芒果视频下载

應用領域

同位素钚-239是核武器中(zhong)(zhong)最重要(yao)的(de)(de)(de)(de)裂變成份。將钚核置入反(fan)射(she)(she)體（質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)數大的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)反(fan)射(she)(she)層）中(zhong)(zhong)，能使逃逸的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)再反(fan)射(she)(she)回彈心，減(jian)少中(zhong)(zhong)子(zi)的(de)(de)(de)(de)損失，進而降低钚達到臨界質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)標準量(liang)(liang)：從原(yuan)需(xu)16公(gong)斤的(de)(de)(de)(de)钚，可減(jian)少至10公(gong)斤，即一個直徑約10厘(li)米的(de)(de)(de)(de)球體的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)。它的(de)(de)(de)(de)臨界質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)約僅有鈾(you)-235的(de)(de)(de)(de)三分之一。

曼哈頓計(ji)劃期間制造的“胖子(zi)原子(zi)彈(dan)”型(xing)钚(bu)彈(dan)，為了(le)達到(dao)極高的密度而選擇使用(yong)易爆(bao)(bao)炸、壓縮的钚(bu)，再結合(he)中(zhong)心中(zhong)子(zi)源，以刺激反應(ying)進行、提高反應(ying)效率(lv)。因此，钚(bu)彈(dan)只需6.2公斤钚(bu)便可(ke)達到(dao)爆(bao)(bao)炸當量，相(xiang)當于兩(liang)萬噸的三硝(xiao)基甲苯（TNT）。在理(li)想假設中(zhong)，僅(jin)僅(jin)4公斤的钚(bu)原料(liao)（甚至更少），只要搭配復雜的裝配設計(ji)，就可(ke)制造出一個原子(zi)彈(dan)。

核(he)廢(fei)料(liao)：一(yi)般輕水(shui)反應爐(lu)所產生的核(he)廢(fei)料(liao)中含有(you)钚(bu)，但為钚(bu)-242、钚(bu)-239和钚(bu)-238的混合物(wu)。它的濃度不足以制作(zuo)(zuo)成核(he)武(wu)器(qi)，不過可以改(gai)用作(zuo)(zuo)一(yi)次性的混氧(yang)燃料(liao)（MOX fuel）。在反應爐(lu)中以慢速熱(re)中子(zi)(zi)放射線照射钚(bu)時(shi)，會偶然發(fa)生中子(zi)(zi)俘獲，而增加钚(bu)-242和钚(bu)-240的量(liang)。因此反應進行到第二輪之后，钚(bu)只能和快(kuai)(kuai)中子(zi)(zi)反應堆(dui)反應、消(xiao)耗。在反應器(qi)中沒有(you)快(kuai)(kuai)中子(zi)(zi)時(shi)（普遍情況下(xia)），剩余(yu)的钚(bu)通常會被遺棄，形成壽命長、處理(li)棘(ji)手(shou)的核(he)廢(fei)料(liao)。

歷史沿革

1934年(nian)，恩里科(ke)·費米和(he)(he)羅馬大學的(de)(de)研(yan)(yan)究團(tuan)隊發布(bu)消息表(biao)示他(ta)們發現(xian)了元素94。1783年(nian)胡塞·德盧亞爾和(he)(he)浮士(shi)圖·德盧亞爾兄弟發現(xian)從(cong)黑(hei)鎢礦可以獲得同樣的(de)(de)酸。費米將元素取(qu)名“hesperium”，并曾在他(ta)1938年(nian)的(de)(de)諾貝爾獎演說中提及。然而，他(ta)們的(de)(de)研(yan)(yan)究成果其(qi)實(shi)是鋇、氪(ke)等許多其(qi)他(ta)元素的(de)(de)混合物。但由于當時核分裂尚未發現(xian)，這個誤會(hui)便(bian)一(yi)直延續(xu)。

1940年美國G.T.西博(bo)格、E.M.埃德溫·麥(mai)克米倫、J.W.肯尼迪和A.C.沃爾用152.4cm回旋加(jia)速器加(jia)速的(de)(de)16兆電子伏氘核轟擊鈾(you)時(shi)發(fa)現钚-238。第二年又發(fa)現钚的(de)(de)最重要的(de)(de)同位素钚-239。

1941年，經找到周期(qi)表(biao)中最后一個可能存在(zai)的元素，而考慮(lv)過“ultimium”或“extremium”等名稱。

元素簡介

钚（Plutonium），原(yuan)子序數為94，元(yuan)素符號是(shi)Pu，是(shi)一種具(ju)放射性的(de)超鈾元(yuan)素。半衰(shuai)期為24萬5千年。它屬(shu)于錒(a)系金屬(shu)，外表呈銀(yin)白(bai)色(se)，接觸空氣后(hou)容易銹(xiu)蝕(shi)、氧化，在表面生成無(wu)光澤的(de)二氧化钚。

钚(bu)(bu)有(you)六種同位素和四種氧化(hua)態，易和碳(tan)、鹵(lu)素、氮、硅起化(hua)學(xue)反應。钚(bu)(bu)暴露在潮濕的(de)空氣中時會(hui)產生(sheng)氧化(hua)物(wu)和氫化(hua)物(wu)，其體積最大可膨脹70%，屑(xie)狀的(de)钚(bu)(bu)能自燃(ran)。它也是(shi)一種放射性(xing)毒物(wu)，會(hui)于骨(gu)髓中富(fu)集(ji)。因此，操作、處理钚(bu)(bu)元素具有(you)一定(ding)的(de)危險性(xing)。

