Википедия

Плутоний: различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
мНет описания правки
Метка: редактор вики-текста 2017
орфография
Строка 100:
Таким образом, существование нового химического элемента было подтверждено экспериментально [[Сиборг, Гленн Теодор|Г. Т. Сиборгом]], [[Макмиллан, Эдвин Маттисон|Э. М. Макмилланом]], {{не переведено|надо=Кеннеди, Виллиам Джозеф |есть=:en:Joseph W. Kennedy|текст=Дж.&nbsp;В.&nbsp;Кеннеди}} и [[Валь, Артур|А. К. Валем]] благодаря изучению его первых химических свойств — возможностью обладать, по крайней мере, двумя [[Степень окисления|степенями окисления]]<ref name="моб">{{книга|автор=Boris E. Burakov, Michael I. Ojovan, William (Bill) E. Lee.|часть=Introdution to the Actinides|заглавие=Crystalline Materials for Actinide Immobilisation|ссылка=http://www.worldscibooks.com/engineering/p652.html|издательство=World Scientific Publishing Company, Inc|год=2010|том=1|страниц=197|isbn=1848164181, 9781848164185}}</ref><ref>{{cite web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1951/mcmillan-lecture.pdf|title=The transuranium elements: early history|author=Edwin M. McMillan|date=12 декабря 1951|publisher=Nobel Lecture|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-24|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b0WGLR|archivedate=2011-08-23}}</ref><ref name="бекман"/><ref name="комити">{{книга|автор=National Research Council (U.S.). Subcommittee on Nuclear and Radiochemistry.|заглавие=A Review of the accomplishments and promise of U.S. transplutonium research, 1940–1981|ссылка=https://books.google.ru/books?id=CD8rAAAAYAAJ|издательство=National Academies|год=1982|страниц=83}}</ref><ref name="Милюкова"/><ref name="Emsley2001"/><ref name="бекман"/><ref>{{cite web|url=http://news.wustl.edu/news/Pages/7048.aspx|title=Wahl, professor who discovered plutonium; 89|date=27 апреля 2006|work=Newsroom|publisher=Washington University in St. Louis|lang=en|accessdate=2011-01-13|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b119HY|archivedate=2011-08-23}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.lanl.gov/history/people/J_Kennedy.shtml|title=Joseph W. Kennedy|work=Staff Biographies|publisher=Los Alamos National Laboratory|lang=en|accessdate=2011-01-13|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b1dnCY|archivedate=2011-08-23}}</ref><ref name="pustory">{{cite web|url=http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/5808140-l5UMe1/5808140.pdf|title=The Plutonium Story|author=Glenn T. Seaborg|publisher=Lawrence Berkeley Laboratory, University of California|lang=en|accessdate=2010-12-02|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b2D5GS|archivedate=2011-08-23}}</ref><ref group="~">Для того, чтобы считать новый химический элемент открытым, следовало доказать, что он обладает новыми свойствами: как физическими, так и химическими. Предположения о свойствах плутония высказывались ещё в мае 1940 года Льюисом Тернером</ref>.
 
Немного позднее было установлено, что этот изотоп является [[Деление ядра#Делящиеся нуклиды|неделящимся (пороговым)]], а следовательно, неинтересным для дальнейших исследований в военных целях, так как пороговые ядра не могут служить основой цепной реакции деления. Поняв это, физики-ядерщики США направили свои усилия на получение делящегося изотопа-239 (который по расчетамрасчётам должен был быть более мощным источником атомной энергии, чем [[уран-235]]<ref name="комити"/>). В марте 1941 года 1,2 кг чистейшей [[соли]] урана, замурованной в большой [[парафин]]овый блок, подвергли в циклотроне бомбардировке [[нейтрон]]ами. На протяжении двух суток длилась бомбардировка урановых ядер, в результате чего были получены приблизительно 0,5 мкг плутония-239. Появление нового элемента, как и было предсказано теорией, сопровождалось потоком [[Альфа-частица|альфа-частиц]]<ref>{{cite web|url=http://www.physicstoday.org/obits/notice_074.shtml|work=Death notice|title=Arthur C. Wahl|author=Gerhart Friedlander, Alfred M. Holtzer, Demetrios G. Sarantites, Lee G. Sobotka, Samual I. Weissman|date=11 июля 2006|publisher=Physics Today|lang=en|accessdate=2011-01-13|deadlink=404}}</ref>.
 
28 марта 1941 года проведённые эксперименты показали, что <sup>239</sup>Pu способен делиться под действием [[Тепловые нейтроны|медленных нейтронов]], с [[Ядерное эффективное сечение|сечением]], весьма значительно превышающим сечение для [[Уран-235|<sup>235</sup>U]], причём нейтроны, полученные в процессе деления, пригодны для получения следующих актов ядерного деления, то есть позволяют рассчитывать на осуществление [[Цепная ядерная реакция|цепной ядерной реакции]]. С этого момента были начаты опыты по созданию плутониевой ядерной бомбы и строительства [[ядерный реактор|реакторов]] для его наработки<ref name="бекман"/><ref name="Emsley2001"/><ref>{{статья|автор=Seaborg, G. T.|заглавие=The Transuranium Elements|язык=en|автор издания=Katz, J. J., and Manning, W. M. (eds)|издание=Natl Nucl. En. Ser., Div IV, 14B|тип=статья|место=New-York|издательство=McGraw-Hill|год=1949|страницы=1.2, 5}}</ref>. Первое чистое соединение элемента было получено в [[1942 год]]у<ref name="бекман"/>, а первые весовые количества металлического плутония — в [[1943 год]]у<ref>{{книга|автор=Scott F. A., Peekema R. M.|заглавие=Progress in Nuclear Energy|издание=1-е изд|место=London|издательство=Pergamon Press|год=1959|страницы=65}}</ref>.
Строка 137:
* исследования в области ядерного оружия и создания атомной бомбы на территории [[Лос-Аламосская национальная лаборатория|Лос-Аламосской национальной лаборатории]].
[[Файл:ChicagoPileTeam.png|thumb|left|250px|Памятная фотография учёных, принимавших участие на Чикагской поленнице-1. В первом ряду, второй справа: Лео Силлард; первый слева: Энрико Ферми.]]
Первым [[ядерный реактор|ядерным реактором]], позволявшим получать бо́льшие количества элемента по сравнению с [[циклотрон]]ами, была [[Чикагская поленница-1]]<ref name="бекман"/>. Он был введенвведён в эксплуатацию 2 декабря 1942 года благодаря [[Ферми, Энрико|Энрико Ферми]] и [[Силард, Лео|Лео Силларду]]<ref>{{cite web|url=http://tps.cr.nps.gov/nhl/detail.cfm?ResourceId=204&ResourceType=Site|title=Site of the First Self-Sustaining Nuclear Reaction|work=National Historic Landmark summary listing|publisher=National Park Service|lang=en|accessdate=2010-12-24|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b99XnS|archivedate=2011-08-23}}</ref> (последнему принадлежит предложение об использовании [[графит]]а как замедлителя [[нейтрон]]ов<ref>{{статья|автор=Hans A. Bethe|заглавие=The German Uranium Project|ссылка=http://scitation.aip.org/getpdf/servlet/GetPDFServlet?filetype=pdf&id=PHTOAD000053000007000034000001&idtype=cvips&prog=normal&bypassSSO=1|язык=en|издание=Physics Today|тип=[http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PHTOAD000053000007000034000001&idtype=cvips&gifs=yes&bypassSSO=1 статья]|издательство=Physics Today Online|год=июль 2000|выпуск=53|номер=7|doi=10.1063/1.1292473}}</ref>); в этот день была произведена первая самоподдерживающаяся ядерная цепная реакция<ref name="Эрншо"/>. Для производства плутония-239 использовались уран-238 и уран-235. Реактор был сооруженсооружён под трибунами стадиона {{iw|Stagg Field}} [[Чикагский университет|Чикагского университета]]<ref name="бекман"/>. Он состоял из 6 тонн металлического урана, 34 тонн оксида урана и 400 тонн «чёрных кирпичей» графита. Единственным, что могло остановить цепную ядерную реакцию, были стержни из [[Кадмий|кадмия]], которые хорошо захватывают [[тепловые нейтроны]] и, как следствие, могут предотвратить возможное происшествие<ref>{{cite web|url=http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/cp-1_critical.htm|title=CP-1 Goes Critical|work=The Manhattan Project. An Interactive History|publisher=US DOE. Office of History and Heritage Resources|lang=en|accessdate=2010-12-24|deadlink=404|archiveurl=https://web.archive.org/20060929115606/www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/cp-1_critical.htm|archivedate=2006-09-29}}</ref>. Из-за отсутствия радиационной защиты и охлаждения его обычная мощность была всего 0,5…200 Вт<ref name="бекман"/>.
[[Файл:GraphiteReactor.jpg|thumb|220px|right|Работники на Графитовом реакторе X-10.]]
Вторым реактором, который позволил получать плутоний-239, был [[Графитовый реактор X-10]]<ref name="Emsley2001"/>. Он был введенвведён в эксплуатацию 4 ноября 1943 года<ref>{{cite web|url=http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/final_reactor_x-10.htm|title=Final Reactor Design and X-10|work=The Manhattan Project. An Interactive History|publisher=US DOE. Office of History and Heritage Resources|lang=en|accessdate=2011-01-01|deadlink=404|archiveurl=https://web.archive.org/20060929115742/www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/final_reactor_x-10.htm|archivedate=2006-09-29}}</ref> (строительство длилось 11 месяцев) в городе [[Оук-Ридж]], в настоящее время он располагается на территории [[Оук-Риджская национальная лаборатория|Оук-Риджской национальной лаборатории]]. Этот реактор был вторым в мире после Чикагской поленницы-1 и первым реактором, который был создан в продолжении Манхэттенского проекта<ref>{{cite web|url=http://www.ms.ornl.gov/pdf/mchistory.pdf|title=ORNL Metals and Ceramics Division, History 1946—1996|date=8 марта 1999|publisher=Oak Ridge National Laboratory|format=pdf|description=154 стр|lang=en|accessdate=2010-12-23|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b9cDr8|archivedate=2011-08-23}}</ref>. Реактор был первым шагом на пути к созданию более мощных ядерных реакторов (на территории [[Хэнфорд]]а, Вашингтон), то есть он был экспериментальным. Окончание его работы наступило в 1963 г.<ref name="паблик">{{cite web|url=http://tennesseeencyclopedia.net/imagegallery.php?EntryID=X001|title=X-10|date=2002|publisher=The Tennessee Encyclopedia of History and Science|lang=en|accessdate=2010-12-23|deadlink=404|archiveurl=https://web.archive.org/20070930152520/tennesseeencyclopedia.net/imagegallery.php?EntryID=X001|archivedate=2007-09-30}}</ref>; открыт для посещения с 1980-х годов и является одним из старейших ядерных реакторов в мире<ref>{{cite web|url=http://tennesseeencyclopedia.net/imagegallery.php?EntryID=O003|title=Oak Ridge National Laboratory|date=2002|publisher=The Tennessee Encyclopedia of History and Science|lang=en|accessdate=2010-12-24|deadlink=404|archiveurl=https://web.archive.org/20070930165540/tennesseeencyclopedia.net/imagegallery.php?EntryID=O003|archivedate=2007-09-30}}</ref>.
 
