Plütonyum nedir?

Bir kimyasal elemandır. Atom sayısı 94'tür. Neptunyumdan elde edilir. Kuvvetli bir roadyoaktif eleman olduğu için, tabii halde bulunmaz. İzotopu 1940 yılında Amerikalı Seaborg tarafından, uranyumun dötonlarla bombardımanı sayesinde elde edilmiştir. Atom bombası ve bazı atom pillerinin imalinde kullanılır. Bu tarihten sonra plutonyum, nükleer reaktör ve silahlarda kullanılmaya başlanmıştır.

Başta Glenn Seaborg olmak üzere Arthur Wahl, Edwin Mcmilan ve Joseph Kennedy gibi birçok bilim adamının ortak çalışması sonucu keşfedilen plütonyum elementi günümüzde dahi dünya üzerindeki en değerli maddelerden biri, bakış açısına göre belki de en değerlisidir. Fiziksel özellikleri itibarıyla metallere benzeyen plütonyum en çok da nikele benzetilir. Ancak plütonyum elementi çok hızlı bir biçimde okside olmaktadır.

plutonyum

Plütonyumun oda sıcaklığındaki haline ise “Alfa formu” denmektedir. Erime sıcaklığı yaklaşık olarak 640ºC olan plütonyumun kaynama noktası ise yaklaşık olarak 3,200ºC’dir. Atom Numarası 94 olan bu element, her geçen yıl dünyanın daha da büyüyen bir sorunu olan enerjinin nükleer yollarla karşılanması için kritik derecede öneme sahip araştırmaların da baş kahramanıdır. Çok büyük oranda nükleer fisyon ile elde edilen plütonyum, atomların nötron bombardımanı tutulması sonucu açığa çıkmaktadır.

Berkeley Kaliforniya Üniversitesi’nde önemli bilim insanları tarafından oluşturulan bir grubun çalışmaları sonucunda 1940 yılında bulunan plütonyum ilk olarak uranyum-238 bombardımanı ile elde edilmiştir. Günümüzde dahi birçok komplo teorisinde adı geçen meşhur Manhattan Projesi, Kaliforniya Üniversitesi tarafından yürütülen çalışmalar sonrasında plütonyum üzerindeki ilk denemelerin yapıldığı bir çalışmadır. Bu yeni elementin sahip olduğu enerjinin ne boyutta olduğunun anlaşılması için yapılan araştırmalar kısa süre içinde sonuç vermiş ve plütonyumun ne kadar büyük bir potansiyele sahip olduğu anlaşılmıştır.

Plütonyum maalesef kısa süre içinde sahip olduğu muazzam derecedeki enerji sebebiyle kitle imha silahı fikirlerinin gelişmesine neden olmuştur. Nitekim “Trinity” isimli ilk nükleer testler 1945 yılında başlamış ve sonraki süreçte insanlık tarihinin en büyük kara lekelerinden biri olan Japonya bombardımanı gerçekleştirilmiştir. Japonya’nın 2. Dünya Savaşı’ndan çekilmesini sağlayan atom bombası saldırısı, Nagazaki ve Hiroşima’nın uzun yıllar boyunca radyoaktivite sorunuyla boğuşmasına ve yüz binlerce insanın atom bombasının etkilerini yaşamasına neden olmuştur.

İzotopları

Plutonyuma uranyum cevherleri içerisinde eser miktarda rastlanır. Bu bakımdan reaktör ve laboratuarlarda kullanılabilmesi için sun’i olarak üretilmesi gerekir. Kütle numaraları 232’den 246’ya kadar değişen en az 15 izotopu yapılabilmektedir. Bunların içinde en önemlisi Pu-239 izotopudur. Nükleer reaktörlerde tabii uranyum-238 izotopu nötron bombardımanına tabi tutulursa uranyum-239 elde edilir. Bu izotopun iki defa ß ışıması yapması sonucu plutonyum-239 elde edilir. Pu-239 izotopunun yarılanma süresi 24.360 senedir ve alfa ışını yayarak uranyum 235 izotopu haline dönüşür. Diğer mühim izotoplarından Pu-238 yarılanma süresi 86,4 sene, Pu-244 ise 76 milyon sene olup, Alfa ışıması yaparak yarılanırlar.

Kullanılışı

Pu-239’un fisyon (bölünme) özelliğine sahip olması ve nükleer reaktörlerde yan ürün olarak elde edilebilmesi, bunun atom ve hidrojen bombaları için nükleer patlayıcı olarak kullanılmasına imkan sağlamaktadır. 1945 senesindeNagazaki’de patlatılan atom bombası Pu-239 izotopundan yapılmıştı.