物理性質

钚和多(duo)數金(jin)屬(shu)一樣具(ju)銀灰(hui)色(se)外表，又與鎳特別相似，但它在氧化后(hou)會迅(xun)速轉為暗灰(hui)色(se)（有時呈黃色(se)或橄欖綠）。钚在室溫下(xia)以α型(xing)存在，是元素最(zui)普遍的(de)(de)結構型(xing)態（同素異形體），質地如鑄鐵(tie)般(ban)堅(jian)而質脆(cui)，但與其他金(jin)屬(shu)制成合金(jin)后(hou)又變(bian)得柔軟而富延展性。钚和多(duo)數金(jin)屬(shu)不(bu)同，它不(bu)是熱和電的(de)(de)良好導體。它的(de)(de)熔點很(hen)低（640°C），而沸點異常的(de)(de)高（3235°C）。

钚(bu)在室溫(wen)時的(de)電阻率(lv)比一般金屬高很多，而且(qie)钚(bu)和多數金屬相(xiang)反，其電阻率(lv)隨溫(wen)度降低而提(ti)高。但研究指出，當溫(wen)度降至100K以下(xia)時，钚(bu)的(de)電阻率(lv)會急劇降低。電阻率(lv)由(you)于(yu)輻射損傷，會在20K之后(hou)逐漸(jian)提(ti)高，速(su)率(lv)因同位素(su)結(jie)構而異。

钚(bu)具有(you)自發輻(fu)(fu)射(she)性質，使得晶體結構(gou)產生疲(pi)勞(lao)，即(ji)原有(you)秩序的原子排列(lie)因為輻(fu)(fu)射(she)而隨時間產生紊亂。然(ran)而，當(dang)溫度上(shang)升超過(guo)100K時，自發輻(fu)(fu)射(she)也能導致(zhi)退(tui)火，削弱疲(pi)勞(lao)現(xian)象(xiang)。

钚和(he)(he)多數金(jin)屬(shu)不同：它的密(mi)度(du)在熔化時變(bian)大（約2.5%），但液態金(jin)屬(shu)的密(mi)度(du)又隨溫度(du)呈線性(xing)下降。另(ling)外，接近熔點時，钚的液態金(jin)屬(shu)具有很高的黏性(xing)和(he)(he)表面張力（相較于其他金(jin)屬(shu)）。

钚(bu)最普遍釋放的游離輻射類型是(shi)α粒子(zi)發射（即(ji)釋放出(chu)高能(neng)的氦原子(zi)核）。最典型的一種核武(wu)器核心即(ji)是(shi)以5公斤（約12.5×1024個(ge)）钚(bu)原子(zi)構成。由于(yu)钚(bu)的半衰(shuai)(shuai)期為24100年，故其每秒約有11.5×1012個(ge)钚(bu)原子(zi)產生衰(shuai)(shuai)變，發射出(chu)5.157MeV的α粒子(zi)，相當于(yu)9.68瓦(wa)特能(neng)量。α粒子(zi)的減速會釋放出(chu)熱能(neng)，使觸(chu)摸時感覺溫暖(nuan)。

化學性質

钚(bu)(bu)(bu)及其(qi)同位素因為(wei)其(qi)放(fang)射(she)(she)性而有一定危(wei)(wei)險性。钚(bu)(bu)(bu)產(chan)生的(de)(de)(de)α射(she)(she)線并不會穿(chuan)透人體(ti)的(de)(de)(de)皮膚而進入人體(ti)，但钚(bu)(bu)(bu)可(ke)能(neng)被(bei)人體(ti)吸(xi)入或消化而進入人體(ti)從而對內(nei)臟造(zao)成不利影(ying)響(xiang)。α射(she)(she)線會造(zao)成細胞的(de)(de)(de)損傷(shang)、染色體(ti)的(de)(de)(de)損傷(shang)，理論上可(ke)能(neng)導致(zhi)癌癥發病率的(de)(de)(de)上升。但是這(zhe)種影(ying)響(xiang)并不會比(bi)(bi)其(qi)它(ta)能(neng)放(fang)出(chu)α射(she)(she)線的(de)(de)(de)放(fang)射(she)(she)性物質危(wei)(wei)害(hai)(hai)更大。相(xiang)比(bi)(bi)之下(xia)，钚(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)半衰(shuai)期很(hen)長，使得(de)單(dan)位時(shi)間里(li)的(de)(de)(de)輻射(she)(she)量相(xiang)對要小，危(wei)(wei)害(hai)(hai)也就(jiu)更小。在自然界廣泛存在的(de)(de)(de)氡的(de)(de)(de)放(fang)射(she)(she)危(wei)(wei)害(hai)(hai)就(jiu)要比(bi)(bi)钚(bu)(bu)(bu)大的(de)(de)(de)多。钚(bu)(bu)(bu)容(rong)易在人體(ti)的(de)(de)(de)肝臟和骨骼(ge)中聚集(ji)，但該過程非常(chang)緩慢。

