Pluton (Pu)

Pluton w układzie okresowym

Pierwiastek leży w siódmym okresie, czyli w siódmym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 7 powłokach. Należy do aktynowce, dla których nie podaje się numeru grupy. W temperaturze pokojowej Pluton jest ciałem stałym (topnieje w 639,4 °C, wrze w 3228 °C).

Pluton — co to za pierwiastek

Serce bomby z Nagasaki, a w wersji cieplnej — bateria łazików i sond Voyager.

Właściwości pierwiastka Pluton

Świeżo oczyszczony pluton jest srebrzystym metalem, ale w powietrzu szybko matowieje i pokrywa się warstwą tlenku o oliwkowej lub prawie czarnej barwie, a rozdrobniony zapala się samorzutnie. Jest bardzo gęsty, 19,85 grama na centymetr sześcienny, topi się już w 639,4 °C i wrze w 3228. Występuje w kilku odmianach krystalicznych o wyraźnie różniących się gęstościach, więc przy ogrzewaniu potrafi zmieniać objętość, co bardzo utrudnia obróbkę. Ciepło i prąd przewodzi słabo jak na metal. Jest promieniotwórczy, emituje cząstki alfa, a większe porcje są wyczuwalnie ciepłe. Wdychany pył plutonu jest skrajnie niebezpieczny dla zdrowia.

Zastosowanie pierwiastka Pluton

Pluton nie występuje w przyrodzie w praktycznych ilościach, powstaje w reaktorach jądrowych z uranu-238, który pochłania neutron. W odróżnieniu od większości pierwiastków sztucznych ma jednak realne zastosowania. Pluton-239 jest rozszczepialny i służy jako materiał ładunków jądrowych oraz jako składnik paliwa MOX, czyli mieszaniny tlenków uranu i plutonu spalanej w elektrowniach. Zupełnie inaczej wykorzystuje się pluton-238. Nie nadaje się on do reakcji łańcuchowej, za to sam z siebie wydziela dużo ciepła, które w generatorze termoelektrycznym zamienia się na prąd. Takie źródła zasilają sondy kosmiczne i łaziki marsjańskie tam, gdzie panele słoneczne zawodzą. Historycznie pluton-238 zasilał też pierwsze wszczepiane rozruszniki serca.

Pluton — najważniejsze związki chemiczne

Podstawową formą użytkową jest dwutlenek plutonu PuO₂, ceramiczny i trudno topliwy proszek, z którego wykonuje się pastylki paliwowe oraz wkłady grzejne do generatorów w sondach kosmicznych. Przy przerobie paliwa jądrowego pluton przeprowadza się w azotan Pu(NO₃)₄, dobrze rozpuszczalny i łatwy do oddzielenia od uranu. Znane są też fluorki, na przykład PuF₄ i lotny PuF₆, oraz chlorki. Roztwory związków plutonu przybierają różne barwy zależnie od stopnia utlenienia, co bywa dla chemika wygodną wskazówką.

Pluton — gdzie go spotykasz

• baterie sond kosmicznych
• broń jądrowa
• paliwo MOX

Pluton w szkole — co trzeba wiedzieć

Pluton to aktynowiec o liczbie atomowej 94, siódmy okres, blok f, konfiguracja [Rn] 5f⁶ 7s². W związkach występuje głównie na stopniach +4 i +6. Najważniejsze do zapamiętania: jest pierwiastkiem sztucznym i promieniotwórczym, w skorupie ziemskiej praktycznie nie występuje, a powstaje w reaktorach z uranu-238. Częsty błąd to mylenie pierwiastka z planetą karłowatą, bo nazwa jest wspólna, ale to dwie zupełnie różne rzeczy. Warto też pamiętać, że promieniowanie alfa zatrzymuje kartka papieru, więc pluton jest groźny nie tyle z zewnątrz, ile wtedy, gdy jego pył dostanie się do organizmu z oddechem albo z pokarmem.

Pluton — historia odkrycia

Pluton otrzymano w 1940 roku w Berkeley. Zespół Glenna Seaborga bombardował uran deuteronami w cyklotronie i uzyskał najpierw neptun, a z jego rozpadu nowy pierwiastek o liczbie atomowej 94. Nazwę wzięto od Plutona, kontynuując kolejność Uran, Neptun, Pluton zaczerpniętą z nazw ciał niebieskich. Odkrycie natychmiast utajniono, bo trwała wojna, a pluton okazał się materiałem rozszczepialnym. Ogłoszono je dopiero po jej zakończeniu.

Pluton — skąd wzięła się nazwa

od Plutona

Pluton — izotopy

pluton-239 rozszczepialny, -238 grzejny

Pluton — bezpieczeństwo

Skrajnie radiotoksyczny przy wdychaniu.

Ciekawostki o pierwiastku Pluton

• Voyagery lecą od 1977 roku na cieple z plutonu-238.
• Seaborg wybrał dla plutonu symbol Pu zamiast poprawniejszego Pl dla żartu, a symbol się przyjął i obowiązuje do dziś.
• Pastylka plutonu-238 rozgrzewa się własnym rozpadem tak mocno, że świeci w ciemności czerwonym blaskiem.
• Łaziki Curiosity i Perseverance jeżdżą po Marsie na generatorze z plutonem-238, dzięki czemu nie przeszkadza im ani noc, ani pył osiadający na panelach.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Pluton