kémia tanuló

plutónium-239 egy plutónium izotóp gyártásához használt nukleáris fegyverek. A plutónium-239, valamint az urán-233 és az urán-235 egyike az atomreaktorokban üzemanyagként használt három fő izotópnak.

plutónium-239 mag

a plutónium-239 izotópban 145 neutron és 94 Proton található.

plutónium-239 szimbólum

a plutónium-239-et jelölő szimbólum 239Pu.

A plutónium-239 előállítása

a plutónium-239 eredetileg az univerzum elején keletkezett. Mivel azonban a felezési ideje csak körülbelül 24 200 év, a természetben előforduló plutónium-239 nyomait nehéz megtalálni. Ennek a fémnek a nyomai még mindig kialakulnak ezekben a napokban, amikor a földi urán-238 reagál a napsugarakkal. Ez a fém azonban manapság többnyire mesterségesen szintetizálódik. A plutónium-239-et urán-238-ból állítják elő atomreaktorokban. Ezt a reakciót az alábbiakban ismertetjük:

  • először is, az urán-238-at nagy energiájú neutronnal ütik meg, és egy neutron abszorpciójával urán-239-vé alakítják.
  • Az urán-239 ezután neptúnium-239-vé változik egy elektron és egy anti– neutrínó részecske kibocsátása révén a béta () bomlás során.
  • az utolsó szakaszban a Neptúnium-239 elveszít egy elektront és egy anti-neutrínó részecskét, hogy plutónium-239-et képezzen.

1.kép – plutónium-239
forrás – hu.Wikipédia.org

plutónium-239 tulajdonságok

a plutónium-239 tulajdonságait az alábbiakban ismertetjük:

megjelenés

a plutónium-239 szilárd fém, élénk színű.

kritikus tömeg

ennek a fémnek a kritikus tömege egy egységes gömb esetében 11 kg.

kritikus átmérő

a plutónium-239 kritikus átmérője egyenletes gömb esetén 10,2 cm.

izotóp tömege

ennek a fémnek az izotóp tömege 239,0521634 u.

bomlási mód

a plutónium-239 spontán hasadás útján bomlik, miközben alfa-részecskéket bocsát ki.

bomlási energia

bomlás közben a plutónium-239 közel 5,245 MeV energiát szabadít fel.

elágazási Arány

egyes radioaktív anyagok egynél több módszerrel bomlanak le. Az ilyen bomlásból származó különféle részecskék arányát az anyag elágazási arányának nevezzük. A plutónium-239 elágazási aránya 100%.

Leánynuklid

bomlása közben urán-235-et termel leánynuklidként.

mágneses dipólus Momentum

a mágneses dipólus Momentum egy áramtekercs vagy egy mágnes mágneses erősségét méri. A radioaktivitásban azt mondják, hogy egy atom keringő elektronjai mágneses dipólusmomentummal rendelkeznek. A plutónium-239 mágneses dipólusmomentuma 0,203 kb.

specifikus aktivitás

radioaktivitás esetén a specifikus aktivitás az anyagmennyiség másodpercenként bekövetkező bomlásainak száma, ahol az anyag mennyisége vagy az anyag tömege, vagy térfogata. Ezt az SA szimbólum jelöli. A plutónium-239 fajsúlya 2,2966 GBq / g.

oldhatóság

a plutónium-239 vízben való oldhatósága a jelen lévő szerves ligandumoktól, valamint a víz redox-és pH-értékétől függ.

plutónium-239 felezési idő

radioaktivitás esetén a felezési idő azt az időtartamot jelenti, amelyet egy bomláson átesett radioaktív elem bizonyos mennyisége a felére csökken. A plutónium-239 felezési ideje 24 200 év.

plutónium-239 radioaktív bomlás

a plutónium-239 atommagja instabil; ezáltal energiát veszít, hogy stabil stádiumot érjen el. Ezt a folyamatot radioaktív bomlásnak nevezik. A plutónium-239 radioaktív bomlás révén körülbelül 5,245 MeV energiát szabadít fel.

plutónium-239 bomlási egyenlet

a következő egyenlet a plutónium-239 alfa-bomlását mutatja:

94239Pu ++ 92235u + 24he

itt a 24-es héliummagnak 2-es atomszáma és 4-es tömegszáma van. A hélium itt az alfa részecskét jelöli. Ezért ezt az egyenletet úgy is írhatjuk, hogy

