Plutonium
Plutonium objevili v roce 1941 Dr. Glenn T. Seaborg a Edwin McMillan, Kennedy a Wahl bombardováním uranu deuterony v 60palcovém cyklotronu Berkeleyské radiační laboratoře na Kalifornské univerzitě v Berkeley, ale objev byl utajen. Byl pojmenován po planetě Pluto, protože byl objeven přímo po Neptunu. (Pluto je další planeta po Neptunu).
Kov má stříbřitý vzhled a po mírné oxidaci získává žlutý dehet. Je chemicky reaktivní. Poměrně velký kus plutonia je na dotek teplý kvůli energii uvolněné při rozpadu alfa. Větší kusy vyprodukují dostatek tepla k převaření vody. Kov se snadno rozpouští v koncentrované kyselině chlorovodíkové, jodové nebo perchlorové. Kov vykazuje šest alotropických modifikací s různou krystalickou strukturou. Jejich hustota se pohybuje od 16,00 do 19,86 g/cm3.
Nejdůležitějším izotopem plutonia je 239Pu s poločasem rozpadu 24 200 let. Vzhledem k jeho krátkému poločasu rozpadu se v uranových rudách přirozeně vyskytují jen velmi malá stopová množství plutonia.
V rozsáhlých množstvích se vyrábí v jaderných reaktorech z přírodního uranu: 238U(n, gama) –> 239U–(beta) –> 239Np–(beta) –> 239Pu. Je známo patnáct izotopů plutonia.
Použití
Plutonium je klíčovou štěpnou složkou moderních jaderných zbraní; je třeba dbát na to, aby se nehromadilo množství plutonia, které se blíží kritické hmotnosti, tedy množství plutonia, které samo vyvolá jadernou reakci. Přestože plutonium není omezeno vnějším tlakem, jak je požadováno pro jadernou zbraň, samo se zahřeje a rozbije jakékoliv omezující prostředí, ve kterém se nachází. Tvar je důležitý; je třeba se vyhnout kompaktním tvarům, jako jsou koule.
Plutonium by také mohlo být použito k výrobě radiologických zbraní. Izotop plutonia 238Pu je alfa zářič s poločasem rozpadu 87 let. Díky těmto vlastnostem je vhodný pro výrobu elektrické energie pro zařízení, která musí fungovat bez přímé údržby po dobu blížící se délce lidského života. Používá se proto v RTG, které napájejí například vesmírné sondy Galileo a Cassini. Plutonium-238 bylo použito při letu Apolla-14 na Měsíc v roce 1971 k napájení seismických přístrojů a dalšího vybavení zanechaného na Měsíci a bylo také zdrojem energie pro dvě superlodě Voyager vypuštěné v roce 1977.
Plutonium-239 lze také použít jako palivo v nové generaci rychlých jaderných zbraní, které spalují palivo ze směsného oxidu (MOX) složeného z uranu a plutonia.
Plutonium v životním prostředí
Sledové množství plutonia se přirozeně nachází v rudách bohatých na uran. Většinu existujícího plutonia vyrábí lidé, a to ve speciálních jaderných reaktorech. Kromě toho, že se plutonium vyskytuje přirozeně ve velmi malých množstvích, může se do životního prostředí dostat také z úniků z jaderných reaktorů, závodů na výrobu zbraní a výzkumných zařízení. Hlavním zdrojem úniků plutonia jsou zkoušky jaderných zbraní.
Roční světová produkce plutonia pravděpodobně přesahuje 50 tun a ve skladech může být více než 1 000 tun kovu, ať už ve formě bomb nebo kovových tyčí.
Vliv plutonia na zdraví
Plutonium je někdy ve zprávách v médiích označováno za nejtoxičtější látku známou člověku, ačkoli mezi odborníky v této oblasti panuje všeobecná shoda, že to není správné. Od roku 2003 nebylo dosud zaznamenáno jediné úmrtí člověka, které by bylo oficiálně přičítáno expozici plutoniu. Přirozeně se vyskytující radium je asi 200krát radiotoxičtější než plutonium a některé organické toxiny, jako například botulotoxin, jsou miliardkrát toxičtější než plutonium.
Záření alfa, které emituje, neproniká kůží, ale při vdechnutí nebo požití plutonia může ozářit vnitřní orgány. Extrémně malé částice plutonia v řádu mikrogramů mohou při vdechnutí do plic způsobit rakovinu plic. Podstatně větší množství mohou při požití nebo vdechnutí způsobit akutní otravu zářením a smrt; dosud však není známo, že by v důsledku vdechnutí nebo požití plutonia zemřel nějaký člověk, a mnoho lidí má v těle měřitelné množství plutonia. Plutonium je nebezpečná látka, která se již dlouho používá ve výbušninách. Do atmosféry se uvolňuje především při atmosférických zkouškách jaderných zbraní a při haváriích v místech výroby zbraní. Když se plutonium uvolní do atmosféry, nakonec spadne zpět na zem a skončí v půdě.
Expozice lidí plutoniem není pravděpodobná, ale někdy k ní dochází v důsledku náhodných úniků při používání, přepravě nebo likvidaci.
Protože plutonium nemá gama záření, není pravděpodobné, že by se při práci s plutoniem projevily zdravotní účinky, pokud nedojde k jeho vdechnutí nebo nějakému požití.
Pokud ho lidé vdechnou, může plutonium zůstat v plicích nebo se přesunout do kostí či orgánů. Obecně zůstává v těle po dlouhou dobu a neustále vystavuje tělesné tkáně záření. Po několika letech to může mít za následek vznik rakoviny.
Dále může plutonium ovlivnit schopnost odolávat nemocem a radioaktivita z plutonia může způsobit poruchu reprodukce.
Vliv plutonia na životní prostředí
Plutonium se může dostat do povrchových vod při náhodném úniku a likvidaci radioaktivních odpadů. Půda může být kontaminována plutoniem v důsledku spadu při testování jaderných zbraní. Plutonium se v půdě pomalu pohybuje směrem dolů, do podzemních vod.
Rostliny absorbují nízká množství plutonia, ale tato množství nejsou dostatečně vysoká, aby způsobila biologické zvětšování plutonia v potravním řetězci nebo jeho hromadění v tělech živočichů.
Zpět na periodickou tabulku prvků.