钚(英语:Plutonium ,)原子序数为94,元素符号是Pu,是一种具放射性的超铀元素。半衰期为24万5千年。它属于锕系金属,外表呈银白色,接触空气后容易锈蚀、氧化,在表面生成无光泽的二氧化钚。钚有六种同位素和四种氧化态,易和碳、卤素、氮、硅起化学反应。钚暴露在潮湿的空 金属钚
气中时会产生氧化物和氢化物,其体积最大可膨胀70%,屑状的钚能自燃。它也是一种放射性毒物,会于骨髓中富集。因此,操作、处理钚元素具有一定的危险性。 钚及其同位素因为其放射性而有一定危险性。钚产生的α射线并不会穿透人体的皮肤而进入人体,但钚可能被人体吸入或消化而进入人体从而对内脏造成不利影响。α射线会造成细胞的损伤、染色体的损伤,理论上可能导致癌症发病率的上升。但是这种影响并不会比其它能放出α射线的放射性物质危害更大。相比之下,钚的半衰期很长,使得单位时间里的辐射量相对要小,危害也就更小。在自然界广泛存在的氡的放射危害就要比钚大的多。钚容易在人体的肝脏和骨骼中聚集,但该过程非常缓慢。在20世纪四十年代,美国就有26名工作人员因核武器研究,受到了钚的污染。但是在他们身上并没有出现严重的健康影响,更没有人因此而死亡。
本段毒性真相
“一片阿斯匹林大小的钚,足以毒死2亿人,5克的钚足以毒死所有人类”的说法纯属谣言!
流言: 据BBC报道,前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士表示,日本核电站的问题极为严重,尤其令人担心的是福岛核电站三号反应堆。他称,该反应堆现在遇到了麻烦,因为它使用的是一种不同的燃料:它不是铀,而是一种铀钚混合燃料,而钚是极为危险的,因此一旦这种物质泄漏出来,将使海啸灾难雪上加霜。钚是世界上毒性第二大的物质(世界上毒性第一大的物质为钋)。一片药片大小的钚,足以毒死2亿人,5克的钚足以毒死所有人类。钚的毒性比砒霜大4.86亿倍,一旦泄露进入太平洋全人类都玩完!
真相: 当地时间14日凌晨03:11的BBC新闻[1],报道了前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士(Dr Christopher Busby)对福岛核电站3号机组的担忧。这条新闻的背景是日本内阁官房长官枝野幸男13日警告说,福岛第一核电站3号机组反应堆面临遭遇外部氢气爆炸风险。但是关于钚的毒性问题,却不似流言所描述的那么可怕。“一片药片大小的钚足以毒死2亿人,5克的钚足以毒死所有人类”的说法更是没有任何的科学依据。
结论:谣言破解。 钚的毒性并没有谣言描述的那么可怕,“5克的钚足以毒死所有人类”纯属扯淡。使用铀钚混合燃料的反应堆如果发生爆炸泄露,并不会比使用铀燃料的传统反应堆要来的更危险。 对于钚危害的担忧,更多的是来自于钚的电离辐射能力。钚衰变时会产生α射线。α射线的穿透能力非常弱,在空气中前进几厘米就将能量耗尽。对于环境中的钚并不用太担心。一旦钚进入到人体内,形成的内照射会对人体有一定的影响。α射线会造成细胞的损伤、染色体的损伤,理论上可能导致癌症发病率的上升。但是这种影响并不会比其它能放出α射线的放射性物质危害更大。相比之下,钚的半衰期很长,使得单位时间里的辐射量相对要小,危害也就更小。在自然界广泛存在的氡的放射危害就要比钚大的多。 而英国女王伊莉莎白二世访问哈维尔核子实验室时,就曾受邀触摸了一块以塑料包裹的钚环,以亲自体会其温暖的触感。附赠八卦一则,钚舔起来…还真的像金属…… 基于钚本身的化学毒性并不那么大,电离辐射能力也不比其它放射性元素要来的特殊,加上铀钚混合燃料里钚也只有7%,3号反应堆如果发生爆炸泄露,并不会比其它使用铀燃料的反应堆要来的更危险。 它最稳定的同位素是钚-244,半衰期约为八千万年,足够使钚以微量存在于自然环境中。[1] 钚最重要的同位素是钚-239,半衰期为24100年,常被用制核子武器。钚-239和钚-241都易于裂变,即它们的原子核可以在慢速热中子撞击下产生核分裂,释放出能量、伽马射线(γ射线)以及中子辐射,从而形成核连锁反应,并应用在核武器与核反应炉上。 钚-238的半衰期为88年,并放出阿尔法粒子(α粒子)。它是放射性同位素热电机的热量来源,常用于驱动太空船。 钚-240自发裂变的比率很高,容易造成中子通量激增,因而影响了钚作为核武及反应器燃料的适用性。 分离钚同位素的过程成本极高又耗时费力,因此钚的特定同位素时几乎都是以特殊反应合成。 1940年,格伦·西奥多·西博格和埃德温·麦克米伦首度在柏克莱加州大学实验室,以氘撞击铀-238而合成钚元素。麦克米伦将这个新元素取名Pluto(意为冥王星),西博格便开玩笑提议定其元素符号为Pu(音类似英语中表嫌恶时的口语“pew”)。科学家随后在自然界中发现了微量的钚。二次大战时曼哈顿计划则首度将制造微量钚元素列为主要任务之一,曼哈顿计划后来成功研制出第一个原子弹。1945年7月的第一次核试验“三一原子弹”,以及第二次、投于长崎市和广岛市的“胖子原子弹”,都使用了钚制作内核部分。关于钚元素的人体辐射实验研究并在未经受试者同意之下进行,二次大战期间及战后都有数次核试验相关意外,其中有的甚至造成伤亡。核能发电厂核废料的清除,以及冷战期间所打造的核武建设在核武裁减后的废用,都延伸出日后核武扩散以及环境等问题。非陆上核试验也会释出残余的原子尘,现已依《部分禁止核试验条约》明令禁止。
钚和多数金属一样具银灰色外表,又与镍特别相似,但它在氧化后会迅速转为暗灰色(有时呈黄色或橄榄绿)。[2][3]钚在室温下以α型存在,是元素最普遍的结构型态(同素异形体),质地如铸铁般坚而易脆,但与其他金属制成合金后又变得柔软而富延展性。钚和多数金属不同,它不是热和电的良好导体。它的熔点很低(640 °C),而沸点异常的高(3327 °C)。 钚最普遍释放的游离辐射类型是α粒子发射(即释放出高能的氦原子核)。
最典型的一 钚金属
种核子武器核心即是以5公斤(约12.5×10^24个)钚原子构成。由于钚的半衰期为24100年,故其每秒约有11.5×10^12个钚原子产生衰变,发射出5.157 MeV的α粒子,相当于9.68瓦特能量。α粒子的减速会释放出热能,使触摸时感觉温暖。 钚在室温时的电阻率比一般金属高很多,而且钚和多数金属相反,其电阻率随温度降低而提高。但近期研究指出,当温度降至100K以下时,钚的电阻率会急遽降低。电阻率由于辐射损伤,会在20K之后逐渐提高,速率因同位素结构而异。 钚具有自发辐射性质,使得晶体结构产生疲劳,即原有秩序的原子排列因为辐射而随时间产生紊乱。然而,当温度上升超过100K时,自发辐射也能导致退火,削弱疲劳现象。 钚和多数金属不同:它的密度在熔化时变大(约2.5%),但液态金属的密度又随温度呈线性下降。另外,接近熔点时,钚的液态金属具有很高的黏性和表面张力(相较于其他金属)