាញលក្ខណៈធម្មតានៃលោហធាតុ ជាពិសេសភាពងាយរលាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុងដំណាក់កាលដីសណ្ត ផ្លាតូនីញ៉ូមបង្ហាញពីអស្ថិរភាព។ នៅក្រោមសម្ពាធបន្តិច វាព្យាយាមចូលទៅក្នុងដំណាក់កាលអាល់ហ្វាក្រាស់ (25%)។ ទ្រព្យសម្បត្តិនេះត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍បំផ្ទុះអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ។
នៅក្នុងប្លាតូនីញ៉ូមសុទ្ធដែលមានសម្ពាធលើសពី 1 គីឡូបៃ ដំណាក់កាលដីសណ្តមិនមានទាល់តែសោះ។ នៅសម្ពាធលើសពី 30 គីឡូបៃ មានតែដំណាក់កាលអាល់ហ្វា និងបេតាប៉ុណ្ណោះ។
លោហធាតុ Plutonium
ផ្លាតូនីញ៉ូមអាចមានស្ថេរភាពក្នុងដំណាក់កាលដីសណ្តនៅសម្ពាធធម្មតា និងសីតុណ្ហភាពក្នុងបន្ទប់ដោយបង្កើតជាលោហធាតុដែលមានសារធាតុ trivalent ដូចជា ហ្គាលីញ៉ូម អាលុយមីញ៉ូម សេរ៉ូម ឥណ្ឌូម ក្នុងកំហាប់នៃម៉ូលជាច្រើនភាគរយ។ វាគឺនៅក្នុងទម្រង់នេះដែល plutonium ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ។
អាវុធភ្លុយតូញ៉ូម
ដើម្បីផលិតអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ វាចាំបាច់ក្នុងការសម្រេចបាននូវភាពបរិសុទ្ធនៃអ៊ីសូតូបដែលចង់បាន (235 U ឬ 239 Pu) ច្រើនជាង 90%។ ការបង្កើតការចោទប្រកាន់ពីអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមតម្រូវឱ្យមានជំហានពង្រឹងជាច្រើន (ដោយសារតែសមាមាត្រនៃ 235 U នៅក្នុងអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមធម្មជាតិគឺតិចជាង 1%) ខណៈដែលសមាមាត្រនៃ 239 Pu នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ ប្រូតូនីញ៉ូម ជាធម្មតាពី 50% ទៅ 80% (ពោលគឺស្ទើរតែ 100 ដងច្រើនជាងនេះ)។ ហើយនៅក្នុងរបៀបប្រតិបត្តិការរបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រមួយចំនួន វាអាចទទួលបានប្លាតូនីញ៉ូមដែលមានច្រើនជាង 90% 239 Pu - សារធាតុ plutonium បែបនេះមិនតម្រូវឱ្យមានការពង្រឹង និងអាចប្រើប្រាស់ដោយផ្ទាល់សម្រាប់ការផលិតអាវុធនុយក្លេអ៊ែរ។
តួនាទីជីវសាស្រ្ត
