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如何弄到放射性元素 放射性元素有哪些

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钚有两种:反应堆级和武器级 。
2012年8月25日 ， 在距离太阳约110亿英里(180亿公里)的地方 ， 美国宇航局的旅行者一号探测器离开了日光层 ， 大胆地前往一个以前没有物体到过的地方 。穿越那个边界 ， 旅行者一号超越了太阳系 ， 进入了星际空间空 ， 这在历史上还是第一次 。
看一看(传统的)周期表的最后一行 ， 你会发现使这一宇宙冒险成为可能的元素:钚 。
钚是什么？
钚在20世纪40年代首次被发现 ， 并被用于创造性和破坏性目的 。已故物理学家约翰·戈夫曼曾称钚为“地狱之王的元素” 。语言学家可能倾向于同意 。
但首先 ， 要多了解这个元素 。每个钚原子包含94个质子 。相比之下 ， 每个铀原子只有92个质子 ， 每个镎原子有93个质子 。
由于这两种元素是以古代的神和行星命名的——天王星和海王星 ， 钚也以同样的方式被处理 。
“钚是格伦·西博格和他的同事在1940年末在伯克利实验室发现的 ， ”圣母大学的化学家彼得·c·伯恩斯在一封电子邮件中说 。
十年前 ， 天文学家在海王星附近观测到一颗新的矮行星 。为了纪念罗马的冥界之神 ， 它被称为冥王 。钚的名字来自那个天体 。
最初 ， Seaborg和公司能够在伯克利使用回旋加速器粒子加速器生产钚 。通过这个装置 ， 被称为氘的粒子被发射到铀样品上 。实验产生了少量的镎 ， 然后通过衰变成为钚 。
1942年8月20日 ， 芝加哥大学制造了第一个称重钚样品 。当时 ， 一些团体已经认识到这一因素的军事潜力 。
钚总是携带94个质子 。但中子的数量可能不同 ， 化学家将这些变化称为“同位素” 。铀也有同位素 。其中一种被称为U-235 (U-235) ， 它很快被确定为原子弹的潜在燃料来源 。在钚被发现后不久 ， 钚作为给核武器提供动力的另一种方式进入了讨论 。原子时代即将开始 。
今天 ， 出于各种实际目的 ， 有两种钚:反应堆级和武器级 。钚是“胖子”背后的关键成分 。这颗核弹在1945年摧毁了日本长崎 ， 造成数万人死亡 ， 有效结束了二战 。
爆炸后16毫秒发生三位一体爆炸 ， 这是地球上第一次核爆炸 。它有一个钚核 。
钚和武器
用于军事目的的钚从钚生产反应堆中经过两到三个月辐照的铀燃料中回收 。制造一枚炸弹需要大约22磅(10公斤)几乎纯的钚239同位素(Pu-239) 。根据世界核协会的说法 ， 这种炸弹需要一个30兆瓦年的核反应堆才能运行 ， 不断更换燃料并对“热”燃料进行再处理 。这就是为什么“武器级”钚是在特殊的反应堆中制造的 ， 这可以增加钚的较高同位素的浓度 。
第一颗原子弹于1945年7月16日在地球上爆炸 。它发生在新墨西哥州 ， 强烈到100英里(160公里)外都能感觉到 。它是曼哈顿在阿拉莫戈多轰炸靶场策划的绝密“三位一体核试验”的一部分 。这个装置有一个钚核 。实验中没有使用铀基核武器 。
然后 ， 1945年8月6日 ， 美国在日本广岛投下了一颗U-235核弹空 。三天后 ， 美国在长崎投下了绰号为“胖子”的第二颗原子弹 。就像那年夏天在新墨西哥州试验的武器一样 ， 长崎原子弹依赖于钚 。
“[它]永远不会知道长崎原子弹袭击造成多少人死亡 ， ”美国能源部官方网站报道 。根据他们的最佳估计 ， “起初 ， 4万人死亡 ， 6万多人受伤 。”在接下来的几个月和几年里 ， 最终的死亡总人数可能会攀升至14万或更多 。每年八月在长崎和平公园举行的年度仪式实现了一个人的记忆 。
