Plütonyum

Özellikler

Plütonyum elementi "Pu" ile gösterilmektedir. Periyodik cetvelin 7.periyodunun aktanitler grubunda yer almaktadır. Erime noktası 640°C (1184°F veya 913 K) ve kaynama noktası ise 3228°C (5842°F veya 3501 K) olarak ölçülmüştür. Oda koşullarında katı fazda bulunmaktadır. Plütonyum, havada kararan gümüşi bir metaldir. Tüm plütonyum izotopları radyoaktiftir. En önemli izotopu olan plütonyum-239, diğerlerine oranla daha uzun bir yarılanma ömrüne sahiptir.^[1]

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Plütonyum genellikle doğada bulunmaz. Doğal olarak oluşan uranyum cevherlerinde eser miktarda plütonyum bulunmaktadır. Plütonyum, nükleer enerji endüstrisinin bir yan ürünüdür. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'na göre her yıl yaklaşık 20 ton plütonyum üretilmektedir. Plütonyumu yakıttaki diğer elementlerden ayırmak için kullanılmış nükleer yakıt da yeniden işlenebilir. Dünya Nükleer Birliği'ne göre, 1950'lerde ve 1960'larda atmosferik silah testleri, Dünya atmosferine tonlarca plütonyum bıraktı.^[2]

Uygulama ve Kullanım Alanları

Plütonyum ticari olarak pek kullanılmaz. Aslında, plütonyum izotoplarından yalnızca ikisi, plütonyum-238 ve plütonyum-239 herhangi bir amaçla kullanılır. Plütonyum-238, radyoizotop termoelektrik jeneratörleri kullanarak uzay sondaları için elektrik yapmak için kullanılır. Bu jeneratörler, sondalar güneşten çok uzağa gittikleri için yeterli güneş enerjisi alamadığında açılır. Yeterince konsantre edildiğinde, plütonyum-239 bir fisyon zinciri reaksiyonuna girer. Bu nedenle nükleer silahlarda ve bazı nükleer reaktörlerde kullanılmaktadır.

Aslında plütonyumun en büyük kullanım alanlarından biri enerjidir. Dünya Nükleer Birliği'ne göre, çoğu nükleer santralde üretilen enerjinin üçte birinden fazlası plütonyumdan gelmektedir. Plütonyum, hızlı nötron reaktörlerindeki ana yakıttır.^[2]

Tarihi

Plütonyum, 1941 yılında Berkley'deki California Üniversitesi'nde bilim adamları Joseph W. Kennedy, Glenn T. Seaborg, Edward M. McMillan ve Arthur C. Wohl tarafından keşfedildi. Keşif, uranyum-238'i, neptunyum-238 ve iki serbest nötron oluşturan bir siklotron cihazında hızlandırılmış döteronlarla bombaladığında gerçekleşti. Bu deney, II. Dünya Savaşı'ndan sonra 1946'ya kadar bilim topluluğunun geri kalanıyla paylaşılmadı. Seaborg, Mart 1941'de Physical Review dergisine keşifleriyle ilgili bir makale sundu ancak bir plütonyum izotopu olan Pu-239'un atom bombası oluşturmak için kullanılabileceği keşfedildiğinde kağıt kaldırıldı.

Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'na göre, kısa süre sonra Seaborg, Chicago Üniversitesi'ndeki Met Lab olarak da bilinen Plütonyum Üretim Laboratuvarı'na liderlik etmesi için gönderildi. Laboratuvarın amacı, Manhattan Projesi'nin bir parçası olarak plütonyum oluşturmaktı. Manhattan Projesi, II. Dünya Savaşı sırasında yalnızca bir atom bombası geliştirmek için çalışan, gizli bir girişimdi. 18 Ağustos 1942'de ilk büyük başarılarını elde ettiler. Gözle görülebilen eser miktarda plütonyum oluşturmayı başardılar. Sadece 1 mikrogram civarındaydı. Bilim insanları, bu minik numuneden plütonyumun atom ağırlığını belirledi.

Manhattan Projesi sonunda "Trinity Testi" için yeterli plütonyum üretilmiş oldu. Test sırasında, dünyanın ilk atom bombası olan "The Gadget", 16 Temmuz 1945'te Socorro ve New Mexico yakınlarında Los Alamos Laboratuvarı müdürü Robert Oppenheimer ve Ordu General Leslie Groves tarafından patlatıldı. Patlama, yaklaşık 20.000 ton TNT'ye eşdeğer enerjiye sahipti. Savaşta kullanılan ilk atom bombası 6 Ağustos 1945'te Japonya'nın Hiroşima kentine düştü. "Küçük Çocuk" olarak adlandırılan bu atom bombasının bir uranyum çekirdeği vardı. 9 Ağustos 1945'te Japonya'nın Nagazaki kentine atılan ikinci bombanın içerisinde ise plütonyum çekirdeği vardı.

Etimolojisi

Plütonyum, Plüton gezegeninin adını almıştır. Bunun nedeni, adını Uranüs gezegeninden alan uranyum ve Neptün gezegeninin alan neptünyumdan sonra gelmesidir.

Önlem ve Güven

Plütonyum, medya raporlarında insanoğlunun bildiği en toksik madde olarak tanımlanır ancak bu alandaki uzmanlar arasında bunun yanlış olduğu konusunda genel bir fikir birliği vardır. 2003 yılı itibariyle, resmi olarak plütonyuma maruz kalarak ölen tek bir insan yoktur. Plütonyum gama radyasyonuna sahip olmadığından, solunmadığı veya bir şekilde yutulmadığı sürece plütonyum ile çalışırken sağlık sorunlarının olma olasılığı yoktur.

İnsanlar plütonyum soluduğunda plütonyum akciğerlerde kalabilir veya kemiklere ve organlara doğru hareket edebilir. Genellikle vücutta uzun süre kalır ve vücut dokularını sürekli olarak radyasyona maruz bırakır. Birkaç yıl sonra bu durum kanserin gelişmesine neden olabilir. Ayrıca plütonyum, hastalığa direnme yeteneğini etkileyebilir ve plütonyumdan kaynaklanan radyoaktivite, üreme sistemini olumsuz yönde etkileyebilir.^[3]

İlginç Bilgiler ve Diğer

Onlarca yıldır bilim insanları, plütonyumun neden grubundaki diğer metaller gibi davranmadığını merak ettiler. Örneğin, plütonyum zayıf bir elektrik iletkenidir ve mıknatıs özelliği göstermez. Şimdi araştırmacılar, eksik manyetizmanın nerede saklandığını ve elementin dış kabuğundaki elektronların tuhaf davranışıyla ilgisi olduğunu buldular. Dış kabuklarında belirli sayıda elektron bulunan diğer metallerden farklı olarak, plütonyumda dört, beş veya altı elektron bulunabilir.^[2]