放射性!元素钚简介

钚在20世纪40年代首次被发现，既用于创造性目的，也用于破坏性目的。已故物理学家约翰·戈夫曼曾经被称为钚"地狱之主的元素"语言学家可能会同意这个观点。

但首先要多讲一点这个元素。每个钚原子含有94个质子。相比之下，每个原子只有92个质子铀原子和93在每个镎原子中。

因为这两种元素都是以古代的神和行星命名的天王星而且海王星在美国，钚得到了同样的处理。

“钚是由伯克利实验室的格伦·西博格和他的同事在1940年底发现的，”圣母大学化学家彼得·c·伯恩斯在一封电子邮件中说。

十年前在美国，天文学家在海王星附近观测到一颗新的矮行星。为了纪念罗马的冥界之神，它被命名为“普路托”。钚的名字就来源于这个天体。

起初，西博格和他的公司能够通过使用一种化学试剂来生产钚回旋粒子加速器加州大学伯克利分校。用这个装置，被称为“氘核”的粒子被发射到铀样品上。该实验产生了少量的镎，然后通过a变成了钚腐烂的过程．

的第一个可称重的钚样品1942年8月20日在芝加哥大学创立。到那时，一些各方已经认识到这一因素的军事潜力。

钚原子总是带有94个质子。但是,中子计数可以变化，化学家将这些变化称为“同位素“铀也有同位素。其中一个叫做铀- 235(U-235)，很快被确定为原子弹的潜在燃料来源。钚在被发现后不久，就作为另一种为核武器提供动力的方式进入了人们的谈话。原子时代即将开始。

今天，出于所有实际目的，有两种钚:反应堆级和武器级。钚是1945年摧毁日本长崎的原子弹“胖子”(Fat Man)背后的关键成分成千上万的人有效地结束了第二次世界大战

钚用于军事目的从铀燃料中回收，铀燃料在钚生产反应堆中被辐照了两到三个月。制造一枚炸弹需要大约22磅(10公斤)几乎纯的钚239同位素(Pu-239)。根据美国国防部的说法，这种类型的核弹需要30兆瓦年的核反应堆运行，不断更换燃料，并对“热”燃料进行再处理世界核协会．这就是为什么“武器级”钚是在特殊的反应堆中制造的，这些反应堆增加了钚的高同位素浓度。

第一颗原子弹爆炸发生在1945年7月16日。地震发生在新墨西哥州，强度大到100英里(160公里)外都能感觉到。这是曼哈顿计划最高机密的一部分三位一体核试验阿拉莫戈多轰炸靶场。该装置的核心是钚;这次实验没有部署以铀为基础的核武器。

随后，1945年8月6日，美国在日本广岛投下了一枚U-235核弹。三天后，美国在长崎投下了第二枚代号为“胖子”的炸弹。就像当年夏天在新墨西哥州试验的武器一样，长崎原子弹也依赖于钚。

“(它)永远不会确切知道有多少人死于长崎的原子弹袭击，”美国能源部的报告说18新利最新登入官方网站．据他们最乐观的估计，“最初有4万人死亡，6万人受伤。”在接下来的几个月和几年里，最终死亡人数可能会攀升至14万人或更多。的长崎和平公园每年八月都会举行纪念仪式。

如今，武器级钚储备的最大问题是如何处理它。据估计，美国目前已经拥有96.6吨(87.7公吨)钚——以及储存问题。其中大部分目前储存在南卡罗来纳州萨凡纳河遗址的一座建筑中。

今天，超过三分之一的能源来自核电站来自钚．然而，美国没有任何依赖钚作为能源的设施18新利最新登入。

核反应堆中最常见的钚同位素是Pu-239，它是由贫铀(U-238)的中子俘获产生的。钚239发生裂变时，其能量与浓缩铀(U-235)相当核武器．

历史上，另一种钚同位素Pu-238被用来为一些电池提供动力商业心脏起搏器．随着锂动力的替代品进入市场，这些医疗设备已经过时了。

但在最后的前沿领域，钚仍然是一种有价值的商品。

伯恩斯说:“钚最重要的、鲜为人知的用途是在太空探索中发电。”“钚-238在发生放射性衰变时释放出大量热量，这些热量可以用于热电发电机来发电。”

pu - 238同位素有很多性质非常有吸引力为太空机构工作的工程师。首先，你不需要太多的水就能产生大量的热量，然后这些热量就可以转化为电能。

然后是半衰期这是一个度量标准，它告诉你给定放射性同位素中一半的原18新利最新登入子衰变并转变为其他物质需要多长时间。Pu-238的半衰期长达88年，可以让探测车和太空探测器连续运行几十年。

在远离太阳的地方，在恒星光线微弱昏暗的地方，太阳能卫星不会有那么好的表现。与此同时，依赖阳光的火星漫游者(如现已停止运行的机遇号漫游者)不得不与阳光作斗争过往风暴带来的灰尘这可能会使电池板窒息，阻碍电池功能。

由于这些原因，Pu-238非常适合火星和深空探索。到目前为止，Pu-238已经通电至少30个美国太空飞行器．的毅力探测器它于2021年2月降落在这颗红色星球上发电机燃料是Pu-238。所以做遥远的航天器就像旅行者1号和旅行者2号，它们一直在太阳系中漫游(及以后)。

钚是放射性的，尽管你可能永远不会接触到它。卡内基科学研究所的Robert M. Hazen说钚“没有天然来源”。“它必须通过增殖反应堆来制造，所以地球上使用的所有钚都是人造的，”他在电子邮件中解释道。

它可以通过工厂或容器释放到环境中，但空气、水、土壤和食物中的钚含量极低。18新利最新登入18新利最新登入然而，如果你暴露在辐射中，很可能是通过吸入辐射气溶胶或皮肤接触。和许多因素将决定暴露是否会对你造成伤害，包括你接触钚的程度，时间和方式。18新利最新登入

当你吸入它的时候，一些钚会被困住然后转移到你的骨骼和肝脏。如果你通过食物吞下它，微量也会扩散到你的骨骼和肝脏。如果你接触钚，很少如果有的话，它会进入你的身体，但会灼伤接触到它的皮肤。因此，虽然钚是一种放射性元素，但它远不是活动家拉尔夫·纳德所说的“人类已知的毒性最强的物质”曾经宣称．