ప్లూటోనియం

Plutonium, ₀₀Pu
Plutonium
Pronunciation	/pluːˈtoʊniəm/ (ploo-TOH-nee-əm)
Allotropes	see Allotropes of plutonium
Appearance	silvery white, tarnishing to dark gray in air
Mass number	[244]
Plutonium in the periodic table
	neptunium ← plutonium → americium
Group	f-block groups (no number)
Period	period 7
Block	f-block
Electron configuration	[Rn] 5f6 7s2
Electrons per shell	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	912.5 K (639.4 °C, 1182.9 °F)
Boiling point	3505 K (3228 °C, 5842 °F)
Density (near r.t.)	19.816 g/cm3
when liquid (at m.p.)	16.63 g/cm3
Heat of fusion	2.82 kJ/mol
Heat of vaporization	333.5 kJ/mol
Molar heat capacity	35.5 J/(mol·K)
Atomic properties
Oxidation states	+2, +3, +4, +5, +6, +7, +8 (an amphoteric oxide)
Electronegativity	Pauling scale: 1.28
Ionization energies	1st: 584.7 kJ/mol ; ;
Atomic radius	empirical: 159 pm
Covalent radius	187±1 pm
	Spectral lines of plutonium
Other properties
Natural occurrence	from decay
Crystal structure	monoclinic
Speed of sound	2260 m/s
Thermal expansion	46.7 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
Thermal conductivity	6.74 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	1.460 µΩ⋅m (at 0 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic
Young's modulus	96 GPa
Shear modulus	43 GPa
Poisson ratio	0.21
CAS Number	7440-07-5
History
Naming	after dwarf planet Pluto, itself named after classical god of the underworld Pluto
Discovery	Glenn T. Seaborg, Arthur Wahl, Joseph W. Kennedy, Edwin McMillan (1940–1)
Isotopes of plutonium v; e;
	Template:infobox plutonium isotopes does not exist
	Category: Plutonium; view; talk; edit; \| references

ప్లూటోనియం ఒక ట్రాంస్ యురానిక్ రేడియోధార్మిక రసాయన మూలకము. దీని చిహ్నం Pu (పియు), పరమాణు సంఖ్య 94. ఇది వెండి-బూడిద రంగులో ఉండే ఒక ఆక్టినైడ్ లోహము (మెటల్). ఇది గాలికి గురైనప్పుడు ఆక్సీకరణ చెంది ఒక నిస్తేజమైన భస్మపు పూతతో రూపాంతరము చెందుతుంది.

ఈ మూలకం సాధారణంగా ఆరు రూపాంతరాలు, నాలుగు ఆక్సీకరణ స్థితులు ప్రదర్శిస్తుంది. ఇది కార్బన్, హాలోజనులు, నైట్రోజన్, సిలికాన్, హైడ్రోజన్ ల మధ్యన చర్యలు జరుపుతుంది. తడిగా గాలికి గురయ్యేటట్లు చేసినప్పుడు, అది ఆక్సైడ్, హైడ్రైడ్స్‌ని ఏర్పరుస్తుంది.

రేడియోధార్మిక మూలకం అవడం వల్లనూ, ఎముకలులో పేరుకుపోయే గుణం ఉండడం వల్లను,, ప్లూటోనియం యొక్క నిర్వహణ ప్రమాదకరమైనది.

నాశన (అంతరించిపోయే) వేడి , విచ్ఛిత్తి లక్షణాలు

ప్లూటోనియం ఐసోటోపులు రేడియోధార్మిక క్షయం చేయించుకోవాలని, ఇది క్షయం వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. వివిధ ఐసోటోపులు ఒక యూనిట్ ద్రవ్యరాశికి వేడిని వివిధ పరిమాణాల్లో ఉత్పత్తి చేస్తాయి. క్షయం వేడి సాధారణంగా వాట్ / కిలోగ్రాము లేదా మిల్లీవాట్ / గ్రామ వంటి పరిమాణాలలో ఉంటుంది. పెద్ద ప్లూటోనియం యొక్క ముక్కలులో (ఉదా ఒక ఆయుధం పిట్), సరిపోని వేడి తొలగింపు ఫలితంగా స్వీయ తాపనం అనేది ముఖ్యమైనదిగా ఉండవచ్చు. అన్ని ఐసోటోపులు క్షయం చెందినప్పుడు బలహీనమైన గామా కిరిణాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి..

ప్లూటోనియం-238

NASA వారు అంతరిక్షం లోకి, ప్లూటో గ్రహాన్ని పరిశీలించడానికి, పంపిన నభోనౌక "నూ హొరైజన్‌స్" (New Horizons) లో ప్లూటోనియం-238 ని ఇంధనంగా వాడేరు. నభోనౌకలు భూమి పరిసరాల్లో ఉన్నంత సేపూ సూర్యరస్మిని వాడుకుని విద్యుత్తుని తయారు చేసుకుని, లోపల ఉన్న విద్యుత్‌ పరికరాల అవసరాలని తీర్చుకోగలవు. కాని అంతరిక్షపు లోతుల్లోకి వెళ్లే నభోనౌకల అవసరాలకి సరిపడే మేరకి సూర్యరస్మి లభించదు. అప్పుడు ప్రత్యామ్నాయ ఇంధనాల మీద ఆధారపడక తప్పదు. ఇటువంటి సందర్భాలలో రేడియోధార్మిక లక్షణాలు ఉన్న ప్లూటోనియం-238 వంటి సమస్థానులు (ఐసోటోపులు) కీలకమైన పాత్ర వహిస్తాయి.