在20世紀四十年(nian)代，美國就(jiu)有26名工作人(ren)(ren)員因(yin)核武器研究，受到了钚的污染。但是在他們身上(shang)并沒有出(chu)現嚴重的健康(kang)影響(xiang)，更沒有人(ren)(ren)因(yin)此(ci)而死亡。

在一般(ban)情況下，钚有(you)六種同(tong)(tong)素(su)異形(xing)體，并在高溫、限(xian)定壓(ya)力范(fan)圍下有(you)第七(qi)種（zeta，ζ）存在。這些同(tong)(tong)素(su)異形(xing)體的(de)內能(neng)相近，但擁有(you)截(jie)然(ran)不(bu)同(tong)(tong)的(de)密度和(he)晶體結構(gou)。因此钚對溫度、壓(ya)力以及化學性質的(de)變(bian)化十分敏感，各(ge)同(tong)(tong)素(su)異形(xing)體的(de)體積并隨相變(bian)而具有(you)極大差異性。密度因同(tong)(tong)素(su)異形(xing)體而異，范(fan)圍自16.00g/cm3到19.86g/cm3不(bu)等。

諸多同(tong)素異(yi)形體的(de)存在，造成钚(bu)的(de)狀(zhuang)態易變(bian)，使钚(bu)元(yuan)素的(de)制造變(bian)得非常困難(nan)。例如，α型存在于室溫的(de)純钚(bu)中。它和鑄鐵有許多相似加(jia)工后性(xing)質，但(dan)只要稍微提高(gao)溫度(du)，便會轉成具有可塑性(xing)和可鍛(duan)造性(xing)的(de)β型。造成钚(bu)復雜相圖的(de)背后因素迄今仍未被完整解(jie)惑。α型屬于低對稱性(xing)的(de)單斜結構，因此促成它的(de)易碎性(xing)、強度(du)、壓縮性(xing)及(ji)低傳導性(xing)。

钚是一種具(ju)放射性(xing)(xing)的(de)(de)錒系金屬(shu)。它的(de)(de)5f電子(zi)(zi)(zi)是離域(yu)和定域(yu)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)過渡界線。钚因此(ci)常被(bei)認為是最復(fu)雜(za)的(de)(de)元素(su)之(zhi)(zhi)一。它的(de)(de)同(tong)位(wei)(wei)素(su)钚-239是三個最重(zhong)要的(de)(de)易(yi)裂(lie)(lie)變(bian)同(tong)位(wei)(wei)素(su)之(zhi)(zhi)一（另外二者為鈾(you)-233和鈾(you)-235）；钚-241也具(ju)有高度易(yi)裂(lie)(lie)變(bian)性(xing)(xing)。所謂的(de)(de)具(ju)“易(yi)裂(lie)(lie)變(bian)性(xing)(xing)”（fissile），是指同(tong)位(wei)(wei)素(su)的(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核受到慢中子(zi)(zi)(zi)撞擊后，能夠產(chan)生核分裂(lie)(lie)，并另釋放出(chu)足以支持核連鎖(suo)反(fan)應、進一步促使原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核分裂(lie)(lie)的(de)(de)中子(zi)(zi)(zi)。

環(huan)狀(zhuang)金屬(shu)钚重(zhong)5.3公斤，直徑約11厘米，足夠制作一枚(mei)核彈。它的(de)形狀(zhuang)有助于維系(xi)臨(lin)界安全。

钚(bu)(bu)有二十種(zhong)(zhong)放(fang)射(she)性同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)。在(zai)自(zi)然界中(zhong)只找(zhao)到(dao)兩種(zhong)(zhong)钚(bu)(bu)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)，一種(zhong)(zhong)是(shi)(shi)從氟碳鈰鑭礦中(zhong)找(zhao)到(dao)的(de)(de)微量(liang)钚(bu)(bu)-244，已知钚(bu)(bu)的(de)(de)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)中(zhong)壽命(ming)最長的(de)(de)是(shi)(shi)钚(bu)(bu)-244，半衰期是(shi)(shi)8.26×107年，它(ta)具有足(zu)夠長的(de)(de)半衰期，可(ke)能是(shi)(shi)地球上原始存在(zai)的(de)(de)。另一種(zhong)(zhong)是(shi)(shi)從含鈾(you)礦物中(zhong)找(zhao)到(dao)的(de)(de)钚(bu)(bu)-239，是(shi)(shi)鈾(you)-238吸收自(zi)然界里的(de)(de)中(zhong)子而形成(cheng)的(de)(de)。其他钚(bu)(bu)同(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)都是(shi)(shi)通(tong)過人工核反應合(he)成(cheng)的(de)(de)。

其中(zhong)壽(shou)命最長的(de)(de)有钚(bu)-244（半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)8080萬年(nian)）、钚(bu)-242（半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)373300年(nian)）及(ji)钚(bu)-239（半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)24110年(nian)）。其余的(de)(de)放射性(xing)同位素半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)都低于(yu)7000年(nian)。钚(bu)也有八種(zhong)亞穩態，但狀態并(bing)不穩定、半(ban)(ban)衰(shuai)期(qi)都不超(chao)過一(yi)秒。