Пятого апреля 1944 года [[Сегре, Эмилио Джино|Эмилио Сегре]] получил первые образцы плутония, произведенногопроизведённого в реакторе X-10<ref name="паблик"/>. В течение 10-ти дней он обнаружил, что концентрация плутония-240 в реакторе очень высока, по сравнению с [[циклотрон]]ами. Данный изотоп имеет очень высокую способность к [[Спонтанное деление|спонтанному делению]], в результате чего повышается общий фон нейтронного облучения<ref name="Sublette, Carey">{{cite web|url=http://www.atomicheritage.org/index.php?option=com_content&task=view&id=288&Itemid=202|title=Atomic History Timeline 1942—1944|author=Carey Sublette|publisher=Atomic Heritage Foundation|lang=en|accessdate=2010-09-11|location=Washington (DC)}}</ref>. На данном основании был сделан вывод, что использование особо чистого плутония в {{не переведено|надо=Оружейный тип ядерной бомбы|есть=:en:Gun-type fission weapon|текст=ядерной бомбе пушечного типа}}, в частности, в [[Худой (бомба)|бомбе Худой]], может привести к преждевременной детонации<ref name="гос">{{книга|автор=F. G. Gosling.|часть=Elimination of Thin Man|заглавие=The Manhattan Project: making the atomic bomb|ссылка=https://books.google.com/books?id=SKaSCzKs8ZsC|издательство=DIANE Publishing|год=1999|страницы=40|страниц=66|isbn=0788178806, 9780788178801}}</ref>.
Благодаря тому, что технология разработок ядерных бомб всё более улучшалась, было установлено, что для ядерного заряда лучше всего использовать имплозионную схему с зарядом сферической формы.
[[Файл:Hanford B Reactor.jpg|thumb|220px|left|Строительство реактора B — первого ядерного реактора, способного получать плутоний в промышленном масштабе.]]
Строка 155:
=== Тринити и Толстяк ===
{{see also|Тринити (испытание)|Толстяк (бомба)}}
Первое ядерное испытание под названием Тринити, проведенноепроведённое 16 июля 1945 г. возле города [[Аламогордо]], [[Нью-Мексико]], использовало плутоний в качестве ядерного заряда<ref name="Miner1968"/><ref>{{cite news|url=http://www.vesti.ru/doc.html?id=377669|title=Работа по созданию атомной бомбы была сделана удивительно быстро и качественно. История с Андреем Светенко|author=Вести ФМ|date=2010-07-16|publisher=Вести.Ру|lang=ru|accessdate=2010-10-29}}</ref><ref>{{статья|автор=A. J. Fahey, C. J. Zeissler, D. E. Newbury, J. Davis, and R. M. Lindstrom|заглавие=Postdetonation nuclear debris for attribution|язык=en|издательство=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|год=2010|doi=10.1073/pnas.1010631107}}</ref>. В {{не переведено|надо=Штучка (бомба)|есть=:en:The gadget|текст=Штучке}} (взрывное устройство) использовались обычные линзы<ref group="~">Применение взрывчатых линз, которые имели форму футбольного мяча, внутри которого, условно, находился плутониевый заряд, позволяло достичь увеличения мощности взрыва. Чем равномернее со всех сторон сжимался ядерный заряд, тем мощнее был ядерный взрыв.</ref> для того, чтобы сжать плутоний для достижения [[Критическая масса|критической массы]]. Это устройство было создано для пробы нового типа ядерной бомбы «Толстяк» на основе плутония<ref>{{cite web|url=http://www.rian.ru/spravka/20100716/255028086.html|title=Испытание первого в мире атомного устройства. Справка|date=16 июля 2010|publisher=РИА Новости|description=Материал подготовлен на основе информации открытых источников|lang=ru|accessdate=2010-12-04|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bKcjDv|archivedate=2011-08-23}}</ref>. Одновременно с этим из {{не переведено|надо=Еж (детонатор)|есть=:en:Urchin (detonator)|текст=Ежа}} начали поступать нейтроны для ядерной реакции. Устройство было сделано из [[Полоний|полония]] и [[Бериллий|бериллия]]<ref name="Emsley2001"/>; этот источник применялся в первом поколении ядерных бомб<ref name="polonium">{{cite web|url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/polonium.pdf|title=Polonium|date=август 2005|work=Human Health Fact Sheet|publisher=Aragonne National Laboratory|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-22|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bOVGeU|archivedate=2011-08-23}}</ref>, так как в то время единственным источником нейтронов считалась эта композиция<ref name="моб"/><ref group="~">По сообщению источника латунная ампула, на которой располагается бериллий и полоний, диаметром в 2 и высотой 4 см позволяет достичь выхода 90 млн нейтронов в секунду.
: {{cite web|url=http://wsyachina.com/chemistry/poloniy_1.html|title=Полоний|author=В. В. Станцо|publisher=«Всякая всячина» — wsyachina.com|lang=ru|accessdate=2011-01-07|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bOz1mj|archivedate=2011-08-23}}</ref>. Вся эта композиция позволила достичь мощного [[Ядерный взрыв|ядерного взрыва]]. Полная масса бомбы, использованной при ядерном испытании Тринити, составляла 6 т, хотя в ядре бомбы было всего 6,2 кг плутония<ref>{{cite web|url=http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq8.html#nfaq8.1.1|title=8.1.1 The Design of Gadget, Fat Man, and «Joe 1» (RDS-1)|last=Sublette|first=Carey|date=2007-07-03|work=Nuclear Weapons Frequently Asked Questions, edition 2.18|publisher=The Nuclear Weapon Archive|lang=en|accessdate=2010-09-17|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bPhztW|archivedate=2011-08-23}}</ref>, а предполагаемая высота для взрыва над городом составляла 225—500 м<ref>{{книга|автор=Лесли Гровс.|часть=Выбор цели|заглавие=Теперь об этом можно рассказать. История Манхэттенского проекта|оригинал=[https://books.google.ru/books?id=4l0ypFOUrbIC Now it can be told. The story of Manhattan project]|ссылка=http://www.lib.ru/MEMUARY/MANHATTEN/grove.txt|место={{М}}|издательство=Атомиздат|год=1964}}</ref>. Приблизительно 20 % использованного плутония в этой бомбе составило 20000 т [[Тротиловый эквивалент|в тротиловом эквиваленте]]<ref name="yield">{{книга|автор=John Malik.|заглавие=The Yields of the Hiroshima and Nagasaki Explosions|ссылка=http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/docs1/00313791.pdf|место=Los Alamos|издательство=Los Alamos|год=1985}} — Таблица VI.</ref>.
 
