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钚化学元素

发布时间:2010-03-30

主要应用
炸弹
  同位素钚-239是核武器中最重要的裂变成份。将钚核置入反射体(质量  1945年投于日本长崎市的原子弹内含一个钚核
数大的物质的反射层)中,能使逃逸的中子再反射回弹心,减少中子的损失,进而降低钚达到临界质量的标准量:从原需16公斤的钚,可减少至10公斤,即一个直径约10厘米的球体的量。它的临界质量约仅有铀-235的三分之一。[12]   曼哈顿计划期间制造的“胖子原子弹”型钚弹,为了达到极高的密度而选择使用易爆炸、压缩的钚,再结合中心中子源,以刺激反应进行、提高反应效率。因此,钚弹只需6.2公斤钚便可达到爆炸当量,相当于20公斤的三硝基甲苯(TNT)。在理想假设中,仅仅4公斤的钚原料(甚至更少),只要搭配复杂的装配设计,就可制造出一个原子弹。
核废料
  一般轻水反应炉所产生的核废料中含有钚,但为钚-242、钚-239和钚-238的混合物。它的浓度不足以制作成核武器,不过可以改用作一次性的混氧燃料(MOX fuel)。在反应炉中以慢速热中子放射线照射钚时,会偶然发生中子俘获,而增加钚-242和钚-240的量。因此反应进行到第二轮之后,钚只能和快中子反应堆反应、消耗。在反应器中没有快中子时(普遍情况下),剩余的钚通常会被遗弃,形成寿命长、处理棘手的核废料  发出光、热的钚-238球状矿
成分。
能源与热源
  同位素钚-238的半衰期为87.74年。[24]它会放出大量热能,伴随着低能的伽马和自发裂变射线/粒子。它是α辐射体,同时具有高辐射能及低穿透性,故仅需低度防护措施。单一纸张就可以抵挡钚-238所放射出的α粒子;同时,每公斤的钚-238可产生约570瓦特热能。

常规数据

英文名称:Plutonium        中文名称:钚
Symbol 元素符号 Pu
Number原子序数 94
Group Number组数 NA
Group类别 稀土,锕系元素
Density密度 19.8 g/cm3
Atomic Weight原子量(旧称分子量) 244 g/mol
Atomic Volume原子体积 12.32 cm3/mol
Discover发现年代 1940
物理状态
State状态 固体
Melting Point熔点 912.5K (640℃)
Boiling Point沸点 3505K (3234℃)
Triple Point三相点 资料不详
Critical Point临界点 资料不详
Heat of Fusion热融合 2.82 千焦/摩尔
Heat of Vaporization汽化热 333.5 千焦/摩尔
K=绝对温度 ℃=摄氏温度
能量
First Ionization Energy第一电离能 585 千焦/摩尔
Second Ionization Energy第二电离能 资料不详
Third Ionization Energy第三电离能 资料不详
Electronegativity电负性(阴电性) 1.3
Electron Affinity电子亲和性 资料不详
Specific Heat比热 0.13 J/gK
Heat Atomization热雾化 352 千焦/摩尔 atoms
氧化与电子
核外电子排布式 2,8,18,32,24,8,2
Electron Configuration价电子构型 [Rn] 5f6 7s2
Minimum Oxidation Number最低氧化数 0
Maximum Oxidation Number最高氧化数 7
Minimum Common Oxidation Number最低限度共同氧化数 0
Maximum Common Oxidation Number最大普通氧化数 4
外观及特点
Crystal Structure结晶体结构 单斜晶型(钚α和钚β)、斜方晶型。
Characteristics特征 易裂变的放射性元素
Color颜色 银色
Uses用途 武器燃料,电池。
硬度 资料不详
Toxicity毒性 剧毒
化学反应
Reaction with Air与空气反应
Reaction with  HCl与6M的盐酸反应
Reaction with 15M HNO3 与15M的硝酸反应 钝化
Reaction with NaOH 与6M的氢氧化钠反应
其他形式的化学反应
Number of Isotopes数同位素 0
Hydride氢化物 PuH2 PuH3
Oxide氧化物 PuO Pu2O3 PuO2
Chloride氯化物 PuCl2 PuCl3
半径
Atomic Radius原子半径 159 pm
Ionic Radius(1+ion)离子半径(1+离子) 资料不详
Ionic Radius(1-ion)离子半径(1-离子) 资料不详
Ionic Radius(2+ion)离子半径(2+离子) Ni
Ionic Radius(2-ion)离子半径(2-离子) 资料不详
Ionic Radius(3+ion)离子半径(3+离子) 114 pm
电导率
Thermal Conductivity导热系数 6.3 J/m-sec-deg
Electrical Conductivity电导率 7.072 1/毫欧-厘米
Polarizability极化率 24.5 A3
载入中…
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