钚(bu)的(de)同(tong)(tong)(tong)位素(su)的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量數(shu)(shu)范(fan)圍(wei)(wei)從(cong)228到(dao)247不(bu)等(deng)。其(qi)中質(zhi)(zhi)(zhi)量數(shu)(shu)低于钚(bu)-244（最穩定的(de)同(tong)(tong)(tong)位素(su)）的(de)同(tong)(tong)(tong)位素(su)，主(zhu)(zhu)要的(de)衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)方式是自(zi)發裂(lie)變(bian)(bian)(bian)和(he)α衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)，衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)產(chan)物通常生(sheng)成鈾(you)（92個(ge)質(zhi)(zhi)(zhi)子(zi)(zi)）和(he)镎（93個(ge)質(zhi)(zhi)(zhi)子(zi)(zi)）的(de)同(tong)(tong)(tong)位素(su)（忽略裂(lie)變(bian)(bian)(bian)過程產(chan)生(sheng)之(zhi)二子(zi)(zi)核(he)的(de)大(da)范(fan)圍(wei)(wei)）。質(zhi)(zhi)(zhi)量數(shu)(shu)大(da)于钚(bu)-244的(de)同(tong)(tong)(tong)位素(su)則以β衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)為(wei)主(zhu)(zhu)要衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)方式，衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)產(chan)物多為(wei)镅（95個(ge)質(zhi)(zhi)(zhi)子(zi)(zi)）。钚(bu)-241是镎衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)系的(de)母同(tong)(tong)(tong)位素(su)，透過β粒子(zi)(zi)或(huo)電子(zi)(zi)放(fang)射衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)成镅-241。

钚-238和(he)钚-239是(shi)最普遍(bian)的人造同位素(su)。钚-239是(shi)使(shi)用鈾(you)（U）和(he)中子（n），并以镎(na)（Np-239）作(zuo)為中間體，產生β衰(shuai)變（β）。透過反應(ying)1合(he)成。

鈾(you)-235裂變(bian)中(zhong)的(de)(de)中(zhong)子被(bei)鈾(you)-238原子核(he)俘獲、形(xing)(xing)成(cheng)鈾(you)-239；β衰變(bian)將一(yi)(yi)個中(zhong)子轉(zhuan)變(bian)成(cheng)質子，形(xing)(xing)成(cheng)镎(na)-239（半衰期(qi)為(wei)2.36日），另一(yi)(yi)次(ci)β衰變(bian)則(ze)形(xing)(xing)成(cheng)钚(bu)-239。合金管計(ji)劃的(de)(de)學者曾在1940年推導出此(ci)反應式。

钚-238是以氘核（D，重氫的(de)原子核）撞擊鈾-238。透過反應2合(he)成。

在此(ci)反應過程中，一個氘核(he)撞(zhuang)擊鈾(you)-238，生(sheng)成兩個中子和镎-238；镎-238再發(fa)射(she)負β粒子、產生(sheng)自發(fa)衰(shuai)變，形成钚-238。

钚同(tong)位(wei)(wei)素會(hui)發生放射性衰(shuai)(shuai)變(bian)，釋放出(chu)衰(shuai)(shuai)變(bian)熱(re)。不同(tong)的同(tong)位(wei)(wei)素，單(dan)(dan)位(wei)(wei)質量所(suo)釋出(chu)的熱(re)量也有所(suo)差異。衰(shuai)(shuai)變(bian)熱(re)的單(dan)(dan)位(wei)(wei)通(tong)常以“瓦特(te)/公斤”或(huo)“毫瓦特(te)/公克”計。所(suo)有同(tong)位(wei)(wei)素在衰(shuai)(shuai)變(bian)時都會(hui)釋放出(chu)微弱的伽馬射線。

它最穩定的同位素是钚-244，半衰期約為(wei)八千萬年，足(zu)夠使(shi)钚以(yi)微量存在于自(zi)然環境中。

钚最重要的(de)同位素是钚-239，半衰期為24100年，常(chang)被(bei)用制核(he)子(zi)武器。钚-239和(he)钚-241都易(yi)于裂(lie)變(bian)，即它(ta)們(men)的(de)原子(zi)核(he)可以在慢速(su)熱(re)中子(zi)撞(zhuang)擊(ji)下產生(sheng)核(he)分裂(lie)，釋放出能量、伽馬射線(xian)（γ射線(xian)）以及中子(zi)輻射，從而形成核(he)連鎖反(fan)應，并應用在核(he)武器與核(he)反(fan)應爐上。

钚-238的半衰期為88年，并放出阿爾法粒子（α粒子）。它(ta)是(shi)放射(she)性同位素(su)熱電機(ji)的熱量(liang)來源(yuan)，常(chang)用(yong)于驅動太(tai)空船(chuan)。

钚-240自發(fa)裂變(bian)的比率很高(gao)，容易造成中子通(tong)量激增，因而影響了钚作為核武及(ji)反應(ying)器燃料的適用(yong)性。

分離钚同(tong)位素的過程(cheng)成(cheng)(cheng)本極(ji)高又(you)耗時(shi)費力，因此钚的特(te)定同(tong)位素時(shi)幾乎都是(shi)以特(te)殊(shu)反(fan)應合成(cheng)(cheng)。