Строка 162:
=== Холодная война ===
{{see also|Холодная война}}
Большие количества плутония были произведены во время [[Холодная война|Холодной войны]] [[США]] и [[СССР]]. Реакторы США, находящиеся в [[Ядерный могильник Саванна Ривер|Savannah River Site]] ([[Северная Каролина]]) и [[Хэнфорд]]е, во время войны произвели 103 т плутония<ref>{{книга|автор=DOE contributors.|заглавие=Historic American Engineering Record: B Reactor (105-B Building)|ссылка=http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/pu50yb.html#ZZ13|место=Richland (WA)|издательство=U.S. Department of Energy|страницы=110}}</ref>, в то время как СССР произвел 170 т [[Оружейный плутоний|оружейного плутония]]<ref>{{cite conference |first=Thomas B|last=Cochran|title=Safeguarding nuclear weapons-usable materials in Russia|publisher=Natural Resources Defense Council, Inc|location=Washington (DC)|url=http://docs.nrdc.org/nuclear/nuc_06129701a_185.pdf|accessdate=17 сентября 2010|conference=International Forum on Illegal Nuclear Traffic}}</ref>. На сегодня около 20 т плутония в [[Ядерная энергетика|ядерной энергетике]] производится как побочный продукт [[Ядерная реакция|ядерных реакций]]<ref name="CRC2006"/>. На 1000 т плутония, находящегося в хранилищах, приходится 200 т плутония, извлеченногоизвлечённого из ядерных реакторов<ref name="Emsley2001"/>. На 2007 год [[Стокгольмский институт исследования проблем мира|СИИПМ]] оценил мировое количество плутония в 500 т, который примерно одинаково разделенразделён на оружейные и энергетические нужды<ref>{{книга|заглавие=SIPRI Yearbook 2007: Armaments, Disarmament, and International Security|автор=Stockholm International Peace Research Institute.|издательство=[[Oxford University Press]]|год=2007|страницы=567|isbn=0199230218, 9780199230211|ссылка=https://books.google.com/?id=2M0C6SERFG0C&pg=PA567}}</ref>.
[[Файл:Yucca Mountain emplacement drifts.jpg|thumb|220px|right|Предполагаемая схема туннельного хранилища ядерных отходов в [[Репозиторий Юкка Маунтин|репозитории Юкка Маунтин]].]]
Сразу же по окончании Холодной войны все ядерные запасы стали проблемой {{не переведено|надо=Распространение ядерного оружия|есть=:en:Nuclear proliferation|текст=распространения ядерного оружия}}. Например, в США из извлеченногоизвлечённого из ядерного оружия плутония были сплавлены двухтонные блоки, в которых элемент находится в виде инертного [[Диоксид плутония|оксида плутония(IV)]]<ref name="Emsley2001"/>. Данные блоки застеклены [[Боросиликатное стекло|боросиликатным стеклом]] с примесью [[Цирконий|циркония]] и [[Гадолиний|гадолиния]]<ref group="~">Соединение гадолиния и циркония с кислородом (Gd<sub>2</sub>Zr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>) было создано в связи с тем, что оно позволяет удерживать плутоний на протяжении 30 млн лет.</ref>. Затем эти блоки были покрыты [[Нержавеющая сталь|нержавеющей сталью]] и захоронены на глубине 4 км<ref name="Emsley2001"/>.<!-- С 2008 г. единственным складом ядерных отходов в США является [[репозиторий Юкка Маунтин]], который расположен от [[Лас-Вегас]]а на 100 миль (160 км) в сторону северо-востока<ref>{{cite web|url=https://georgewbush-whitehouse.archives.gov/news/releases/2002/07/20020723-2.html|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080306193653/http://georgewbush-whitehouse.archives.gov/news/releases/2002/07/20020723-2.html|archivedate=2008-03-06|title= President Signs Yucca Mountain Bill|publisher=The White House|author=Press Secretary|location=Washington (DC)|год=23 июля 2002|publisher=Office of the Press Secretary, White House|accessdate=2010-09-25}}</ref>. --> Местная и государственная власть США не позволила складировать ядерные отходы в {{не переведено|надо=Гора Юкка|есть=:en:Yucca Mountain|текст=гору Юкка}}. В марте 2010 г. власти США решили отозвать лицензию на право складировать ядерные отходы. [[Обама, Барак|Барак Обама]] предложил провести ревизию политики хранения отходов и предоставить рекомендации по разработке новых эффективных методов по контролю над отработанным топливом и отходами<ref>{{cite web|url=http://www.energy.gov/news/8721.htm|title=Department of Energy Files Motion to Withdraw Yucca Mountain License Application|date=3 марта 2010|publisher=Department of Energy (DOE)|lang=en|accessdate=2010-12-20|deadlink=404|archiveurl=https://web.archive.org/20110514081840/www.energy.gov/news/8721.htm|archivedate=2011-05-14}}</ref>.
 
=== Медицинские эксперименты ===
Строка 251:
=== Аллотропические модификации ===
{{незавершённый раздел}}
Плутоний имеет семь [[Аллотропия|аллотропных модификаций]]. Шесть из них (см. рисунок выше) существуют при обычном давлении, а седьмая — только при высокой температуре и определенномопределённом диапазоне давления<ref name="Baker1983">{{статья|автор=Richard D. Baker|заглавие=Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream|ссылка=http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?07-16.pdf|автор издания=Соавт.: Hecker, Siegfried S.; Harbur, Delbert R.|издательство=Los Alamos National Laboratory|год=1983|страницы=148, 150—151|издание=Los Alamos Science}}</ref>. Эти аллотропы, которые различаются по своим [[Кристаллическая структура|структурным характеристикам]] и показателями плотности, имеют очень похожие значения [[Внутренняя энергия|внутренней энергии]]. Это свойство делает плутоний очень чувствительным к колебаниям температуры и давления, и приводит к [[Фазовые переходы|скачкообразному изменению]] своей структуры<ref name = "HeckerPlutonium" />. Показатель плотности всех аллотропных модификаций плутония варьируется от 15,9 г/см³ до 19,86 г/см³<ref name="CRC2006">{{книга|автор=CRC contributors.|заглавие=Handbook of Chemistry and Physics|ответственный=Ред.: David R. Lide|издание=87-е изд|место=Boca Raton|издательство=CRC Press, Taylor & Francis Group|год=2006|isbn=0849304873}}</ref><ref group="~">Амплитуда колебаний показателей плотности плутония составляет 4 г/см³ (точнее: 3,94 г/см³).</ref>. Наличие многих аллотропных модификаций у плутония делает его трудным металлом в обработке и выкатывании<ref name="дриц"/>, так как он претерпевает фазовые переходы. Причины существования столь разных аллотропных модификаций у плутония не совсем ясны.
{| class="standard collapsible collapsed" style="text-align:center" align="right"
!colspan="12"|Свойства [[Кристаллическая решётка|кристаллических решетокрешёток]] плутония<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/><ref>{{книга|автор=Wick, O. J. (ed.)|заглавие=Plutonium handbook, A Guide to the Technology|ответственный=Am. Nucl. Soc|издание=Reprint|место=New York|издательство=Gordon & Breach|год=1980}}</ref><ref>{{книга|автор=Oetting, F. L., Rand, M. H., Ackerman, R. J.|заглавие=The Chemical Thermodynamics of Actinide Elements and their Compounds|издание=Ч. 1|место=Vienna|издательство=IAEA|год=1976|страницы=24}}</ref>
|-bgcolor="lightblue"
|rowspan="2"|Фаза ||rowspan="2"|Изображение ||rowspan="2"|Область устойчивости, °C ||rowspan="2"|Симметрия и [[пространственная группа]] ||colspan="4"|Параметры решётки, Å ||rowspan="2"|Число атомов в элементарной ячейке ||rowspan="2"|Рентгеновская [[плотность]], г/см³ ||rowspan="2"|Температура перехода, °C ||rowspan="2"|[[Энтальпия|Δ''H'']]<sub>перехода</sub>,<br>Дж/моль
Строка 317:
| [[Вода]] || При комнатной температуре реагирует очень медленно, не намного быстрее при температуре кипения; образуется H<sub>2</sub> и чёрный порошок Pu(O)H
|-
| [[Хлорид натрия|NaCl]] <sub>(водн.)</sub> || ДаетДаёт H<sub>2</sub> и чёрный порошок Pu(O)H
|-
| [[Азотная кислота|HNO<sub>3</sub>]] || Не реагирует при любых концентрациях из-за пассивации; в присутствии 0,005 М HF кипящая концентрированная кислота сравнительно быстро растворяет плутоний
Строка 337:
|[[Трифторуксусная кислота]] || Медленно растворяется в концентрированной кислоте; часто образуется остаток нерастворившегося оксида<ref>{{статья|автор=Cleveland, J. M.|заглавие=J. Inorg. Nucl. Chem.|язык=en|год=1964|страницы=461—467|номер=26}}</ref>
|-
|[[Сульфаминовая кислота]] || Довольно быстро растворяется в 1,7 М кислоте, причём температура должна быть ниже 40&nbsp;°C, чтобы избежать разложения кислоты. ОстаетсяОстаётся небольшое количество потенциально пирофорного осадка; в присутствии HNO<sub>3</sub> количество осадка больше<ref>{{статья|автор=Jenkis, W. J.|заглавие=J. Inorg. Nucl. Chem.|язык=en|год=1963|выпуск=|номер=25|страницы=463—464}}</ref>
|}
Во влажном кислороде металл быстро окисляется, образуя [[оксиды]] и [[гидриды]]. Металлический плутоний реагирует с большинством газов при повышенных температурах<ref name="WISER"/>. Если металл достаточно долго подвергается воздействию малых количеств влажного воздуха, то на его поверхности образуется [[диоксид плутония]]. Кроме того, может образоваться и его [[Дигидрид плутония|дигидрид]], но только при недостатке кислорода<ref name="Miner1968"/>. [[Ион]]ы плутония во всех степенях окисления склонны к [[гидролиз]]у и [[Комплексные соединения|комплексообразованию]]<ref name="БСЭ.Яндекс"/>. Способность образовывать комплексные соединения увеличивается в ряду {{nobr|Pu<sup>5+</sup> < Pu<sup>6+</sup> < Pu<sup>3+</sup> < Pu<sup>4+</sup> <ref name="ильин"/>}}.
Строка 428:
|}
[[Файл:Plutonium ring.jpg|right|150px|thumb|Кольцо чистого, электрорафинированного оружейного плутония (99,9 %).]]
Из изотопов плутония на данный момент известно о существовании 19-ти его нуклидов с массовыми числами 228—247<ref name="таблица МАГАТЭ">{{cite web|url=http://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html|title=Таблица нуклидов МАГАТЭ|lang=en|accessdate=2010-10-28|publisher=International Atomic Energy Agency|archiveurl=https://www.webcitation.org/5wHwQs1Yp|archivedate=2011-02-06}}</ref>. Только 4 из них нашли своё применение<ref name="п. б. х. и.">{{книга|часть=Плутоний|заглавие=Серебро—Нильсборий и далее|ссылка=https://books.google.com/books?id=BJzFQwAACAAJ|ответственный=Ред.: Петрянов-Соколов И. В|издание=3-е изд|место={{М}}|издательство="Наука"|год=1983|том=2|серия=Популярная библиотека химических элементов|страниц=570|тираж=50000}}</ref>. Свойства изотопов имеют некоторую характерную особенность, по которой можно судить об их дальнейшем изучении — четныечётные изотопы имеют бо́льшие периоды полураспада, чем нечетные (однако данное предположение относится только к менее важным его нуклидам).
 
