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关于钚的事实

zhiyongz2024-06-02生活经验

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这些由精制钚金属制成的纽扣被用于投放在长崎的胖人炸弹的核心。美国能源部,

钚是一种放射性银金属,可用于制造或销毁。虽然这种元素在制造后不久就被用于销毁,但如今,它主要用于在全世界制造能源。

钚最早是在1940年生产和分离的,并被用于制造二战结束时投在长崎的“胖子”原子弹,而这枚原子弹是在首次生产五年后,纽黑文大学化学工程助理教授阿曼达·西蒙森说:

只是事实

这里是钚的性质,根据洛斯阿拉莫斯国家实验室:

原子序数:94原子符号:Pu原子量:244熔点:1184f(640c)沸点:5842f(3,228 C)

发现和历史

钚于1941年由加州大学伯克利分校的科学家约瑟夫W肯尼迪、格伦T西伯格、爱德华M麦克米兰和亚瑟C沃尔发现。这个发现发生在研究小组用在回旋加速器装置中加速的氘轰击铀-238时,这个装置产生了镎-238和两个自由中子。然后镎-238通过β衰变衰变为钚-238。

这个实验直到二战后的1946年才与科学界其他人分享。1941年3月,西博格向《物理评论》杂志提交了一份关于他们发现的论文,但当发现钚的一种同位素Pu-239可能被用来制造原子弹时,这篇论文被删除了。

很快,西博格被派去领导芝加哥大学的钚生产实验室,也被称为Met实验室,根据洛斯阿拉莫斯国家实验室。实验室的目的是创造钚作为曼哈顿项目的一部分。曼哈顿计划是第二次世界大战期间的一个秘密项目,专门致力于开发原子弹。

于1942年8月18日,他们取得了第一个巨大的成功。他们能够制造出肉眼可见的微量钚。它只相当于1微克左右。从这个小样本中,科学家确定了钚的原子重量。“KDSPE”“KDSPs”曼哈顿项目最终为“三位一体测试”生产了足够的钚。在试验期间,世界上第一颗原子弹,或“小玩意”在1945年7月16日在新墨西哥索科罗附近爆炸。由洛斯阿拉莫斯实验室主任罗伯特·奥本海默和陆军将领莱斯利·格罗夫斯。

的测试,奥本海默说,“我们知道世界不会一样。有人笑,有人哭。大多数人都沉默了。我记得印度教经文中的一句话,即《博伽梵歌》。毗湿奴正试图说服王子,他应该尽自己的职责,给他以多臂的形式留下印象,他说:“现在我成了死亡,世界的毁灭者。”我想我们都认为,不管怎样,“根据KrdSPe”KdSPe“KDSPs”,爆炸的能量大约等于20。千吨TNT。1945年8月6日,第一次使用原子弹的战争在日本广岛进行。不过,那颗被称为“小男孩”的原子弹有一个铀核。1945年8月9日在日本长崎投下的第二颗核弹有一个钚核。人们称之为“胖子”,加速了第二次世界大战的结束。“钚”新钚金属钚的“不燃”特性呈现银白色,但在空气中被氧化时呈暗灰色、黄色或橄榄绿色。这种金属很快就溶于浓矿物酸中。由于α衰变所释放出的能量,大块钚触感温暖;大块钚能产生足够的热量来煮沸水。在室温下,α型钚(最常见的形式)与铸铁一样坚硬易碎。它可以与其它金属合金化形成室温稳定的δ形,具有柔软、韧性好的特点。与大多数金属不同,冥王星牛不是热或电的良导体。它具有低熔点和异常高的沸点。

钚可与大多数其他金属形成合金和中间化合物,并与多种其他元素形成化合物。一些合金具有超导能力,另一些则用于制造核燃料芯块。它的化合物有多种颜色,这取决于氧化状态和各种配体的复杂程度。在水溶液中有五种价态离子。

钚以及所有其他超铀元素都是放射性危害,必须使用专门的设备和预防措施进行处理。动物研究发现,每公斤组织中有几毫克钚是致命的。

来源

钚通常在自然界中找不到。钚的微量元素存在于天然铀矿石中。在这里,它的形成方式类似于镎:用中子照射天然铀,然后β衰变。

主要是,然而,钚是核电工业的副产品。根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的数据,每年大约生产20吨钚。乏核燃料也可以再加工以将可用的钚从燃料中的其他元素中分离出来。

在20世纪50年代和60年代的大气武器试验在地球大气中留下了数吨钚,根据世界核协会的数据,这些钚至今仍然存在。

在很大程度上使用

,钚没有被使用为了很多。事实上,在五种常见的同位素中,只有两种钚的同位素钚-238和钚-239被用于任何用途。

钚-238被用于利用放射性同位素热电发电机为空间探测器供电。当探测器由于距离太阳太远而无法获得足够的太阳能时,这些发电机就会启动。一些使用钚-238的探测器是卡西尼号和伽利略号。

当浓度足够大时,钚-239会发生裂变链式反应。正因为如此,它被用于核武器和一些核反应堆。

事实上,钚的最大用途之一就是能源。根据世界核协会(worldnuclearcassociation)的数据,大多数核电站生产的能源中,超过三分之一来自钚。钚是快中子反应堆的主要燃料。

谁知道几十年来,科学家们一直在想,为什么钚的行为不像其他金属。例如,钚是一种不良的电导体,它不粘在磁铁上。现在研究人员已经发现了它的“缺失磁性”隐藏在哪里,这与元素外壳中电子的古怪行为有关。与其他金属不同,钚在基态时,其外壳中有一定数量的电子,在基态时,钚可以有四个、五个或六个电子。

这种外壳电子的波动数量解释了钚不具有磁性的原因:为了使原子与磁体相互作用,其外壳中的未配对电子必须在磁场中排列。[了解更多关于钚失去磁性的信息]

钚最稳定的同位素钚-244可以持续很长时间。根据杰斐逊实验室的数据,它的半衰期约为8200万年,并通过α衰变衰变为铀-240。

钚以冥王星命名。这是因为它是在以天王星命名的铀和以海王星命名的镎之后出现的。

钚发射中子、β粒子和伽马射线。

附加资源

美国核管理委员会:钚的背景美国宇航局:什么是钚-238?疾病预防控制中心:钚放射性同位素

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