94239pu ++ 92235u + ++

plutónium-239 bomlási lánc

a plutónium-239 bomlási folyamata urán-235-et termel leánynuklidként. Az ólom-207 az Alfa bomlási lánc végén előállított stabil elem. A teljes bomlás lánc kifejezve a következő reakció:

a Plutónium-239 → Urán-235 → Tórium-231 → Protactinium-231 → Actinium-227 → Tórium-227 → Rádium-233 → Radon-219 → Polónium-215 → Ólom-211 → Bizmut-211 → Tallium-207 → Ólom-207

a Plutónium-239 Hasadási Reakció

a Plutónium-239 megy hasadási reakció, amikor lerohanta a gyors vagy lassú neutronok. Ha ez az izotóp lassú neutronot abszorbeál, a hasadó reakció kettőnél több neutronot eredményez. Folyamatos láncreakciót indítanak abban az esetben, ha ezen kapott neutronok egyike lebontja egy másik plutóniummagot.

plutónium-239 használ

plutónium-239 nagy tisztaságú lehet előállítani nagy mennyiségben. Tulajdonságai miatt széles körben használják az atomreaktorokban és a nukleáris fegyverek gyártásában. A PU-239 különféle felhasználási módjait az alábbiakban tárgyaljuk:

  • A leszerelt nukleáris fegyverekből, valamint az atomreaktorokból összegyűjtött plutónium-239 fontos energiaforrás az elektromos áram előállításához. Majdnem körülbelül 10 millió kilowattóra villamos energiát termel egy kilogramm Pu-239.
  • a kereskedelmi atomerőműben előállított energia csaknem egyharmada plutóniumhasadásokból származik. A plutónium-239 hasadási reakcióját ugyanabban az üzemanyagrudakban lehet tartani, ahol előállítják.
  • A Pu-239 kis adagjai hozzáadhatók az újonnan gyártott nukleáris üzemanyaghoz MOX üzemanyag vagy vegyes oxid üzemanyag előállításához, amely plutónium-oxid és urán-oxid kombinációját tartalmazza.
  • a plutónium-239 fontos hasadó anyag, amelyet nukleáris fegyverek gyártásában használnak. Az implóziós rendszerek a Pu-239 használatával épülnek fel.

plutónium-239 szennyeződés és egészségügyi kockázatok

a plutónium-239 veszélyes rákkeltő anyag. Az elmúlt 50 év számos nukleáris kísérletének köszönhetően közel 10 000 kilogramm anyag szabadult fel a légkörben. A fegyverektől való felszabadulás és más véletlen kibocsátások sok helyi szennyeződést okoztak. A Pu-239-et nehéz nyomon követni és észlelni, ha a légkörbe kerül, vagy felszívódik a szervezetben.

állatokban azt találták, hogy ennek az anyagnak a magas expozíciója légúti betegségeket, csökkent élettartamot, sőt rákot okoz.

Pu-239 Alfa-sugárzási hatások

a PU-239 karcinogén hatása az alfa – () sugárzásból származik. Az alfa-részecskék nehezebbek, mint a béta-és gamma-részecskék, és rövid távolságra haladnak az élő szöveteken belül, miközben ismételten megütik a közeli szöveteket és sejteket.

a test belsejében a plutónium-239 többnyire lágy szövetekben, például a májban, a csontvelőben, a csontfelületeken, valamint más, nem meszesedett csontterületeken helyezkedik el.

a plutónium-239 Gamma-sugárzása gyenge; ezért nagy mennyiségű anyag szükséges a gamma-sugárzási hatások kiváltásához.

Pu-239 hatások az emberi szervezetben

Az anyag véletlen lenyelése meglehetősen alacsony, csakúgy, mint az ezzel járó kockázatok. Ennek az anyagnak a fő egészségügyi veszélye az anyag belélegzése, amely károsíthatja a hörgők és a tüdő szöveteit. Azt is véletlenül felszívódik a véráramba keresztül horzsolások és vágások. A Pu-239 lerakódások hosszú távon végső soron rákot okozhatnak.

ennek az anyagnak a felezési ideje a szervezetben attól függ, hogy hol helyezkedik el. Az emberi májban felezési ideje 20 év, a csontokban pedig körülbelül 50 év.

a plutónium összes izotópja közül a plutónium-239 a legszélesebb körben használt. Bár az összes radioaktív anyag közül az egyik leginkább rákkeltő, széles körben elterjedt az atomreaktorokban és a villamosenergia-termelésben.

Posted on

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.