[[Министерство энергетики США]] делит смеси плутония на три вида<ref name="волкер">{{книга|автор=David Albright, Frans Berkhout, William Walker, Stockholm International Peace Research Institute.|заглавие=World inventory of plutonium and highly enriched uranium|ссылка=https://books.google.com/books?id=F1QQrclkGdMC|издательство=Oxford University Press|год=1993|страниц=246|isbn=0198291531, 9780198291534}}</ref>:
Строка 526:
'''Плутоний-238''' имеет интенсивность самопроизвольного деления 1,1{{e|6}} делений/(с·кг), что в 2,6 раза больше <sup>240</sup>Pu, и очень высокую [[Тепловая мощность|тепловую мощность]]: 567 Вт/кг. Изотоп обладает очень сильным альфа-излучением (при воздействии на него нейтронов<ref name="Heiserman1992"/>), которое в 283 раза сильнее <sup>239</sup>Pu, что делает его более серьёзным источником нейтронов при реакции [[Альфа-частица|α]] → [[Нейтрон|n]]. Содержание плутония-238 редко когда превышает 1 % от общего состава плутония, однако излучение нейтронов и нагрев делают его очень неудобным для обращения<ref name="nuclear-weapons">{{cite web|url=http://nuclear-weapons.nm.ru/theory/plutonium.htm|title=Плутоний|date=2002|publisher=nuclear-weapons.nm.ru|lang=ru|accessdate=2010-11-13|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bbdfgB|archivedate=2011-08-23}}</ref>. Его удельная радиоактивность составляет 17,1 [[Кюри (единица измерения)|Ки]]/г<ref>{{cite web|url=http://lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/97summer/Pu_238.html|title=NMT Division Recycles, Purifies Plutonium-238 Oxide Fuel for Future Space Missions|date=26 июня 1996|publisher=Los Alamos National Laboratory (LANL)|lang=en|accessdate=2010-12-22|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bdPvXg|archivedate=2011-08-23}}</ref>.
 
'''Плутоний-239''' имеет большие сечения рассеивания и поглощения, чем [[Уран (элемент)|уран]], и большее число нейтронов в расчетерасчёте на одно деление, и меньшую [[Критическая масса|критическую массу]]<ref name="nuclear-weapons"/>, которая составляет 10 кг в альфа-фазе<ref name="cnfc"/>. При ядерном распаде плутония-239 посредством воздействия на него нейтронами этот нуклид распадается на два осколка (примерно равные между собой более лёгкие атомы), выделяя примерно 200 МэВ энергии. Это приблизительно в 50 млн раз больше выделяемой при горении энергии (C+O<sub>2</sub> → CO<sub>2</sub>↑). «Сгорая» в ядерном реакторе, изотоп выделяет 2{{e|7}} [[Калория|ккал]]<ref name="п. б. х. и."/>. Чистый <sup>239</sup>Pu имеет среднюю величину испускания нейтронов от [[Спонтанное деление|спонтанного деления]] примерно 30 нейтронов/с·кг (примерно 10 делений в секунду на килограмм). Тепловая мощность составляет 1,92 Вт/кг (для сравнения: теплота обмена веществ у взрослого человека составляет меньшую тепловую мощность), что делает его теплымтёплым на ощупь. Удельная активность равна 61,5 мКи/г<ref name="nuclear-weapons"/>.
 
'''Плутоний-240''' является основным изотопом, загрязняющим оружейный <sup>239</sup>Pu. Уровень его содержания главным образом важен из-за интенсивности спонтанного деления, которая составляет 415 000 делений/с·кг, но испускается примерно 1{{e|5}} нейтронов/(с·кг), так как каждое деление рождает приблизительно 2,2 нейтрона, что примерно в 30 000 раз больше, чем у <sup>239</sup>Pu. Плутоний-240 хорошо делится, чуть лучше, чем [[Уран-235|<sup>235</sup>U]]. Тепловой выход больше, чем у плутония-239 и составляет 7,1 Вт/кг, что обостряет проблему перегрева. Удельная активность равна 227 мКи/г<ref name="nuclear-weapons"/>.
Строка 543:
| III A || [[Скандий|Sc]]<br>[[Лютеций|Lu]]<br>[[Тулий|Tm]]<br>[[Эрбий|Er]]<br>[[Диспрозий|Dy]]<br>[[Церий|Ce]] || −0,2<br>+5,5<br>+6,2<br>+6,9<br>+7,8<br>+4,3 || 2,75±0,25<br>4,1±0,3<br><5<br>4,1±0,3<br>4,1±0,3<br>5<ref group="~">Предполагается, что у церия валентность равна 3,6</ref>
|-
|III B || [[Галлий|Ga]]<br><br>[[Алюминий|Al]]<br>[[Индий|In]]<br>[[Талий|Tl]] || −14,2<br><br>−12,9<br>+1,2<br>+4,4 || 2<ref group="~">δ-фаза стабилизируется при комнатной температуре растворением 2 ат.% Ga</ref><br>1<ref group="~">δ-фаза остаетсяостаётся при комнатной температуре в метастабильном состоянии, если растворить 1 ат.% Ga и быстро охладить</ref><br>1±0,2<br>3,6±0,5<br>4,4±0,6
|-
|IV A || [[Гафний|Hf]]<br>[[Цирконий|Zr]] || −3,9<br>−2,6 || 4,6±0,5<br>7,0±0,5
Строка 572:
=== Токсичность ===
[[Файл:Radiation warning symbol.svg|80px|right]]
Все химические элементы в той или иной степени токсичны, если их концентрация в организме превышает установленные нормы. Например, некоторые [[лантаноиды]] цериевой группы могут находиться в молоке, крови и костях животных, а остальные — в [[люпин]]е, [[Сахарная свекласвёкла|сахарной свеклесвёкле]], [[Черника|чернике]], разных [[Водоросли|водорослях]] и др<ref name="А. М. Голуб"/>.
 
Все соединения плутония являются ядовитыми. Данные свойства проявляются как следствие α-излучения, так как зачастую приходится работать с α-активными изотопами (например, [[Плутоний-239|<sup>239</sup>Pu]]). [[Альфа-частицы]] представляют серьёзную опасность в том случае, если их источник находится в теле зараженногозаражённого. При этом они повреждают окружающие элемент ткани организма. Хотя плутоний способен излучать γ-лучи и нейтроны, которые могут проникать в тело снаружи, их уровень слишком мал для того, чтобы причинить вред здоровью. Разные изотопы плутония обладают разной токсичностью, например, типичный реакторный плутоний в 8—10 раз токсичнее чистого <sup>239</sup>Pu, так как в нём преобладают нуклиды <sup>240</sup>Pu, который является мощным источником альфа-излучения<ref name="бекман">{{книга|автор=Бекман И. Н.|заглавие=Плутоний|ссылка=http://profbeckman.narod.ru/PlutonSS.htm|издание=Учебное пособие|место={{М}}|издательство=МГУ им. М. В. Ломоносова|год=2009}}</ref>.
 
Плутоний самый [[Радиотоксичность|радиотоксичный]] элемент из всех [[Актиноиды|актиноидов]]<ref name="РФЯЦ-ВНИИЭФ"/>, однако считается отнюдь не самым опасным элементом. Если принять радиологическую токсичность [[Уран-238|<sup>238</sup>U]] за единицу, этот же показатель для плутония и некоторых других элементов образует ряд:
Строка 594:
Самой вероятной формой попадания плутония в организм является его практически не растворимый в воде оксид. Он применяется на [[АЭС]] в качестве источника [[Электроэнергия|электроэнергии]]<ref name="бекман"/>. Следовательно, плутоний, из-за нерастворимости его оксида, имеет большие показатели полувыведения из организма<ref name="РФЯЦ-ВНИИЭФ"/>.
 