Plutonium គឺជាសារធាតុពុលបំផុតមួយដែលត្រូវបានគេដឹង។ ការពុលនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមគឺដោយសារតែមិនមានច្រើនចំពោះលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់វា (ទោះបីជាសារធាតុភ្លុយតូញ៉ូមប្រហែលជាពុលដូចលោហៈធ្ងន់ណាមួយក៏ដោយ) ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញចំពោះវិទ្យុសកម្មអាល់ហ្វារបស់វា។ ភាគល្អិតអាល់ហ្វាត្រូវបានរក្សាទុកសូម្បីតែដោយស្រទាប់ស្តើងនៃវត្ថុធាតុដើមឬក្រណាត់។ ចូរនិយាយថាស្បែកពីរបីមិល្លីម៉ែត្រនឹងស្រូបយកទាំងស្រុងនូវលំហូររបស់ពួកគេការពារសរីរាង្គខាងក្នុង។ ប៉ុន្តែ​ភាគល្អិត​អាល់ហ្វា​គឺ​បំផ្លាញ​យ៉ាង​ខ្លាំង​ដល់​ជាលិកា​ដែល​វា​ចូល​ទៅ​ក្នុង​ទំនាក់ទំនង។ ដូច្នេះ ប្លាតូនីញ៉ូម បង្កគ្រោះថ្នាក់ធ្ងន់ធ្ងរ ប្រសិនបើវាចូលទៅក្នុងខ្លួន។ វា​ត្រូវ​បាន​ស្រូប​ចូល​យ៉ាង​លំបាក​នៅ​ក្នុង​រលាក​ក្រពះ​ពោះវៀន ទោះបីជា​វា​ចូល​ទៅ​ទីនោះ​ក្នុង​ទម្រង់​រលាយ​ក៏​ដោយ​។ ប៉ុន្តែ​ការ​ទទួលទាន​សារធាតុ​ភ្លុយតូនីញ៉ូម​កន្លះ​ក្រាម​អាច​នាំ​ឱ្យ​ស្លាប់​ក្នុង​រយៈពេល​ប៉ុន្មាន​សប្តាហ៍​ដោយសារ​វិទ្យុសកម្ម​ស្រួចស្រាវ​នៃ​បំពង់​រំលាយ​អាហារ​។
ការ​ស្រូប​យក​ធូលី​ផ្លាតូនីញ៉ូម​មួយ​ភាគ​ដប់​ក្រាម​នាំ​ឱ្យ​ស្លាប់​ដោយ​សារ​ហើម​សួត​ក្នុង​រយៈ​ពេល​ដប់​ថ្ងៃ។ ការស្រូបចូលកម្រិត 20 mg នាំឱ្យស្លាប់ដោយសារជំងឺ fibrosis ក្នុងរយៈពេលមួយខែ។ កម្រិត​តូច​ជាង​នេះ​បង្ក​ឱ្យ​មាន​ឥទ្ធិពល​បង្ក​មហារីក។ ការ​ទទួល​ទាន​ផ្លាតូនីញ៉ូម ១ mcg បង្កើន​លទ្ធភាព​កើត​មហារីក​សួត ១%។ ដូច្នេះ 100 មីក្រូក្រាមនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមក្នុងរាងកាយស្ទើរតែធានាដល់ការវិវត្តនៃជំងឺមហារីក (ក្នុងរយៈពេលដប់ឆ្នាំ ទោះបីជាការខូចខាតជាលិកាអាចកើតឡើងមុនក៏ដោយ)។
នៅក្នុងប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្ត ប្លាតូនីញ៉ូមជាធម្មតាស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្ម +4 ហើយបង្ហាញភាពស្រដៀងគ្នាទៅនឹងជាតិដែក។ នៅពេលដែលនៅក្នុងឈាម វាទំនងជានឹងប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងជាលិកាដែលមានជាតិដែក៖ ខួរឆ្អឹង ថ្លើម លំពែង។ ប្រសិនបើសូម្បីតែ 1-2 មីក្រូក្រាមនៃសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមបានតាំងនៅក្នុងខួរឆ្អឹង ភាពស៊ាំនឹងចុះខ្សោយយ៉ាងខ្លាំង។ រយៈពេលនៃការយកចេញនៃ plutonium ពីជាលិកាឆ្អឹងគឺ 80-100 ឆ្នាំ, i.e. គាត់នឹងស្នាក់នៅទីនោះ ពេញមួយជីវិតរបស់គាត់។
គណៈកម្មាការអន្តរជាតិស្តីពីការការពារវិទ្យុសកម្មបានកំណត់ការស្រូបយកសារធាតុភ្លុយតូនីញ៉ូមប្រចាំឆ្នាំអតិបរមានៅកម្រិត 280 nanograms។