1940年(nian)(nian)，格倫·西奧多·西博格和埃德溫·麥克米倫首度在柏(bo)克萊加州大學(xue)實驗(yan)(yan)(yan)室(shi)，以(yi)氘撞擊鈾-238而合成钚元(yuan)素(su)。麥克米倫將(jiang)這個新元(yuan)素(su)取名Pluto（意為冥(ming)王星(xing)），西博格便開玩笑提(ti)議定其(qi)元(yuan)素(su)符號為Pu（音類似(si)英語(yu)中表(biao)嫌惡(e)時的(de)口語(yu)“pew”）。科學(xue)家隨后(hou)在自然(ran)界中發現了微(wei)量的(de)钚。二次(ci)(ci)大戰(zhan)(zhan)時曼(man)哈(ha)頓計(ji)劃(hua)則首度將(jiang)制造微(wei)量钚元(yuan)素(su)列為主要任務(wu)之一(yi)，曼(man)哈(ha)頓計(ji)劃(hua)后(hou)來成功研(yan)制出(chu)第一(yi)個原子(zi)(zi)(zi)彈。1945年(nian)(nian)7月的(de)第一(yi)次(ci)(ci)核(he)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)“三一(yi)原子(zi)(zi)(zi)彈”，以(yi)及(ji)(ji)(ji)第二次(ci)(ci)、投于長(chang)崎市的(de)“胖子(zi)(zi)(zi)原子(zi)(zi)(zi)彈”，都使用了钚制作內核(he)部分。關(guan)于钚元(yuan)素(su)的(de)人(ren)體輻射實驗(yan)(yan)(yan)研(yan)究并(bing)在未經受試(shi)(shi)者同意之下進行，二次(ci)(ci)大戰(zhan)(zhan)期間及(ji)(ji)(ji)戰(zhan)(zhan)后(hou)都有(you)數(shu)次(ci)(ci)核(he)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)相關(guan)意外，其(qi)中有(you)的(de)甚至造成傷(shang)亡。核(he)能發電廠核(he)廢(fei)料的(de)清除，以(yi)及(ji)(ji)(ji)冷戰(zhan)(zhan)期間所打造的(de)核(he)武(wu)(wu)建設在核(he)武(wu)(wu)裁(cai)減后(hou)的(de)廢(fei)用，都延伸出(chu)日后(hou)核(he)武(wu)(wu)擴散以(yi)及(ji)(ji)(ji)環(huan)境等(deng)問題。非陸(lu)上核(he)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)也會釋出(chu)殘余的(de)原子(zi)(zi)(zi)塵，現已依《部分禁(jin)止(zhi)核(he)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)條約》明令禁(jin)止(zhi)。

晶體結構

單斜(xie)晶系。單斜(xie)晶型(xing)（钚(bu)α和钚(bu)β）、斜(xie)方晶型(xing)（钚(bu)γ）、面心立方晶型(xing)（钚(bu)δ）、體(ti)心四(si)方晶型(xing)（钚(bu)δ'）、體(ti)心立方晶型(xing)（钚(bu)ε）。

室溫時，純(chun)钚金屬是銀灰(hui)色(se)、但因氧(yang)化(hua)(hua)而(er)銹蝕。钚在水(shui)溶液中形(xing)成四種離子氧(yang)化(hua)(hua)態：

Pu（III）—Pu3+（藍紫色）

Pu（IV）—Pu4+（黃棕色）

Pu（V）—PuO2+（粉紅色）

Pu（VI）—PuO22+（粉桔色）

Pu（VII）—PuO53-（綠色）七價離(li)子較稀有钚溶液所呈現(xian)的(de)(de)顏色決(jue)定于(yu)氧化態和酸(suan)陰離(li)子的(de)(de)性(xing)質。

钚的酸陰離子(zi)種類影響了錯合（原(yuan)子(zi)與中心原(yuan)子(zi)結合）的程度。

三(san)氟(fu)化(hua)(hua)钚(bu)為藍紫色固體，熔點(dian)為1425±3℃；在(zai)(zai)沒(mei)有鋁或鋯離(li)子存在(zai)(zai)時(shi)，很(hen)難溶于酸中。三(san)氟(fu)化(hua)(hua)钚(bu)可由钚(bu)(IV)的硝(xiao)酸鹽、氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)、氫氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)等(deng)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)與(yu)無水氟(fu)化(hua)(hua)氫在(zai)(zai)550~600℃反(fan)應制(zhi)得，也可在(zai)(zai)含钚(bu)(III)的水溶液中加入氟(fu)離(li)子沉淀而制(zhi)得。三(san)氟(fu)化(hua)(hua)钚(bu)是還(huan)原法制(zhi)金屬(shu)钚(bu)的原料。

四氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)钚(bu)為淡棕色(se)（PuF4·2.5H2O為粉紅色(se)），熔(rong)點為1037℃，沸點約1277℃；微(wei)溶于(yu)水(shui)，只能溶于(yu)含有硼酸、鋁(III)或鐵(III)的(de)溶液中。四氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)钚(bu)可由(you)钚(bu)(IV)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)物、硝酸鹽、草酸鹽等(deng)化(hua)(hua)(hua)合物在(zai)有氧氣存在(zai)的(de)條件(jian)下與無水(shui)氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)氫(qing)進(jin)行(xing)高溫反(fan)應而制得。四氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)钚(bu)也(ye)是還原法制金屬钚(bu)的(de)原料。

