logo

logo

logo

logo

logo

البلوتونيوم

بلوتونيوم

Plutonium - Plutonium

البلوتونيوم

 

البلوتونيوم Plutonium عنصر معدني ينتمي إلى مجموعة عناصر ما بعد اليورانيوم في زمرة الأكتِينِيَّات، رمزه الكيمياوي Pu وعدده الذري 94. وجميع نظائره التي يراوح عددها الكتلي بين 232 و 246 لها نشاط إشعاعي، وأكثرها أهمية النظيران   وقد اكتشف ج.ت. سيبورْغ G.T.Seaborg عام 1940 نظير البلوتونيوم  في أثناء قذف اليورانيوم بالدتِريوم وفق التفاعلين النوويين الآتيين:

 

 

واكتشف ي.فيرمي E.Fermi وزملاؤه في جامعة شيكاغو عام 1942 نظير البلوتونيوم حين نجحت تجربتهم في الحصول على تفاعل متسلسل غير خامد بانشطار اليورانيوم ـ 235 بوجود الغرافيت. ويمتص نظيرُ اليورانيوم ـ 238 بعض النترونات الفائضة عن انشطار اليورانيوم ـ235 وفق سلسلة التفاعلات النووية التالية:

 

ويكون نظيرالناتج مشعاً لجسيمات  (ألفا)، وحياة نصفه half life تبلغ  2.4×410 سنة. إن قابلية انشطار البلوتونيوم تجعله على غاية كبيرة من الأهمية في الأسلحة النووية وفي التفاعلات النووية.

الخاصيات الفيزيائية

تتلخص خاصيات البلوتونيوم الفيزيائية فيما يأتي:

نصف القطر الأيوني M3+: 1.00 أنغستروم (10-10م)

نصف القطر الأيوني M4+: 0.90 أنغستروم

درجة الانصهار: 640ْس (سلزيوس)

درجة الغليان: 3233ْس

يُعرف البلوتونيوم في ستة أشكال فيزيائية allotropes بلورية أي بأطوار بلورية يكون كل منها مستقر في مجال محدد من درجات الحرارة تختلف معها كثافته ما بين 15.92 و19.73غ/سم3.

 

الخاصيات الكيمياوية

البلوتونيوم معدن نشيط كيمياويا،ً مثل عناصر الأكتِينيَّات الأخرى، لذا يمكن استخلاصه بالطرائق المستخدمة في استحضار المعادن النشيطة كطريقة التحليل الكهربائي لصهارة الملح، أو إرجاع الهاليد بمعدنٍ فعال، مثل الليثيوم أو الكلسيوم أو الباريوم. ويُبدي البلوتونيوم حالات تكافؤ مختلفة، مثل عنصري اليورانيوم والنبتونيوم المجاوِريْن، إذ يُعرَف بحالات الأكسدة III، IV، V، VI الثابتة في الوسط الحمضي، ويمكن لهذه العناصر أن يوجد بعضها مع بعض بتراكيز محسوسة، بسبب تقاربها في قيم كمونات الأكسدة. وتعاني حالات الأكسدة لمحاليل المنتجات الوسطية من اللاتناسبية disproportion. ولقد درست هذه التفاعلات اللاتناسبية دراسة مفصلة، وقيست نسب حالات الأكسدة فتبين تناقص ميل تشكل الأيونات المعقدة لحالات الأكسدة المختلفة في البلوتونيوم وفق الترتيب الآتي:

 

 

وهكذا لا يبدي البلوتونيوم (III) ميلاً كبيراً إلى تشكيل أيونات معقدة في حين يُعرف للبلوتونيوم (IV) العديد من المعقدات مع الأيونات السالبة العضوية واللاعضوية.

المركبات

يشكل البلوتونيوم مع الأكسجين ثنائي الأكسيد PuO2 الذي يُعد من أكثر مركبات البلوتونيوم أهمية، وإن درجة انصهاره العالية البالغة نحو 2400ْس، وثباته الكيمياوي والإشعاعي، وتشابهه مع ثنائي أكسيد اليورانيوم UO2 تجعل منه وقوداً ممتازاً للمفاعلات النووية. ويحضر PuO2 بتسخين البلوتونيوم أو أيٍ من مركباته، عدا الفسفات في أكسجين الهواء، في درجة تراوح بين 870ْس و1200ْس. ويشكل مع الهالوجينات عدداً من الهاليدات: ثلاثي الهاليد PuX3، (F=X، Br Cl، I)، ورباعي الفلوريد PuF4 وسداسي الفلوريد PuF6.

ويشكل البلوتونيوم حماضات ثابتة بحالات الأكسدة III وIV وVI. وتُعرف مركبات كثيرة أخرى للبلوتونيوم من بينها: كربيدات البلوتونيوم PuC وPu2C3، سيليسيدات البلوتونيوم α-PuSi2 وß-PuSi2 وكبريتيدات البلوتونيوم PuS، Pu2S3 وPu3S4 ونتريد البلوتونيوم PuN.

أخطار البلوتونيوم

تكمن المخاطر الأساسية للبلوتونيوم في نشاطه الإشعاعي وطاقته النووية وفعاليته الكيماوية كمعدن. وإن التعامل مع البلوتونيوم الذي يشع جسيمات ألفا (α) لا يشكل صعوبة، إذ لا تحتاج الوقاية منها إلى ملابس خاصة، ولكن المشكلة تنشأ عند التعامل مع النظائر الأخرى (غير 239 Pu) التي تصدر أشعة غاما الضعيفة. ويعزى خطر البلوتونيوم الشديد على الصحة إلى توضعه في نقي العظام حيث تتشكل الكريات الدموية. ويستطيع البلوتونيوم دخول الجسم عن طريق الجروح والجلد وجهازي الهضم والتنفس، ويعد دخوله عن طريق التنفس أكثر الطرق احتمالاً، لذا يجري التعامل معه بوساطة تجهيزات خاصة، ضغطها يقل بنحو 0.001 جو عن الضغط الجوي المحيط. إن أفضل التقنيات المستخدمة في إخماد حرائق البلوتونيوم تعتمد على عزل الأكسجين عنه، وذلك إما بجعل الجو المحيط خاملاً وإما بالرش بمسحوق الغرافيت أو أكسيد المغنزيوم.

 

محمد علي المنجد

 

الموضوعات ذات الصلة:

 

العناصر المشعة.

 

مراجع للاستزادة:

 

ـ أحمد الحاج سعيد، محمد علي المنجد: الكيمياء اللاعضوية (2) (جامعة دمشق 1984-1985).

- R.B.Helsop &K.Jones, A Guide to Advanced Study (Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam 1976).


التصنيف : الكيمياء و الفيزياء
النوع : علوم
المجلد: المجلد الخامس
رقم الصفحة ضمن المجلد : 322
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 1107
الكل : 43667372
اليوم : 85532

الأسكيمو والأليوت (لغات-)

الأسكيمو والأليوت (لغات ـ)   تؤلف لغة الأسكيمو ولغة الأليوت معاً أسرة الأسكيمو ـ الأليوت اللغوية Eskimo - Aleut Languages [ر. الهندية الأمريكية (اللغات ـ)]. وترتبط هاتان اللغتان اللتان كانتا في وقت ما لغتين متجاورتين في شبه جزيرة ألاسكة ارتباطاً وثيقاً. ولا تتوافر في الوقت الحاضر أدلة على أي علاقة بين هذه الأسرة اللغوية وأي لغة أخرى في العالم.
المزيد »