В природе плутоний чаще всего находится в четырёх[[Валентность|валентном]] состоянии, которое по своим [[Химические свойства|химическим свойствам]] напоминает трёхвалентное [[железо]]. Если он проникает в систему [[Кровообращение|кровообращения]], то с большой вероятностью начнет концентрироваться в тканях, содержащих железо: [[костный мозг]], [[печень]], [[селезёнка]]. Организм путает плутоний с железом, следовательно, [[белок]] [[трансферин]]а забирает плутоний вместо железа, в результате чего останавливается перенос [[кислород]]а в организме. [[Микрофаг]]и растаскивают плутоний по [[Лимфоузлы|лимфоузлам]]. Если 0,14 г разместятся в костях взрослого человека, то риск ухудшения иммунитета будет очень велик и через несколько лет может развиться рак<ref name="бекман"/>. ПроведенныеПроведённые исследования элемента на токсичность показали, что для человека весом 70 кг смертельная доза составляет 0,22 г<ref name="РФЯЦ-ВНИИЭФ"/>
 
Попавший в организм плутоний выводится из него очень долго — на протяжении 50 лет из организма выведется всего 80 %. Период биологического полувыведения из костной ткани составляет 80—100 лет<ref name="бекман"/>. Получается, что его концентрация в костях живого человека практически постоянна<ref name="БСЭ.Яндекс"/>. Период полувыведения из печени составляет 40 лет. Максимально безопасным значением количества плутония в организме для <sup>239</sup>Pu составляет 0,047 мкКи, что эквивалентно 0,0075 г. Молоко выводит плутоний в 2—10 раз активнее воды<ref name="бекман"/>.
Строка 611:
[[Файл:Purex process.svg|thumb|250px|right|Пьюрекс-процесс применяется для извлечения оксидов плутония, урана и нептуния высокой чистоты.]]
{{заготовка раздела}}
Обобщённое представление о способах отделения плутония от примесей, предшествующих элементов и их продуктов деления состоит из трёх стадий. В первой стадии отработавшие [[Тепловыделяющий элемент|тепловыделяющие сборки]] демонтируются, и оболочка, содержащая отработавший плутоний и уран, удаляется физическими и химическими способами. На втором этапе извлеченноеизвлечённое ядерное топливо растворяют в азотной кислоте. На третьем и самом комплексном этапе отделения плутония от других актинидов и продуктов деления применяют технологию, известную как «solvent process» ({{tr-en|экстракция растворителем}}). [[Трибутилфосфат]] обычно используется в качестве [[экстрагент]]а в [[керосин]]оподобном растворителе в [[пьюрекс-процесс]]е. Как правило, очищение плутония и урана происходит в несколько этапов для достижения необходимой чистоты элементов<ref name="волкер"/>. Первоначально вышеупомянутый процесс был создан для переработки ядерного топлива реакторов, созданных для военных целей. Позднее эту технологию удалось применять и на энергетических реакторах<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>.
<!-- === Соединения плутония ===
{{Незавершённый раздел}}
Строка 694:
Металлический плутоний используется в ядерном оружии и служит в качестве ядерного топлива. Оксиды плутония используются в качестве энергетического источника для космической техники и находят своё применение в [[Тепловыделяющий элемент|ТВЭЛах]]<ref name="Kolman"/>. Плутоний используется в элементах питания космических аппаратов<ref>{{cite web|url=http://lenta.ru/news/2005/06/27/plutonium/|title=Впервые после холодной войны США возобновляют производство плутония|author=Лента.Ру|date=27.06.2005|publisher=Лента.Ру|lang=ru|accessdate=2010-10-12|archiveurl=https://www.webcitation.org/618behEQp|archivedate=2011-08-23}}</ref>. Ядра [[Плутоний-239|плутония-239]] способны к [[Цепная ядерная реакция|цепной ядерной реакции]] при воздействии на них [[нейтрон]]ов, поэтому этот изотоп можно использовать как источник [[Ядерная энергия|атомной энергии]] (энергия, освобождающаяся при расщеплении 1 г <sup>239</sup>Pu, эквивалентна теплоте, выделяющейся при сгорании 4000 кг [[Уголь|угля]])<ref name="БСЭ.Яндекс"/>. Более частое использование плутония-239 в [[Ядерная бомба|ядерных бомбах]] обусловлено тем, что плутоний занимает меньший [[объём]] в сфере (где расположено ядро бомбы), следовательно, можно выиграть во взрывной силе бомбы за счёт этого свойства. [[Атомное ядро|Ядро]] плутония при ядерной реакции испускает в среднем около 2,895 [[нейтрон]]а против 2,452 нейтрона у урана-235. Однако затраты на производство плутония примерно в шесть раз больше по сравнению с ураном-235<ref name="поп. мех. плутоний">{{статья|автор=Александр Прищепенко|заглавие=Дамоклов меч: Атомная бомба|ссылка=http://www.popmech.ru/article/4604-damoklov-mech/|язык=ru|издание=Популярная механика|тип=статья|год=январь 2009}}</ref>.
 
Изотопы плутония нашли своё применение при синтезе трансплутониевых (последующих после плутония) элементов<ref name="фэ"/>. Таким образом, смешанный оксид плутония-242 в 2009 г. и бомбардировки ионами [[Кальций-48|кальция-48]] в 2010 году того же изотопа были использованы для получения [[флеровий|флеровия]]<ref>{{cite news|author=Иван Панин|title=Американцы подтвердили существование 114-го элемента|url=http://infox.ru/science/lab/2009/09/25/Amyerikancyy_podtvye.phtml|lang=ru|publisher=Infox.ru|date=25 сентября 2009}}</ref><ref>{{cite web|url=http://lenta.ru/news/2009/09/25/e114/|title=Американские физики подтвердили открытие россиянами 114-го элемента|date=25 сентября 2009|publisher=Lenta.Ru|lang=ru|accessdate=2010-11-18|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bfdT8z|archivedate=2011-08-23}}</ref><ref>{{cite web|url=http://lenta.ru/news/2010/10/27/six/|title=Физики получили шесть новых изотопов сверхтяжелых элементов|date=27 октября 2010|publisher=Lenta.ru|lang=ru|accessdate=2010-11-08|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bgXuZz|archivedate=2011-08-23}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100622102347.htm|title=Chemical Element 114: One of Heaviest Elements Created|date=26 октября 2010|publisher=ScienceDaily Online|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bhSykw|archivedate=2011-08-23}}</ref>. В [[Оук-Риджская национальная лаборатория|Оук-Риджской национальной лаборатории]] длительное нейтронное облучение <sup>239</sup>Pu используется для получения {{nuclide2|Кюрий|244|ссылка=да}} (в количестве 100 г), {{nuclide2|Кюрий|242|ссылка=да}}, {{nuclide2|Берклий|249|ссылка=да}}, {{nuclide2|Калифорний|252|ссылка=да}} и {{nuclide2|Эйнштейний|253|ссылка=да}} (в миллиграммовых количествах) и {{nuclide2|Фермий|257|ссылка=да}} (в микрограммовых количествах). За исключением <sup>239</sup>Pu, все оставшиеся [[трансурановые элементы]] производились в прошлом в исследовательских целях<ref name="Эрншо"/>. Благодаря [[Нейтронный захват|нейтронному захвату]] изотопов плутония в 1944 году [[Сиборг, Гленн Теодор|Г. Т. Сиборгом]] и его группой был одержан первый изотоп америция — {{nuclide2|Америций|241|ссылка=да}}<ref name="рита"/> (реакция <sup>239</sup>Pu(2n, e)<sup>241</sup>Am)<ref name="Emsley2001"/>. Для подтверждения того, что [[Актиноиды|актиноидов]] всего 14 (по аналогии с [[Лантаноиды|лантаноидами]]) был произведенпроизведён в 1966 году в [[Дубна|Дубне]] синтез ядер [[Резерфордий|резерфордия]] (в то время ''курчатовия'') под руководством академика [[Флёров, Георгий Николаевич|Г. Н. Флёрова]]<ref>{{книга|часть=3-я группа периодической системы — редкоземельные элементы, актиний и актиниды|заглавие=Неорганическая химия. Химия элементов|ответственный=Третьяков Ю. Д., Мартыненко Л. И., Григорьев А. Н., Цивадзе А. Ю. и др|издание=Уч. изд|место={{М}}|издательство="Химия"|год=2001|том=1|страниц=472|isbn=5-7245-1213-0|тираж=1000}}</ref><ref>{{статья|автор=Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H.|заглавие=Discovery of The Transfermium Elements|ссылка=http://iupac.org/publications/pac/pdf/1993/pdf/6508x1757.pdf|язык=en|издание=IUPAC|тип=статья|место=Великобритания|год=1993|выпуск=65|номер=8|страницы=1757—1814|doi=10.1351/pac199365081757}}</ref>:
: {{nuclide2|Плутоний|242|ссылка=}} + {{nuclide2|Неон|22|ссылка=да}} → {{nuclide2|Резерфордий|260|ссылка=да}} + 4n.
δ-Стабилизированные [[сплав]]ы плутония применяются при изготовлении топливных элементов, так как они обладают лучшими металлургическими свойствами по сравнению с чистым плутонием, который при нагревании претерпевает фазовые переходы<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>.
Строка 722:
| подпись2 = Ядерный заряд в виде сферы<ref group="~">Образец.</ref>.
}}
Принцип, по которому происходил [[ядерный взрыв]] с участием плутония, заключался в конструкции ядерной бомбы. «Ядро» бомбы состояло из [[Сфера|сферы]], наполненной плутонием-239, которая в момент столкновения с землейземлёй сжималась до миллиона атмосфер за счёт конструкции<ref name="поп. мех. плутоний"/> и благодаря окружающему эту сферу взрывчатому веществу<ref>{{статья|заглавие=Weapons research crosses the Channel|ссылка=http://www.nature.com/news/2010/101104/full/news.2010.583.html|язык=en|издание=Журнал Nature|тип=статья|doi=10.1038/news.2010.583|издательство=Nature|год=4 ноября 2010|issn=0028-0836}}</ref>. После удара ядро расширялось в объёме и в плотности за десяток микросекунд, при этом сжимаемая сборка проскакивала [[критическая плотность|критическое состояние]] на [[Тепловые нейтроны|тепловых нейтронах]] и становилась существенно сверхкритической на [[Быстрые нейтроны|быстрых нейтронах]], то есть начиналась цепная ядерная реакция с участием нейтронов и ядер элемента<ref>{{книга|автор=Isaac Asimov.|часть=Nuclear Reactors|заглавие=Understanding Physics|издательство=Barnes & Noble Publishing|год=1988|страницы=905|isbn=0880292512}}</ref>. При этом следовало учитывать, что бомба не должна была взорваться преждевременно. Однако это практически невозможно, так как, чтобы сжать плутониевый шар за десяток наносекунд всего на 1 см, требуется придать веществу ускорение, в десятки триллионов раз превышающее [[ускорение свободного падения]]. При конечном взрыве ядерной бомбы температура повышается до десятков миллионов градусов<ref name="поп. мех. плутоний"/>. Следует отметить, что в наше время для создания полноценного ядерного заряда достаточно 8—9 кг этого элемента<ref name="р.г.">{{статья|автор=Александр Емельяненков|заглавие=Из плутония выпустят пар|ссылка=http://www.rg.ru/2007/11/22/plutonij.html|язык=ru|издание="Российская газета" — Государство|тип=статья|издательство=Российская газета|год=22 ноября 2007|выпуск=4524}}</ref>.
 