六氟(fu)(fu)化(hua)钚(bu)(bu)在-180℃時是(shi)白(bai)色(se)固體，液態和氣態呈棕色(se)到紅棕色(se)，熔點(dian)為51.59℃，沸點(dian)為62.16℃；六氟(fu)(fu)化(hua)钚(bu)(bu)在熱力(li)學上是(shi)不穩定的(de)，它是(shi)一個很強的(de)氧(yang)化(hua)劑；能與(yu)(yu)(yu)四氟(fu)(fu)化(hua)鈾(you)、二(er)(er)氧(yang)化(hua)硫、一氧(yang)化(hua)碳(tan)、二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)等反應生(sheng)成(cheng)四氟(fu)(fu)化(hua)钚(bu)(bu)，與(yu)(yu)(yu)潮濕空氣或水發生(sheng)非常激(ji)烈的(de)反應；六氟(fu)(fu)化(hua)钚(bu)(bu)由于α輻解而(er)不斷生(sheng)成(cheng)四氟(fu)(fu)化(hua)钚(bu)(bu)。六氟(fu)(fu)化(hua)钚(bu)(bu)可由二(er)(er)氧(yang)化(hua)钚(bu)(bu)或四氟(fu)(fu)化(hua)钚(bu)(bu)在500~700℃高溫下與(yu)(yu)(yu)氟(fu)(fu)氣反應制得。钚(bu)(bu)(VI)的(de)其他氟(fu)(fu)化(hua)物(wu)有PuO2F2、M2PuO2F4·H2O和MPuO2F3·H2O（M為NH4、Na、K等）。

三氯化(hua)钚(bu)是藍至綠色的(de)固體，熔點為750℃，沸點為1767℃；易吸(xi)潮，易溶(rong)于酸和水。三氯化(hua)钚(bu)可由多種方法(fa)制(zhi)備(bei)，通常由二氧化(hua)钚(bu)與光(guang)氣在(zai)高溫(wen)下反應(ying)而(er)制(zhi)得。在(zai)制(zhi)備(bei)中，大(da)多數其他元素生成揮發(fa)性的(de)氯化(hua)物(wu)，而(er)三氯化(hua)钚(bu)不揮發(fa)，因而(er)钚(bu)的(de)純(chun)度(du)較高。三氯化(hua)钚(bu)也是制(zhi)備(bei)金屬钚(bu)的(de)一(yi)種化(hua)合物(wu)。

四(si)氯(lv)化钚(bu)是不穩定化合物，容易分解，不易制得。钚(bu)(IV)的其他氯(lv)化物有M2PuCl6（M為Cs、Rb、K、Na等）。

其他(ta)已經制得(de)的(de)化(hua)合(he)物(wu)還(huan)有：三(san)溴化(hua)钚，熔點(dian)約為681℃；三(san)碘化(hua)钚，熔點(dian)約777℃。

二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)是(shi)綠棕色到黃(huang)棕色的(de)固(gu)體(ti)，在(zai)(zai)氦(hai)氣(qi)中的(de)熔點(dian)為(wei)(wei)2280±30℃，蒸氣(qi)壓很低；它的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學惰性(xing)很大，在(zai)(zai)鹽酸(suan)(suan)和硝酸(suan)(suan)中溶(rong)解極(ji)慢且(qie)不完全，在(zai)(zai)沸騰的(de)氫溴酸(suan)(suan)中溶(rong)解較快，用(yong)硫酸(suan)(suan)氫鈉等(deng)熔劑在(zai)(zai)熔融條件下(xia)可(ke)溶(rong)解二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)；高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)可(ke)與氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫反(fan)應生(sheng)成(cheng)三氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物，有氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)存在(zai)(zai)時生(sheng)成(cheng)四氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物；高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)與氟(fu)(fu)作用(yong)生(sheng)成(cheng)六氟(fu)(fu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)，與鋅鎂合(he)(he)金反(fan)應還原生(sheng)成(cheng)金屬(shu)钚(bu)(bu)。由(you)于二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)具有高(gao)(gao)熔點(dian)、輻照穩定(ding)、同金屬(shu)互容以(yi)及容易制(zhi)(zhi)(zhi)備等(deng)特(te)性(xing)，是(shi)核燃料的(de)一(yi)種適用(yong)的(de)組成(cheng)形式。二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)可(ke)由(you)金屬(shu)钚(bu)(bu)或其(qi)(qi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物（磷酸(suan)(suan)鹽除外）在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)中灼燒制(zhi)(zhi)(zhi)得，也可(ke)由(you)含氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物在(zai)(zai)真空(kong)或惰性(xing)氣(qi)氛中加(jia)(jia)熱到1000℃而制(zhi)(zhi)(zhi)得。β-三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二钚(bu)(bu)的(de)熔點(dian)為(wei)(wei)2085±25℃；可(ke)由(you)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)與碳在(zai)(zai)氦(hai)中加(jia)(jia)熱到1625℃制(zhi)(zhi)(zhi)得。α-三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二钚(bu)(bu)可(ke)由(you)在(zai)(zai)真空(kong)中加(jia)(jia)熱二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)到1650～1800℃而制(zhi)(zhi)(zhi)得。α-三氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)二钚(bu)(bu)由(you)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)時損失氧(yang)(yang)(yang)而制(zhi)(zhi)(zhi)得，其(qi)(qi)熔點(dian)為(wei)(wei)2360±20℃。

碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)：已知有(you)二(er)(er)(er)(er)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)三钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)、碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)、三碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)和(he)(he)(he)二(er)(er)(er)(er)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)。室(shi)溫下碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)在空氣(qi)中穩定，但(dan)在400℃時則劇(ju)烈燃(ran)燒；不與(yu)冷水(shui)作(zuo)用(yong)，但(dan)與(yu)熱水(shui)反(fan)應(ying)生成三價氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)、氫(qing)和(he)(he)(he)甲烷的(de)混合物(wu)，以及少量的(de)其他碳(tan)(tan)(tan)氫(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)；碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)與(yu)冷硝(xiao)酸作(zuo)用(yong)很慢。三碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)與(yu)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)略有(you)不同(tong)，三碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)二(er)(er)(er)(er)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)在高溫下的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)及在酸和(he)(he)(he)沸(fei)水(shui)中的(de)水(shui)解作(zuo)用(yong)都比碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)弱。钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)可由金屬钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)、二(er)(er)(er)(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)或氫(qing)化(hua)(hua)(hua)(hua)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)在高溫下與(yu)石墨反(fan)應(ying)而(er)制得(de)。反(fan)應(ying)條件不同(tong)，可以制得(de)不同(tong)組分(fen)的(de)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)。钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)的(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)由于具有(you)較高的(de)導熱性(xing)、低的(de)蒸氣(qi)壓和(he)(he)(he)較大(da)的(de)钚(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)密度(du)，可以做核反(fan)應(ying)堆的(de)燃(ran)料。

氮化(hua)(hua)(hua)(hua)物：已(yi)知钚的(de)唯一氮化(hua)(hua)(hua)(hua)物為氮化(hua)(hua)(hua)(hua)钚。氮化(hua)(hua)(hua)(hua)钚在氬氣氛中(zhong)熔點(dian)為2450±50℃；遇冷(leng)水緩慢(man)水解(jie)并生成二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)钚，氮化(hua)(hua)(hua)(hua)钚易(yi)溶于無機酸中(zhong)；與(yu)氮化(hua)(hua)(hua)(hua)鈾能形成一系列(lie)固溶體。氮化(hua)(hua)(hua)(hua)钚具備核燃料的(de)

某些(xie)特性，如熔(rong)點高(gao)(gao)、钚(bu)密度(du)高(gao)(gao)和好的(de)導熱(re)性，但(dan)它的(de)主要(yao)缺(que)點是在高(gao)(gao)溫下揮發性較(jiao)高(gao)(gao)和易分解(jie)。氮化(hua)钚(bu)可由氫化(hua)钚(bu)與氮在高(gao)(gao)于(yu)230℃時(shi)反應(ying)而制得。

草酸鹽(yan)：钚(bu)(III)的(de)(de)草酸鹽(yan)Pu2(C2O4)3·10H2O和(he)钚(bu)(IV)的(de)(de)Pu(C2O4)2·6H2O都(dou)是難溶(rong)性化(hua)合物，隨(sui)著加熱，它們逐漸(jian)失去其結晶水(shui)，隨(sui)后分解(jie)，最終產物為(wei)二氧化(hua)钚(bu)。钚(bu)的(de)(de)草酸鹽(yan)可由钚(bu)的(de)(de)相(xiang)應(ying)氧化(hua)態的(de)(de)鹽(yan)的(de)(de)稀酸溶(rong)液(ye)與草酸或草酸鈉沉淀而制得(de)。

能(neng)源(yuan)(yuan)與熱(re)源(yuan)(yuan)：同(tong)位素(su)钚-238的(de)(de)(de)半衰(shuai)期(qi)為87.74年。它會放(fang)出(chu)大量熱(re)能(neng)，伴隨著低能(neng)的(de)(de)(de)伽馬和(he)自發裂變(bian)射線(xian)/粒子。它是α輻(fu)射體，同(tong)時(shi)具有高輻(fu)射能(neng)及低穿透(tou)性(xing)，故僅需低度防(fang)護措施(shi)。單一紙張就可(ke)以抵(di)擋(dang)钚-238所放(fang)射出(chu)的(de)(de)(de)α粒子；同(tong)時(shi)，每公斤的(de)(de)(de)钚-238可(ke)產生約570瓦特熱(re)能(neng)。

毒性分析

對钚毒(du)性的(de)(de)誤(wu)解由來已久，關(guan)于它(ta)是劇毒(du)的(de)(de)物質(zhi)(zhi)、“一丁點就能(neng)致人(ren)死亡”的(de)(de)說(shuo)法在西方世界也同樣流傳廣(guang)泛。推測，钚可能(neng)是受(shou)到(dao)了劇毒(du)的(de)(de)釙的(de)(de)牽連。兩者(zhe)的(de)(de)衰變類型相(xiang)同，化學符(fu)號接(jie)近（Po、Pu），連中文寫法、讀(du)音都(dou)那(nei)(nei)么那(nei)(nei)么的(de)(de)相(xiang)近，也難怪不明真相(xiang)的(de)(de)群眾們(men)把他們(men)的(de)(de)各(ge)類性質(zhi)(zhi)掰到(dao)一起去。