ప్లూటోనియం-238 యొక్క అణుగర్భం విచ్ఛిన్నం అయినప్పుడు వేడి పుడుతుంది. ఈ వేడిని విద్యుత్తుగా మార్చవచ్చు. ఈ రకం పరికరాన్ని కణ ఘటం (nuclear battery) అని పిలవొచ్చు. ఈ పద్ధతిలో పుట్టిన వేడిని విద్యుత్తుగా మార్చి ఆ విద్యుత్తుతో విద్యుత్ పరికరాలకి ప్రాణం పొయ్యవచ్చు. లేదా, ఆ వేడిని యథాతథంగా వాడుకుని నభోనౌక లోపల వాతావరణం గడ్డకట్టుకుపోకుండా వెచ్చగా ఉంచడానికి వాడుకోవచ్చు. అంగారకగ్రహం మీద తిరుగాడుతూన్న Curiosity అనే Mars Rover ని వెచ్చగా ఉంచడానికి ఈ పద్ధతి వాడుతున్నారు.

పైన ఉదగరించిన పనులు చెయ్యడానికి రేడియోధర్మం ప్రదర్శించే ఏ సమస్థానిని అయినా వాడవచ్చు కానీ ప్లూటోనియం-238 లక్షణాలు మన అవసరాలకి బాగా నప్పుతాయి: ప్లూటోనియం-238 తో సిరామిక్ పదార్థాలు తయారు చేసి సురక్షితంగా వాడుకోడానికి వెసులుబాటు ఉంది. వీటి అర్ధాయుద్ధాయం బాగా ఎక్కువ కనుక దీర్ఘ ప్రయాణాలు చేసే నౌకలలో వాడడానికి అనుకూలత ఎక్కువ. అంతే కాకుండా, ఇచ్చిన గరిమలో ఎక్కువ వేడిని పుట్టించే గుణం ప్లూటోనియమ్-238 కి ఉంది.

వేడి క్షయం అయ్యే ఐసోటోపులు ^[2]
ఐసోటోపు	క్షయం పద్ధతి	సగ జీవితకాలం (సం.)	వేడి క్షయం (బరువు/కిలో)	సద్యుజనిత న్యూట్రాన్ల విచ్చినము (1/ (గ్రా·సె) )	వ్యాఖ్య
²³⁸ప్లూటోనియం	²³⁴యురేనియానికి ఆల్ఫా	87.74	560	2600	చాలా అధిక క్షయం వేడి. కొద్ది మొత్తంలో గణనీయమైన స్వీయ తాపనం కారణమవుతుంది. రేడియో ఐసోటోప్ ఉష్ణవిద్యుత్ జెనరేటర్‌లు సొంతంగా వాడినవి.
²³⁹ప్లూటోనియం	²³⁵యురేనియానికి ఆల్ఫా	24100	1.9	0.022	ఉపయోగంలో ప్రధాన విచ్ఛిత్తి ఐసోటోప్.
²⁴⁰ప్లూటోనియం	²³⁶యురేనియానికి ఆల్ఫా, నిరంతమైన విచ్చినము	6560	6.8	910	నమూనాల ప్రధాన కల్మష ²³⁹ప్లూటోనియం ఐసోటోప్. ప్లూటోనియం గ్రేడ్ సాధారణంగా జాబితా చేయబడింది²⁴⁰ప్లూటోనియం . హై నిరంతమైన విచ్ఛిత్తివి అణు ఆయుధాలు ఉపయోగించడానికి వాడతారు
²⁴¹ప్లూటోనియం	²⁴¹బీటా-మైనస్‌కు అమెరేషియం	14.4	4.2	0.049	క్షయ అమెరేషియం-241; దాని పెరుగుదలను పాత నమూనాలను రేడియోధార్మిక విపత్తులను అందిస్తుంది.
²⁴²ప్లూటోనియం	²³⁸యురేనియానికి ఆల్ఫా	376000	0.1	1700

మూలాలు

↑ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
↑ "Can Reactor Grade Plutonium Produce Nuclear Fission Weapons?". Council for Nuclear Fuel Cycle Institute for Energy Economics, Japan. May 2001. Archived from the original on 2021-02-24. Retrieved 2015-05-13.

Energy and Environment Chelsey Harvey, "This is the fuel NASA needs to make it to the edge of the solar system — and beyond," Washington Post, Dec 30, 2015

[magnet-1] Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.

[2] "Can Reactor Grade Plutonium Produce Nuclear Fission Weapons?". Council for Nuclear Fuel Cycle Institute for Energy Economics, Japan. May 2001. Archived from the original on 2021-02-24. Retrieved 2015-05-13.

[1]

[2]