प्लूटोनियम के बारे में तथ्य

प्लूटोनियम एक रेडियोधर्मी, चांदी धातु है जिसका उपयोग बनाने या नष्ट करने के लिए किया जा सकता है। जबकि इसे बनाने के तुरंत बाद विनाश के लिए इस्तेमाल किया गया था, आज इस तत्व का उपयोग दुनिया भर में ऊर्जा बनाने के लिए किया जाता है।

प्लूटोनियम को पहली बार 1940 में उत्पादित और अलग किया गया था और इसका उपयोग "फैट मैन" परमाणु बम बनाने के लिए किया गया था, जिसे द्वितीय विश्व युद्ध के अंत में नागासाकी पर गिरा दिया गया था, इसके पहली बार उत्पादन करने के पांच साल बाद, अमांडा सिमसन ने कहा कि एक सहायक प्रोफेसर न्यू हेवन विश्वविद्यालय में केमिकल इंजीनियरिंग।

केवल तथ्य

लॉस आलमोस नेशनल लेबोरेटरी के अनुसार, यहाँ प्लूटोनियम के गुण हैं:

• परमाणु संख्या: 94
• परमाणु प्रतीक: पु
• परमाणु भार: 244
• गलनांक: 1,184 F (640 C)
• क्वथनांक: 5,842 F (3,228 C)

खोज और इतिहास

प्लूटोनियम की खोज 1941 में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के वैज्ञानिक जोसेफ डब्ल्यू केनेडी, ग्लेन टी। सीबॉर्ग, एडवर्ड एम। मैकमिलन और आर्थर सी। वोहल ने की थी। यह खोज तब हुई जब टीम ने साइक्लोट्रॉन डिवाइस में तेजी लाने वाले ड्युट्रान के साथ यूरेनियम -238 पर बमबारी की, जिससे नेप्ट्यूनियम -238 और दो मुक्त न्यूट्रॉन बनाए गए। नेपच्यूनियम -238 फिर बीटा क्षय के माध्यम से प्लूटोनियम -238 में क्षय हो गया।

द्वितीय विश्व युद्ध के बाद 1946 तक इस प्रयोग को बाकी वैज्ञानिक समुदाय के साथ साझा नहीं किया गया था। सीबॉर्ग ने मार्च 1941 में फिजिकल रिव्यू पत्रिका के लिए अपनी खोज पर एक पेपर प्रस्तुत किया, लेकिन जब यह पता चला कि प्लूटोनियम का एक आइसोटोप, पु -239, परमाणु बम बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, तो पेपर को हटा दिया गया था।

जल्द ही, सीबॉर्ग को लॉस विश्वविद्यालय के नेशनल लैबोरेटरी के अनुसार, प्लूटोनियम प्रोडक्शन लैब का नेतृत्व करने के लिए भेजा गया, जिसे शिकागो विश्वविद्यालय में मेट लैब के रूप में भी जाना जाता है। लैब का उद्देश्य मैनहट्टन प्रोजेक्ट के हिस्से के रूप में प्लूटोनियम बनाना था। मैनहट्टन प्रोजेक्ट द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान एक गुप्त उद्यम था जो परमाणु बम विकसित करने के लिए विशेष रूप से काम करता था।

18 अगस्त, 1942 को उन्हें अपनी पहली बड़ी सफलता मिली। वे प्लूटोनियम का एक ट्रेस मात्रा बनाने में सक्षम थे जो आंख को दिखाई दे रहा था। यह केवल 1 माइक्रोग्राम के बराबर है। छोटे नमूने से, वैज्ञानिक ने प्लूटोनियम के परमाणु भार का निर्धारण किया।

मैनहट्टन परियोजना ने अंततः "ट्रिनिटी टेस्ट" के लिए पर्याप्त प्लूटोनियम का उत्पादन किया। परीक्षण के दौरान, दुनिया का पहला परमाणु बम, या "द गैजेट", 16 जुलाई, 1945 को लॉस एंजिल्स के प्रयोगशाला निदेशक रॉबर्ट ओपेनहाइमर और आर्मी जनरल लेस्ली ग्रोव्स द्वारा सोकोरो, न्यू मैक्सिको के पास विस्फोट किया गया था।

परीक्षण के बारे में, ओपेनहाइमर ने कहा, "हम जानते थे कि दुनिया समान नहीं होगी। कुछ लोग हँसे, कुछ लोग रोए। अधिकांश लोग चुप थे। मुझे हिंदू धर्मग्रंथ भगवद-गीता से याद आया। विष्णु कोशिश कर रहे हैं। राजकुमार को समझाने के लिए कि वह अपना कर्तव्य निभाए और उसे प्रभावित करने के लिए अपने बहु-सशस्त्र रूप को अपनाए और कहे, 'अब मैं मृत्यु बन गया हूँ, संसार का नाश करने वाला हूँ।' मुझे लगता है कि हम सभी को लगता है कि, एक तरह से या किसी अन्य, "रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री के अनुसार।