流言

據BBC報道(dao)，前英國(guo)政府(fu)輻(fu)射事務(wu)顧問(wen)巴斯比(bi)博士(shi)表(biao)示，日本核電站的(de)(de)(de)問(wen)題極(ji)為嚴重(zhong)，尤其令(ling)人擔心(xin)的(de)(de)(de)是(shi)福島核電站三號反應堆。他稱，該反應堆遇到麻煩，因為它使用的(de)(de)(de)是(shi)一(yi)種(zhong)不(bu)同的(de)(de)(de)燃料：它不(bu)是(shi)鈾，而是(shi)一(yi)種(zhong)鈾钚混合燃料，而钚是(shi)極(ji)為危險的(de)(de)(de)，因此一(yi)旦這種(zhong)物質泄漏(lou)出來，將使海(hai)嘯災難雪上加(jia)霜。钚是(shi)世界上毒(du)(du)性(xing)第(di)二大的(de)(de)(de)物質（世界上毒(du)(du)性(xing)第(di)一(yi)大的(de)(de)(de)物質為釙）。一(yi)片藥片大小的(de)(de)(de)钚，足(zu)以毒(du)(du)死(si)2億(yi)人，5克的(de)(de)(de)钚足(zu)以毒(du)(du)死(si)所有人類。钚的(de)(de)(de)毒(du)(du)性(xing)比(bi)砒霜大4．86億(yi)倍。

真相

2011年(nian)3月(yue)14日(ri)凌(ling)晨(chen)03：11的(de)BBC新聞，報道了前英國政(zheng)府輻射事務顧問(wen)巴斯(si)比博(bo)士（Dr Christopher Busby）對福島(dao)核電站3號機組(zu)的(de)擔憂。這條新聞的(de)背景是(shi)日(ri)本內(nei)閣官房(fang)長官枝野(ye)幸男2011年(nian)3月(yue)13日(ri)警告說(shuo)，福島(dao)第一(yi)核電站3號機組(zu)反應堆面臨遭(zao)遇外部氫氣爆炸風險。但(dan)是(shi)關于钚(bu)的(de)毒性(xing)問(wen)題，卻不似流言(yan)所描述的(de)那么可怕。“一(yi)片藥(yao)片大(da)小的(de)钚(bu)足以毒死(si)2億人，5克的(de)钚(bu)足以毒死(si)所有人類”的(de)說(shuo)法更是(shi)沒有任何的(de)科學依(yi)據。香港無線電視(shi)的(de)新聞節目曾引用此謠傳，結果被(bei)當地監(jian)管機構警告，指報道令觀眾驚恐(kong)，未有提供足夠證據確保報道準確。

結論

钚(bu)的(de)(de)(de)毒性(xing)并(bing)沒有謠言描述的(de)(de)(de)那么可怕，“5克的(de)(de)(de)钚(bu)足以毒死所有人類”純屬無(wu)稽之(zhi)談。使(shi)用鈾钚(bu)混合燃料(liao)的(de)(de)(de)反應堆如(ru)果發(fa)生爆炸泄露，并(bing)不會比使(shi)用鈾燃料(liao)的(de)(de)(de)傳統(tong)反應堆要(yao)來的(de)(de)(de)更(geng)危險。對于(yu)钚(bu)危害(hai)的(de)(de)(de)擔憂，更(geng)多的(de)(de)(de)是(shi)來自于(yu)钚(bu)的(de)(de)(de)電離(li)輻射能力。

钚衰變時會產生α射線。α射線的(de)穿(chuan)透能(neng)力非常弱，在空氣中(zhong)前(qian)進幾厘米(mi)就(jiu)將能(neng)量耗盡(jin)。對(dui)于環(huan)境中(zhong)的(de)钚并不(bu)用太擔(dan)心(xin)。一旦(dan)钚進入到人(ren)體內，形成的(de)內照射會對(dui)人(ren)體有(you)一定的(de)影響。

根據(ju)報導，中國核科學家鄧稼先曾在1979年一次核航彈空投試驗失(shi)敗后接觸(chu)過(guo)用于(yu)制造其核裝置(zhi)的钚，最終仍活到(dao)1986年（死因(yin)為長(chang)期(qi)放射傷害導致(zhi)的癌(ai)癥(zheng)），可(ke)見钚并沒有(you)如謠(yao)言中所描述的劇烈急毒性。

而英(ying)國(guo)女王伊莉(li)莎白二世(shi)訪問哈維爾核子實(shi)驗室時(shi)，就曾受邀(yao)觸摸了一塊以塑料包裹(guo)的(de)钚環，以親自體會(hui)其溫(wen)暖(nuan)的(de)觸感。基于(yu)钚本身的(de)化學毒(du)性并不那么大(da)，電(dian)離輻射能力也(ye)不比其它放射性元素(su)要(yao)來(lai)的(de)特殊，加上鈾钚混合燃(ran)料里(li)钚也(ye)只有7%，3號反(fan)應(ying)堆(dui)如(ru)果發生(sheng)爆(bao)炸泄(xie)露，并不會(hui)比其它使(shi)用鈾燃(ran)料的(de)反(fan)應(ying)堆(dui)要(yao)來(lai)的(de)更危險。