Всего один килограмм плутония-239 может произвести взрыв, который будет эквивалентен 20000 т [[Тринитротолуол|тротила]]<ref name="Heiserman1992"/>. Даже 50 г элемента при делении всех ядер произведут взрыв, равный детонации 1000 т тротила<ref>{{cite web|url=http://bse.sci-lib.com/article004689.html|title=Взрыв|publisher=[[Большая советская энциклопедия]]|lang=ru|accessdate=2012-12-18|archiveurl=https://www.webcitation.org/6D1ymYF6h|archivedate=2012-12-19}}</ref>. Данный изотоп является единственным подходящим нуклидом для применения в ядерном оружии, так как присутствие хотя бы 1 % <sup>240</sup>Pu приведёт к образованию большого количества нейтронов, которые не позволят эффективно применять пушечную схему заряда ядерной бомбы. Остальные изотопы рассматриваются только из-за их вредного действия<ref name="nuclear-weapons"/>.
Строка 728:
[[Плутоний-240]] может находиться в ядерной бомбе в малых количествах, однако если его содержание будет повышено, произойдет преждевременная цепная реакция. Данный изотоп имеет высокую вероятность [[Спонтанное деление|спонтанного деления]] (примерно 440 делений в секунду на грамм; высвобождается примерно 1000 нейтронов в секунду на грамм<ref>{{книга|автор=Samuel Glasstone, Leslie M. Redman.|заглавие=An Introduction to Nuclear Weapons|ссылка=http://www.doeal.gov/opa/docs/RR00171.pdf|издательство=Atomic Energy Commission Division of Military Applications Report WASH-1038|год=1972|страницы=12}}</ref>), что делает невозможным большой процент его содержания в делящемся материале<ref name="гос"/>.
 
По данным телеканала [[Al-Jazeera]], [[Израиль]] имеет около 118 боеголовок с плутонием в качестве радиоактивного вещества<ref>{{cite web|url=http://www.gzt.ru/Gazeta/-etot-sblizhayuschii-atom-/268562.html|title=Этот сближающий атом|last=Крючков|first=Игорь|date=2009-10-27|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-23|deadlink=project-closed}}</ref>. Считается, что [[Южная Корея]] имеет около 40 кг плутония, количества которого достаточно для производства 6 ядерных ракет<ref>{{cite web|url=http://www.gzt.ru/topnews/politics/-yuzhnaya-koreya-sostavila-spisok-tselei-dlya-/262118.html|title=Южная Корея составила список целей для первоочередного удара на территории КНДР|last=Пузырев|first=Денис|date=2009-09-24|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-23|deadlink=project-closed}}</ref>. По оценкам [[МАГАТЭ]] в 2007 году, производимого в Иране плутония хватало на две ядерные боеголовки в год<ref>{{статья|автор=Сергей Строкань|заглавие=Обогащающие обстоятельства|ссылка=http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsId=760499|язык=ru|издание=Газета Коммерсантъ|тип=статья|издательство=Коммерсантъ|год=2007|выпуск=3643|номер=67}}</ref>. В 2006 г. Пакистан начал строительство ядерного реактора, который позволит нарабатывать около 200 кг радиоактивного элемента в год. В пересчетепересчёте на количество ядерных боеголовок, эта цифра будет составлять приблизительно 40—50 бомб<ref>{{статья|автор=Агентство Reuters|заглавие=Пакистан наращивает ядерный потенциал|ссылка=http://www.kommersant.ru/news.aspx?DocsID=993248|язык=ru|автор издания=Коммерсантъ|издание=Новости|тип=статья|год=2006|archiveurl=https://archive.is/xqiU|archivedate=2012-08-02|deadlink=404}}</ref>.
 
Между Россией и США было подписано несколько договоров на протяжении первого десятилетия 21-го века (на данный момент). Так, в частности, в 2003 г. был подписан{{нет в источнике}} договор{{какой}}<!-- Plutonium Management and Disposition Agreement ?? — 2000--> о переработке 68 т (по 34 т с каждой стороны) плутония в [[MOX-топливо]] до 2024 года<ref name="Ъ">{{статья|автор=Аркадий Круглов|заглавие=Американцы заплатили за уничтожение плутония|ссылка=http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=405577|язык=ru|издание=Газета Коммерсантъ|тип=статья|место=Томск|издательство=Коммерсантъ|location=Новосибирск|год=2003|выпуск=2753|номер=150}}</ref>.
Строка 744:
В северо-западную часть [[Тихий океан|Тихого океана]] плутоний попал в основном благодаря ядерным испытаниям. Повышенное содержание элемента объясняется проведением [[Соединённые Штаты Америки|США]] [[Ядерное испытание|ядерных испытаний]] на территории [[Маршалловы Острова|Маршалловых Островов]] в Тихоокеанском полигоне в 1950-х годах. Основное загрязнение от этих испытаний пришлось на 1960 год. Исходя из оценки учёных, нахождение плутония в Тихом океане повышено по сравнению с общим распространением ядерных материалов на земле<ref name="повинец">{{книга|автор=P. Povinec, J. A. Sanchez-Cabeza.|заглавие=Radionuclides in the environment: International Conference on Isotopes in Environmental Studies: Aquatic Forum 2004, 25-29 October, Monaco|ссылка=https://books.google.com/books?id=kHcLmkm2eccC|издательство=Elsevier|год=2006|страниц=646|isbn=0080449093, 9780080449098}}</ref>. По некоторым расчетам, доза облучения, исходящего от [[Цезий-137|цезия-137]], на [[атолл]]ах [[Маршалловы Острова|Маршалловых островов]] составляет примерно 95 %, а на остальные 5 приходятся изотопы [[Стронций|стронция]], [[Америций|америция]] и плутония<ref>{{cite web|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2010/02/100211151651.htm|title=Marshall Islands Research Could Lead to Resettlement After Nuclear Tests|date=12 февраля 2010|publisher=ScienceDaily Online|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bxGJtC|archivedate=2011-08-23}}</ref>.
 
Плутоний в океане переносится благодаря физическим и биогеохимическим процессам. Время нахождения плутония в поверхностных водах океана составляет от 6 до 21 года, что, как правило, короче, чем у цезия-137. В отличие от этого изотопа, плутоний является элементом, частично реагирующим с окружающей средой и образующим 1—10 % нерастворимых соединений от общей массы, попавшей в окружающую среду (у [[Цезий|цезия]] это значение составляет менее 0,1 %). Плутоний в океане выпадает на дно вместе с биогенными частицами, из которых он восстанавливается в растворимые формы в результате микробного разложения. Наиболее распространеннымираспространёнными из его [[изотоп]]ов в [[Море|морской среде]] являются [[плутоний-239]] и [[плутоний-240]]<ref name="повинец"/>.
 
В январе 1968 года американский [[Самолёт|самолетсамолёт]] [[B-52]] с четырьмя зарядами ядерного оружия в результате неуспешной посадки [[Авиакатастрофа над базой Туле|разбился на льду вблизи Туле]], на территории [[Гренландия|Гренландии]]. Столкновение вызвало взрыв и фрагментацию оружия, в результате чего плутоний попал на льдину. После взрыва верхний слой загрязнённого снега была снесенснесён, и в результате образовалась трещина, через которую плутоний попал в воду<ref name="океаны">{{книга|автор=Pierre Guéguéniat, Pierre Germain, Henri Métivier.|заглавие=Radionuclides in the oceans: inputs and inventories|ссылка=https://books.google.com/books?id=lR_EBUPyyskC|издательство=L'Editeur: EDP Sciences|год=1996|страниц=231|isbn=2868832857, 9782868832856}}</ref>. Для уменьшения урона природе было собрано примерно 1,9 млрд литров снега и льда, которые могли подвергнуться радиоактивному загрязнению. Впоследствии оказалось, что один из четырёх зарядов так и не был найден<ref>{{cite web|url=http://news.bbc.co.uk/hi/russian/international/newsid_7721000/7721534.stm|title=40 лет назад ВВС США потеряли атомную бомбу|author=Гордон Карера|date=11 ноября 2008|publisher=bbcrussian.com|lang=ru|accessdate=2010-12-03|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bxqBJ1|archivedate=2011-08-23}}</ref>.
 
