Pluton

Pluton został odkryty w 1941 roku przez dr Glenn T. Seaborg i Edwin McMillan, Kennedy, i Wahl przez bombardowanie deuteronami uranu w 60-calowym cyklotronie Berkeley Radiation Laboratory na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, ale odkrycie było utrzymywane w tajemnicy. Nazwano go na cześć planety Pluton, ponieważ został odkryty bezpośrednio po Neptunie. (Pluton jest następną planetą po Neptunie).

Metal ma srebrzysty wygląd i nabiera żółtego nalotu, gdy jest lekko utleniony. Jest reaktywny chemicznie. Stosunkowo duży kawałek plutonu jest ciepły w dotyku z powodu energii wydzielanej podczas rozpadu alfa. Większe kawałki będą wytwarzać wystarczająco dużo ciepła, aby zagotować wodę. Metal łatwo rozpuszcza się w stężonym kwasie solnym, kwasie jodowym lub kwasie nadchlorowym. Metal wykazuje sześć modyfikacji alotropowych o różnych strukturach krystalicznych. Ich gęstości wahają się od 16,00 do 19,86 g/cm3.

Najważniejszym izotopem plutonu jest 239Pu, którego okres połowicznego zaniku wynosi 24 200 lat. Ze względu na krótki okres połowicznego rozpadu, w rudach uranu naturalnie występują jedynie śladowe ilości plutonu.
Jest on produkowany w dużych ilościach w reaktorach jądrowych z naturalnego uranu: 238U(n, gamma) –> 239U–(beta) –> 239Np–(beta) –> 239Pu. Znanych jest piętnaście izotopów plutonu.

Zastosowania
Pluton jest kluczowym składnikiem rozszczepialnym w nowoczesnej broni jądrowej; należy uważać, aby uniknąć nagromadzenia ilości plutonu, które zbliżają się do masy krytycznej, czyli ilości plutonu, która samoistnie wygeneruje reakcję jądrową. Mimo, że nie jest on ograniczony ciśnieniem zewnętrznym, jak to jest wymagane w przypadku broni jądrowej, to jednak ogrzeje się i przerwie każde środowisko ograniczające, w którym się znajduje. Kształt jest istotny; należy unikać zwartych kształtów, takich jak kule.

Pluton może być również użyty do produkcji broni radiologicznej. Izotop plutonu 238Pu jest emiterem alfa o czasie połowicznego rozpadu wynoszącym 87 lat. Dzięki tym właściwościom dobrze nadaje się do wytwarzania energii elektrycznej w urządzeniach, które muszą funkcjonować bez bezpośredniej konserwacji przez okres zbliżony do czasu życia człowieka. Jest on zatem stosowany w RTG, takich jak te zasilające sondy kosmiczne Galileo i Cassini. Pluton-238 został użyty podczas lotu księżycowego Apollo-14 w 1971 roku do zasilania urządzeń sejsmicznych i innego sprzętu pozostawionego na Księżycu, a także do zasilania dwóch super-sond Voyager wystrzelonych w 1977 roku.

Pluton-239 może być również wykorzystywany jako paliwo w nowej generacji szybkostrzelnej broni jądrowej, w której spalane jest paliwo MOX (mixed oxide) składające się z uranu i plutonu.

Pluton w środowisku

Śladowe ilości plutonu występują naturalnie w rudach bogatych w uran. Ludzie produkują większość istniejącego plutonu, w specjalnych reaktorach jądrowych. Oprócz naturalnej obecności w bardzo małych ilościach, pluton może również dostać się do środowiska z uwolnień z reaktorów jądrowych, zakładów produkcji broni i obiektów badawczych. Głównym źródłem uwalniania plutonu jest testowanie broni jądrowej.
Roczna światowa produkcja plutonu prawdopodobnie przekracza 50 ton, a w magazynach może znajdować się ponad 1000 ton metalu, w postaci bomb lub metalowych prętów.

Wpływ plutonu na zdrowie

Pluton jest czasami opisywany w doniesieniach medialnych jako najbardziej toksyczna substancja znana człowiekowi, chociaż istnieje ogólna zgoda wśród ekspertów w tej dziedzinie, że jest to błędne. Do roku 2003 nie odnotowano jeszcze ani jednego przypadku śmierci człowieka oficjalnie przypisanego narażeniu na działanie plutonu. Naturalnie występujący rad jest około 200 razy bardziej radiotoksyczny niż pluton, a niektóre toksyny organiczne, takie jak toksyna botulinowa, są miliardy razy bardziej toksyczne niż pluton.
Emitowane przez niego promieniowanie alfa nie przenika przez skórę, ale może napromieniować organy wewnętrzne, gdy pluton jest wdychany lub połknięty. Niezwykle małe cząstki plutonu rzędu mikrogramów mogą powodować raka płuc, jeśli są wdychane do płuc. Znacznie większe ilości mogą powodować ostre zatrucie promieniowaniem i śmierć w przypadku połknięcia lub wdychania; jednak jak dotąd nie wiadomo, by jakikolwiek człowiek zmarł z powodu wdychania lub połknięcia plutonu, a wiele osób ma w swoich organizmach mierzalne ilości plutonu. Pluton jest niebezpieczną substancją, która od dawna jest wykorzystywana w materiałach wybuchowych. Jest on uwalniany do atmosfery głównie w wyniku testów atmosferycznych broni jądrowej oraz wypadków w miejscach produkcji broni. Kiedy pluton zostanie uwolniony do atmosfery, w końcu opadnie z powrotem na ziemię i znajdzie się w glebie.
Narażenie ludzi na pluton jest mało prawdopodobne, ale czasami ma miejsce w wyniku przypadkowego uwolnienia podczas użytkowania, transportu lub usuwania.
Ponieważ pluton nie posiada promieniowania gamma, nie jest prawdopodobne wystąpienie skutków zdrowotnych podczas pracy z plutonem, chyba że zostanie on w jakiś sposób wdychany lub połknięty.
Gdy ludzie wdychają pluton, może on pozostać w płucach lub przenieść się do kości lub organów. Generalnie pozostaje on w organizmie przez długi czas i nieustannie naraża tkanki ciała na promieniowanie. Po kilku latach może to doprowadzić do rozwoju raka.
Ponadto, pluton może wpływać na zdolność odporności na choroby, a radioaktywność z plutonu może powodować zaburzenia rozrodczości.

Wpływ plutonu na środowisko

Pluton może dostać się do wód powierzchniowych w wyniku przypadkowego uwolnienia i składowania odpadów radioaktywnych. Gleba może zostać skażona plutonem w wyniku opadów podczas testów broni jądrowej. Pluton powoli przemieszcza się w glebie w dół, do wód gruntowych.

Rośliny absorbują niskie poziomy plutonu, ale te poziomy nie są wystarczająco wysokie, aby spowodować biopowiększenie plutonu w górę łańcucha pokarmowego lub akumulację w ciałach zwierząt.

Powrót do układu okresowego pierwiastków.