Hafif su soğutmalı nükleer reaktörlerde senede 225 Kg Pu-239 yan ürün olarak elde edilir. Bu yan ürün normal olarak tekrar işleme sokularak plutonyum oksit ve uranyum oksit ihtiva eden yakıt çubukları olarak reaktörlerde kullanılabilir. Pu-239’un sıvı-metal soğutmalı nükleer reaktörlerde kullanılması programlanmaktadır. Pu-238’in alfa ışını yayarken çıkardığı ısı, Apollo uzay araçlarında elektrik üretimi maksadı ile kullanılmıştır. Pu-238 sun’i kalp yapım çalışmalarında da kullanılmaktadır. Pu-242 ve Pu-244’ün tıp ve metalurjide kullanma sahaları vardır.

Yapılışı

Bir yavaşlatıcıyla yavaşlatılan nötronlar uranyum 238’ce soğurulunca, sırasıyla uranyum 239, neptonyum 239 (her ikisi de kararsızdır) ve plütonyum 239 oluşur. Devri 24.000 yıl olan bu radyoaktif element, yavaş nötronların etkisiyle uranyum 235 gibi fisyona uğrar. Plütonyumun öteki uranyum ötesi elementler arasında taşıdığı büyük önem, hem nükleer silah yapımında kullanılabilmesinden, hem de nükleer reaktörlerde uranyumun yerini alabilmesinden kaynaklanır. Bir kilogram plütonyumun verebileceği enerji, 20 milyon kilowat saat ısı enerjisine değerdir.

Nötronlarla bölünme tepkimesine girebilmesi ve oldukça çok miktarda elde edilebilmesi önemini artırır. Plütonyum çeşitli nükleer uygulamalarda kullanılır. Örneğin, Apollo ay programında Ay yüzeyinde kullanılan çeşitli aygıtların gücü Pu-238 ile sağlandı. Plütonyum sulu çözeltilerden dört ayrı değerlikte iyonlar durumunda bulunabilir. Bunlardan Pu +3 mavi, Pu +4 sarımsı kahverengi, PuO2+2 iyonu sulu çözeltide pek kararlı değildir. Pu+4 ve PuO+2’ye ayrışarak bozunur.

Böylece oluşan Pu+4, çözeltideki PuO2+ iyonlarını PuO2‘ye yükseltirken kendisi Pu+3’e indirgenir. Dolayısıyla sonuç olarak Pu+3 ve PuO2+ iyonları ortamda kalır. Plütonyumun tümü de kristal yapılarına sahip olan altı allotropu vardır. Bunların özgül kütleleri 16.00 ile 19.86 g/cm3 arasında değişir. Plütonyum oksijenle PuO ve PuO2 gibi ikili bileşikler oluşturur. Bu ikisi arasında değişen bileşimlerde ara oksitler de oluşturmaktadır.

Halojenlerle PuF3, PuF4, PuC13, PuBr3, PuIgibi bileşikler oluşturur. Karbon, azot ve silisyumla PuC, PuN, PuSi2 gibi bileşikler verir. Ayrıca PuICl PuOBr, PuO gibi oksihalojenürler de vermektedir. Plütonyum bilinen en tehlikeli zehirlerden biridir. Bu nedenle özel aygıtlarla tutulması ve çalışırken çok iyi korunulması gerekir. Erişkin bir insanın zarar görmeden alabileceği Pu-239 miktarı 0.6 mikrogram kadardır. Havadaki plütonyum miktarı m3’te 0.00003 mikrogramı geçtiği an tehlikeli olmaya başlar.

İnsan üzerindeki etkisi

Plutonyum çok zehirlidir. Deri üzerindeki bir yaraya mikrogram miktarı temas ederse kansere sebep olur. Plutonyum zerrecikleri havada kolayca askıda kalabildiği için, teneffüs yolu ile ciğerlere alınabilir. Plutonyum ciğer kanserine sebep olur. Vücut içerisine girer girmez, kemik maddesine hücum ederek kemik kanserine de sebebiyet verebilir.

Çevreye etkisi

Nükleer santral reaktörlerinin artıkları bol miktarda plutonyum ihtiva ettiği için çok iyi muhafaza edilmelidir. Nükleer bomba denemeleriyle çevreye plutonyum artıkları yayılmış durumdadır. Her patlayacak atom bombası insanlığın felaketine ortam hazırlamaktadır.

Sözlükte "plutonyum" ne demek?

1. Atom numarası 94 olan, neptunyumdan elde edilen radyoaktif bir element, simgesi pu.

Plutonyum kelimesinin ingilizcesi

n. plutonium

Yorumlar

Bu sayfa ait yorum bulunamadı. İlk yorum yapan siz olun.

Yorum ekle

Vazgeç