当今武器级钚库存的最大问题是如何处理它 。据估计 ， 美国目前拥有96.6吨(87.7公吨)钚 ， 并且存在储存问题 。其中大部分目前存放在南卡罗来纳州萨凡纳河遗址的一栋建筑里 。
马尔默斯特罗姆空军事基地的导弹维修小组在蒙大拿州的导弹基地拆卸洲际弹道导弹(ICBM)的上部 。这部分是随机抽取的 ， 用于8月份在加州范登堡空军事基地的试射 。
钚和电力
今天 ， 超过三分之一的核电厂生产的能源来自钚 。然而 ， 美国没有任何依赖钚作为能源的设施 。
核反应堆中最常见的钚同位素是钚239 ， 它是通过从贫化铀(U-238)中捕获中子而产生的 。裂变后 ， 钚-239的能量可以和浓缩铀(U-235)的能量一样多 ， 浓缩铀也用于核武器 。
历史上 ， 另一种钚同位素Pu-238被用于为一些商业起搏器的电池供电 。随着锂动力替代品进入市场 ， 这些医疗设备已经过时 。
但是在最后的前沿 ， 钚仍然是一种有价值的商品 。
钚和深空
伯恩斯说:“钚最重要但鲜为人知的用途是在探索Tai 空期间发电 。”“钚238在经历放射性衰变时会释放出大量热量 ， 这些热量可用于热电发电机发电 。”
钚-238具有许多特性 ， 这些特性使得同位素对为太空机构工作的工程师非常有吸引力 。第一 ， 你不需要太多的热量就可以产生大量的热量 ， 然后就可以转化为电能 。
然后是半衰期 ， 这是一个指标 ， 告诉你给定放射性同位素中一半的原子衰变并转化为其他物质需要多长时间 。Pu-238的半衰期为88年 ， 可以让火星车和Tai 空探测器连续运行几十年 。
远离太阳 ， 在恒星光线微弱昏暗的地方 ， 太阳能卫星不会表现得那么好 。与此同时 ， 依赖阳光的火星探测器(如现在解散的机遇号探测器)必须与过去风暴产生的灰尘作斗争 ， 这些灰尘可能会使它们的面板窒息 ， 并阻碍电池的功能 。
基于这些原因 ， Pu-238非常适合火星和深空空探测 。迄今为止 ， Pu-238已经为至少30艘美国航天器提供动力 。2021年2月在红色星球着陆的毅力号火星车有一台以Pu-238为燃料的发电机 。像旅行者1号和旅行者2号这样的遥远的航天器也是如此 ， 自1977年以来 ， 它们已经访问了太阳系(以及更远的地方) 。
这张插图显示了美国宇航局的旅行者1号和旅行者2号探测器在日光层之外的位置 ， 日光层是太阳产生的保护性气泡 ， 远远超出了冥王星的轨道 。两者都是由钚驱动的 。
和钚毒性 。
钚具有放射性 ， 但你可能永远不会接触到它 。卡内基科学研究所的罗伯特·m·哈森说 ， 钚“没有自然来源” 。“它必须由增殖反应堆制造 ， 所以地球上使用的所有钚都是人造的 ， ”他通过电子邮件解释道 。
但可以通过工厂或容器释放到环境中 ， 但空气体、水、土壤、食物中的钚含量极低 。但是 ， 如果你接触到辐射 ， 很可能是通过吸入辐射气溶胶或皮肤接触 。而且很多因素会决定接触是否会对你造成伤害 ， 包括Takuwa有多少 ， 你是怎么接触到钚的 。
【如何弄到放射性元素 放射性元素有哪些】当你吸入它时 ， 一些钚将被截留在你的肺部 ， 并转移到你的骨骼和肝脏 。如果通过食物吞咽 ， 少量也会扩散到骨骼和肝脏 。如果你接触到钚 ， 它将很少(如果有的话)进入你的身体 ， 但它会灼伤接触到它的皮肤 。因此 ， 尽管钚是一种放射性元素 ， 但它远非活动家拉尔夫·纳德曾宣称的“人类已知的最毒物质” 。

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