Известен случай, когда советский [[космический аппарат]] [[Космос-954]] 24 января 1978 года с ядерным источником энергии на борту при неконтролируемом сходе с [[Орбита|орбиты]] упал на территорию [[Канада|Канады]]. Данное происшествие привело к попаданию в окружающую среду 1 кг плутония-238 на площадь около 124 000 м²<ref>{{cite news|url=http://www.gzt.ru/topnews/science/-roskosmos-gotovitsya-k-poletam-na-yadernom-/269030.html|title=Роскосмос готовится к полетам на ядерном реакторе|last=Тимошенко|first=Алексей|date=2009-10-28|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-23}}</ref><ref>{{книга|автор=Caldicott, Helen.|заглавие=The New Nuclear Danger: George W. Bush’s Military-Industrial Complex|место=New York|издательство=The New Press|год=2002}}</ref>.
 
Попадание плутония в окружающую среду связано не только с [[Техногенное происшествие|техногенными происшествиями]]. Известны случаи утечки плутония как из лабораторных, так и из заводских условий. Было около 22 аварийных случаев утечки из лабораторий [[Уран-235|урана-235]] и плутония-239. На протяжении 1953—1978 гг. аварийные случаи привели к потере от 0,81 ([[Маяк (производственное объединение)|Маяк]], 15 марта 1953 г.) до 10,1 кг ([[Томск]], 13 декабря 1978 г.) <sup>239</sup>Pu. Происшествия на промышленных предприятиях суммарно привели к смерти двух человек в г. Лос-Аламос (21.08.1945 и 21.05.1946) из-за двух случаев аварий и потерь 6,2 кг плутония. В городе [[Саров]] в 1953 и 1963 гг. примерно 8 и 17,35 кг попало за пределы ядерного реактора. Один из них привелпривёл к разрушению ядерного реактора в 1953 году<ref>{{cite web|url=http://www.csirc.net/docs/reports/la-13638.pdf|title=A review of Critically Accidents|author=Thomas P. McLaughlin; Shean P. Monahan; Norman N. Pruvost; Vladimir V. Frolov; Boris G. Ryazanov; Victor I. Sviridov|date=Май 2000|publisher=Los Alamos National Laboratory|format=pdf|description=Обзор аварий, связанных с ядерными материалами|pages=72, 82|lang=en|accessdate=2010-11-23|deadlink=unknown-host|archiveurl=https://web.archive.org/20070705081823/www.csirc.net/docs/reports/la-13638.pdf|archivedate=2007-07-05}}</ref>.
[[Файл:Levels of radioactivity in the lava under the Chernobyl number four reactor 1986-ru.svg|thumb|500px|right|Уровни радиоактивности изотопов по состоянию на апрель 1986 года.]]
Известен случай [[Авария на Чернобыльской АЭС|аварии на Чернобыльской АЭС]], который произошёл 26 апреля 1986 года. В результате разрушения четвёртого [[энергоблок]]а в окружающую среду было выброшено 190 т [[Радиоактивный распад|радиоактивных]] веществ на площадь около 2200 км². Восемь из 140 т радиоактивного топлива реактора оказались в воздухе. Загрязнённая площадь составила 160 000 км²<ref>{{cite web|url=http://ura-inform.com/ru/economics/2010/11/25/zona|title=Зона денежного отчуждения|author=Антон Ефремов|date=25 ноября 2010|publisher=УРА-Информ|lang=ru|accessdate=2010-11-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bzQycY|archivedate=2011-08-23}}</ref>. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человек участвовали в ликвидации последствий аварии. Суммарная активность веществ, выброшенных в окружающую среду, составила, по различным оценкам, до 14{{e|18}} [[беккерель (единица измерения)|Бк]] (или 14 ЭБк), в том числе<ref name="чернобыль">{{cite web|url=http://www.iaea.org/Publications/Booklets/Chernobyl/chernobyl.pdf|title=Chernobyl’s Legacy: Health, Environmental and Socio-Economic Impacts|work=The Chernobyl Forum: 2003—2005 (second revised version)|publisher=International Atomic Energy Agency (IAEA)|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-11-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/618c8oScc|archivedate=2011-08-23}}</ref>:
Строка 769:
Как известно, атомная энергия применяется для преобразования в [[Электроэнергия|электроэнергию]] за счёт нагревания [[Вода|воды]], которая, испаряясь и образуя перегретый пар, вращает лопатки [[Турбина|турбин]] [[электрогенератор]]ов. Преимуществом данной технологии является отсутствие каких-либо [[Парниковый газ|парниковых газов]], которые оказывают пагубное воздействие на окружающую среду. По состоянию за 2009 год 438 атомных станций по всему миру генерировали примерно 371,9 ГВт электроэнергии (или 13,8 % от общего объёма производства электроэнергии)<ref>{{статья|автор=МАГАТЭ|заглавие=Energy, Electricity and Nuclear Power Estimates for the Period up to 2050|ссылка=http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/IAEA-RDS-1-30_web.pdf|язык=en|издание=30-е издание|тип=отчёт, pdf|место=Австрия|год=2010|страницы=14, 18|issn=1011-2642|isbn=978-92-0-108010-3}}</ref>. Однако минусом ядерной промышленности являются [[ядерные отходы]], которых в год отрабатывается приблизительно 12000 т<ref group="~">Однако эта цифра сильно разнится. Из этого количества плутоний можно получить в сотни раз меньших количествах.</ref>. Данное количество отработанного материала представляет собой довольно сложную задачу перед сотрудниками АЭС<ref name="nature.п.">{{статья|автор=Ed Gerstner|заглавие=Nuclear energy: The hybrid returns|ссылка=http://www.nature.com/news/2009/090701/pdf/460025a.pdf|язык=en|издание=Журнал Nature|тип=[http://www.nature.com/news/2009/090701/full/460025a.html статья]|doi=10.1038/460025a|год=1 июля 2009|выпуск=460}}</ref>. К 1982 году было подсчитано, что аккумулировано ~300 т плутония<ref name="ълос"/>.
[[Файл:Radioisotope thermoelectric generator plutonium pellet.jpg|thumb|220px|right|Таблетка диоксида плутония-238, нагревшаяся до красного каления под действием собственного тепловыделения<ref group="~">Остальные изотопы имеют чрезвычайно малые показатели тепловыделения по сравнению с <sup>238</sup>Pu, и потому не применяются в качестве источника энергии. См. таблицу в разделе [[Плутоний#Свойства некоторых изотопов|свойства некоторых изотопов]].</ref>.]]
ЖелтоЖёлто-коричневый порошок, состоящий из [[Диоксид плутония|диоксида плутония]], способен выдерживать нагревание до температуры 1200&nbsp;°C. Синтез соединения происходит с помощью разложения [[Гидроксид плутония(IV)|тетрагидроксида]] или [[Нитрат плутония(IV)|тетранитрата]] плутония в атмосфере [[кислород]]а<ref name="Ю. Д. Третьяков"/>:
: <math>\mathrm{Pu(NO_3)_4\xrightarrow{>1200^\circ C} PuO_2+4NO_2\uparrow +O_2\uparrow}</math>.
Полученный порошок шоколадного цвета спекается и нагревается в токе влажного водорода до 1500&nbsp;°C. При этом образуются таблетки плотностью 10,5—10,7 г/см³, которые можно использовать в качестве [[Ядерное топливо|ядерного топлива]]<ref name="Ю. Д. Третьяков">{{книга|ответственный=Под ред. Ю. Д. Третьякова|заглавие=Неорганическая химия в трёх томах|место={{М}}|издательство=Издательский центр «Академия»|год=2007|том=3|серия=Химия переходных элементов|страниц=400|isbn=5-7695-2533-9|тираж=3000}}</ref>. Диоксид плутония является самым стабильным и инертным из оксидов плутония и посредством нагревания до высоких температур разлагается на составляющие, и потому применяется при переработке и хранении плутония, а также его дальнейшего использования как источника электроэнергии<ref name="Ping Zhang">{{cite web|url=http://arxiv.org/pdf/1005.0277|title=Ground state properties and high pressure behaviour of plutonium dioxide: Systematic density functional calculations|author=Ping Zhang, Bao-Tian Wang, Xian-Geng Zhao|date=3 мая 2010|publisher=arxiv.org|lang=en|format=pdf|accessdate=2010-11-16}}</ref>. Один килограмм плутония эквивалентен примерно 22 млн кВт·ч тепловой энергии<ref name="ълос">{{cite web|url=http://periodic.lanl.gov/elements/94.html|title=Plutonium|date=15 декабря 2003|work=Uses|publisher=Los Alamos National Laboratory's Chemistry Division|lang=en|accessdate=2010-12-30|deadlink=404|archiveurl=https://web.archive.org/20041017015408/periodic.lanl.gov/elements/94.html|archivedate=2004-10-17}}</ref>.
Строка 792:
Несколько килограммов <sup>238</sup>PuO<sub>2</sub> использовались не только на Галилео, но и на некоторых миссиях [[Аполлон (КА)|Аполлонов]]<ref name="Эрншо"/>. Генератор электроэнергии {{iw|SNAP-27||en|Systems for Nuclear Auxiliary Power}} ({{lang-en|Systems for Nuclear Auxiliary Power}}), тепловая и электрическая мощность которого составляла 1480 Вт и 63,5 Вт соответственно, содержал 3,735 кг диоксида плутония-238<ref name="кит"/>. Для уменьшения риска взрыва или иных возможных происшествий использовался [[бериллий]] в качестве термостойкого, лёгкого и прочного элемента<ref name="див">{{книга|автор=Devision of Engineering.|заглавие=A Report of the NMAB|ссылка=https://books.google.ru/books?id=IGMrAAAAYAAJ|издание=1-е изд|издательство=National Academies|год=1970|страниц=655}}</ref>. SNAP-27 был последним типом генераторов, использовавшихся [[НАСА|NASA]] для космических миссий; предыдущие типы (1, 7, 9, 11, 19, 21 и 23) использовали другие источники электроэнергии<ref>{{cite web|url=http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19660005486_1966005486.pdf|title=Survey of Electric Power Plants for Space Applications|author=Lloyd I. Shure; Harwey J. Schwartz|date=декабрь 1965|publisher=NASA|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-25}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.davistownmuseum.org/cbm/Rad8f.html|title=SNAP Power Generators, Except Satellites|publisher=RADNET|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/65ApuzTU4|archivedate=2012-02-03}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.osti.gov/accomplishments/documents/fullText/ACC0006.pdf|title=Atomic Power in Space. A History|author=Planning & Human Systems, Inc.|date=март 1987|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/65ApvQ1T3|archivedate=2012-02-03}}</ref><ref>{{статья|заглавие=SNAP-21 Programm, Phase II|ссылка=http://www.osti.gov/energycitations/servlets/purl/4816023-3WV1w8/4816023.pdf|язык=en|издание=Energy Citations Database|тип=technical report|место=США|год=1 января 1968|страницы=149 с|doi=10.2172/4816023}}</ref> (например, [http://history.nasa.gov/SP-349/p44a.jpg SNAP-19] был использован в миссии [[Пионер-10|Пионера-10]]<ref name="див"/><ref>{{cite web|url=http://history.nasa.gov/SP-349/ch3.htm|title=The Pioneer Jupiter Spacecraft|date=август 2004|work=Electrical Power|publisher=NASA History Office|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618dvoaFa|archivedate=2011-08-23}}</ref>).
 
При проведении пассивного сейсмического эксперимента (PSEP) на [[Луна (спутник Земли)|Луне]] в миссии [[Аполлон-11]] были использованы два радиоизотопных тепловых источника мощностью 15 Вт, которые содержали 37,6 г диоксида плутония в виде микросфер<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>. Генератор был использован в миссиях [[Аполлон-12|Аполлона-12]] (отмечается, что это был первый случай использования ядерной энергосистемы при полетеполёте на Луну), [[Аполлон-14|14]], [[Аполлон-15|15]], [[Аполлон-16|16]], [[Аполлон-17|17]]<ref>{{cite web|url=https://mira.hq.nasa.gov/history/ws/hdmshrc/all/main/DDD/17980.PDF|title=Appolo 17. News. Press kit|date=26 ноября 1972|publisher=NASA (National Aeronautics and Space Administration)|format=pdf|pages=Стр. 38—39|lang=en|accessdate=2010-12-25}}</ref>. Он был призван обеспечивать электроэнергией [[ALSEP|научное оборудование]] ({{lang-en|ALSEP}}), установленное на [[Космический аппарат|космических аппаратах]]<ref name="кит">{{cite web|title=Appolo 15. News. Press kit|url=http://history.nasa.gov/alsj/a15/A15_PressKit.pdf|date=15 июля 1971|pages=Стр. 57—58|publisher=NASA (National Aeronautics and Space Administration)|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-10|archiveurl=https://www.webcitation.org/618e7dauW|archivedate=2011-08-23}}</ref>. Во время миссии [[Аполлон-13|Аполлона-13]] произошло схождение лунного модуля с траектории, в результате чего он сгорел в плотных слоях [[Атмосфера Земли|атмосферы]]. Внутри SNAP-27 был использован вышеупомянутый изотоп, который окруженокружён устойчивыми к коррозии материалами и будет храниться в них ещё 870 лет<ref>{{cite web|url=http://history.nasa.gov/alsj/a12/a12.alsepoff.html|title=ALSEP Off-load|date=30 октября 2010|publisher=Appolo 12. Lunar Surface Journal|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618e8eEMS|archivedate=2011-08-23}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.faqs.org/faqs/space/controversy/|title=Space FAQ 10/13 - Controversial Questions|date=29 июня 2010|publisher=faqs.org|lang=en|accessdate=2010-12-25}}</ref>.
 
Первый китайский луноход [[Юйту]], запуск которого произведенпроизведён 1 декабря 2013 года, использует плутоний для подзарядки своих аккумуляторов в продолжительное ночное время<ref>{{cite news|url=http://rareearth.ru/ru/pub/20140416/00589.html|title=Тепло Сарова для китайского «Зайца»|date=16 апреля 2014|publisher=Редкие земли|lang=ru|accessdate=2015-04-19}}</ref>.
 
Есть вероятность использования оружейного плутония в качестве дополнительного источника энергии на космических станциях, которые планируется посадить на полюсе спутника ([[Луна-25]], [[Луна-27]]), так как солнечного света для их потребностей будет недостаточно<ref>{{cite news|url=http://tass.ru/kosmos/1606410|title=Российские лунные станции будут работать на плутонии|date=27 ноября 2014|publisher=ТАСС|lang=ru|accessdate=2015-04-19}}</ref><ref>{{cite news|url=http://lenta.ru/news/2014/11/27/plutonium/|title=Российские станции на Луне подпитаются от оружейного плутония|date=27 ноября 2014|publisher=Lenta.ru|lang=ru|accessdate=2015-04-19}}</ref>. Предположительно, старты аппаратов Луна-25 и Луна-27 должны быть произведены в 2018 и 2019 гг. соответственно; одной из их задач будет являться исследование грунта на южном полюсе<ref>{{cite news|url=http://www.popmech.ru/science/49153-ozvucheny-detali-rossiyskoy-lunnoy-programmy/|title=Озвучены детали российской лунной программы|date=15 октября 2014|publisher=Популярная механика|lang=ru|accessdate=2015-05-15}}</ref>.
Строка 803:
Для получения больших количеств плутония строятся [[Реактор-размножитель|реакторы-размножители]] («бридеры», от {{lang-en|to breed}} — размножать), которые позволяют нарабатывать значительные количества плутония<ref name="Ю. Д. Третьяков"/>. Реакторы названы именно «размножителями» потому, что с их помощью возможно получение делящегося материала в количестве, превышающем его затраты на получение<ref name="Эрншо"/>.
 
В США строительство первых реакторов данного типа началось ещё до 1950 г. В СССР и Великобритании к их созданию приступили в начале 1950 гг. Однако первые реакторы были созданы для изучения нейтронно-физических характеристик реакторов с жесткимжёстким спектром нейтронов. Поэтому первые образцы должны были продемонстрировать не большие производственные количества, а возможность реализации технических решений, закладываемых в первые реакторы такого типа («Клементина», EBR-1, БР-1, БР-2)<ref name="кесслер">{{книга|автор=Кесслер Г.|заглавие=Ядерная энергетика|оригинал=Nuclear fussion reactors. Potential role and risks of converters and breeders|ссылка=https://books.google.com/books?id=hdN4AAAAIAAJ|ответственный=Пер. с англ. под ред. Митяев Ю. И|место={{М}}|издательство=Энергоатомиздат|год=1986|страниц=264|тираж=3700}}</ref>.
 
Отличие реакторов-разможителей от обычных ядерных реакторов состоит в том, что нейтроны в них не замедляются, то есть отсутствует замедлитель нейтронов (например, [[графит]]), для того, чтобы их как можно больше прореагировало с ураном-238. После реакции образуются атомы урана-239, который в дальнейшем и образует плутоний-239<ref name="бридеры">{{книга|автор=Franklin H. Cocks.|заглавие=Energy demand and climate change: issues and resolutions|ссылка=https://books.google.com/books?id=0wWD_7oiziYC|издательство=Wiley-VCH|год=2009|страниц=251|isbn=3527324461, 9783527324460}}</ref>. В таких реакторах центральная часть, содержащая [[диоксид плутония]] в обедненном диоксиде урана, окружена оболочкой из ещё более обедненного [[Диоксид урана|диоксида урана]]-238 (<sup>238</sup>UO<sub>2</sub>), в которой и образуется <sup>239</sup>Pu. Используя вместе <sup>238</sup>U и <sup>235</sup>U, такие реакторы могут производить из природного урана энергии в 50—60 раз больше, позволяя таким образом использовать запасы наиболее пригодных для переработки урановых руд<ref name="Эрншо"/>. Коэффициент воспроизводства рассчитывается отношением произведенногопроизведённого ядерного топлива к затраченному. Однако достижение высоких показателей воспроизводства — нелёгкая задача. [[Тепловыделяющий элемент|ТВЭЛы]] в них должны охлаждаться чем-то отличным от воды, которая уменьшает их энергию (а чем она выше, тем больше коэффициент воспроизводства). Было предложено использование жидкого натрия в качестве охлаждающего элемента. В реакторах-размножителях используют обогащенный более 15 % по массе уран-235, для достижения необходимого [[Нейтронное облучение|нейтронного облучения]] и коэффициента воспроизводства примерно 1—1,2<ref name="бридеры"/>.
 
В настоящее время экономически более выгодно получение урана из урановой руды, обогащенной до 3 % ураном-235, чем размножение урана в плутоний-239 с применением урана-235, обогащенного на 15 %<ref name="бридеры"/>. Проще говоря, преимуществом бридеров является способность в процессе работы не только производить электроэнергию, но и утилизировать непригодный в качестве ядерного горючего уран-238<ref name="атм">{{cite web|url=http://www.popmech.ru/article/1924-mirnyiy-atom/|title=Мирный атом: Ядерная энергетика|author=Марина Чадеева|date=апрель 2005|publisher=Популярная Механика|lang=ru|accessdate=2011-01-03|archiveurl=https://www.webcitation.org/618eFI1gp|archivedate=2011-08-23}}</ref>.
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Плутоний