विस्फोट में लगभग 20,000 टन टीएनटी के बराबर ऊर्जा थी। पहला युद्ध-उपयोग परमाणु बम जापान के हिरोशिमा पर 6 अगस्त, 1945 को गिरा था। उस परमाणु बम को "लिटिल बॉय" करार दिया गया था, हालांकि उसके पास यूरेनियम कोर था। दूसरा बम, 9 अगस्त, 1945 को जापान के नागासाकी पर गिरा, जिसमें प्लूटोनियम कोर था। "फैट मैन," जैसा कि यह कहा जाता था, द्वितीय विश्व युद्ध के अंत में तेज हो गया।

प्लूटोनियम के गुण

हौसले से तैयार प्लूटोनियम धातु में एक चांदी का चमकीला रंग होता है, लेकिन हवा में ऑक्सीकृत होने पर यह एक हल्के भूरे, पीले या जैतून के हरे रंग की हो जाती है। धातु केंद्रित खनिज एसिड में जल्दी से घुल जाता है। प्लूटोनियम का एक बड़ा टुकड़ा स्पर्श को गर्म महसूस करता है क्योंकि अल्फा क्षय द्वारा दी गई ऊर्जा के कारण; बड़े टुकड़े पानी को उबालने के लिए पर्याप्त गर्मी पैदा कर सकते हैं। कमरे के तापमान पर अल्फा-फॉर्म प्लूटोनियम (सबसे सामान्य रूप) कच्चा लोहा जितना कठोर और भंगुर होता है। यह कमरे के तापमान को स्थिर करने वाले डेल्टा रूप को बनाने के लिए अन्य धातुओं के साथ मिश्रधातु बनाया जा सकता है, जो नरम और नमनीय है। अधिकांश धातुओं के विपरीत, प्लूटोनियम गर्मी या बिजली का अच्छा संवाहक नहीं है। इसमें कम गलनांक और असामान्य रूप से उच्च क्वथनांक होता है।

प्लूटोनियम अधिकांश अन्य धातुओं के साथ मिश्र और मध्यवर्ती यौगिकों का निर्माण कर सकता है, और विभिन्न तत्वों के साथ यौगिक। कुछ मिश्र धातुओं में अतिचालक क्षमता होती है और अन्य का उपयोग परमाणु ईंधन छर्रों को बनाने के लिए किया जाता है। इसके यौगिक ऑक्सीकरण अवस्था पर निर्भर करते हैं और विभिन्न लिगैंड कितने जटिल हैं, यह विभिन्न प्रकार के रंगों में आता है। जलीय घोल में पांच वैलेंस आयनिक अवस्थाएँ होती हैं।

प्लूटोनियम, अन्य सभी ट्रांसूरानियम तत्वों के साथ, एक रेडियोलॉजिकल खतरा है और इसे विशेष उपकरणों और सावधानियों के साथ संभाला जाना चाहिए। जानवरों के अध्ययन में पाया गया है कि प्रति किलोग्राम ऊतक में कुछ मिलीग्राम प्लूटोनियम घातक हैं।

सूत्रों का कहना है

प्लूटोनियम आमतौर पर प्रकृति में नहीं पाया जाता है। प्लूटोनियम के ट्रेस तत्व प्राकृतिक रूप से यूरेनियम अयस्कों में पाए जाते हैं। यहाँ, यह एक तरह से नेप्च्यूनियम के समान बनता है: न्यूट्रॉन के साथ प्राकृतिक यूरेनियम के विकिरण के बाद बीटा क्षय।

मुख्य रूप से, हालांकि, प्लूटोनियम परमाणु ऊर्जा उद्योग का एक उपोत्पाद है। लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी के अनुसार, हर साल लगभग 20 टन प्लूटोनियम का उत्पादन होता है। ईंधन में अन्य तत्वों से प्रयोग करने योग्य प्लूटोनियम को अलग करने के लिए स्पेंट न्यूक्लियर फ्यूल को भी रीप्रोज किया जा सकता है।

विश्व परमाणु संघ के अनुसार, 1950 और 1960 के दशक में वायुमंडलीय हथियारों के परीक्षण ने पृथ्वी के वायुमंडल में टन प्लूटोनियम छोड़ दिया।

उपयोग

अधिकांश भाग के लिए, प्लूटोनियम का ज्यादा इस्तेमाल नहीं किया जाता है। वास्तव में, पांच आम समस्थानिकों में, प्लूटोनियम के केवल दो समस्थानिक, प्लूटोनियम -238 और प्लूटोनियम -239 का उपयोग किसी भी चीज के लिए किया जाता है।

प्लूटोनियम -238 का उपयोग रेडियो आइसोटोप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर का उपयोग करके अंतरिक्ष जांच के लिए बिजली बनाने के लिए किया जाता है। इन जनरेटर को तब चालू किया जाता है जब जांच को पर्याप्त सौर ऊर्जा नहीं मिल सकती है क्योंकि वे सूर्य से बहुत दूर यात्रा कर चुके हैं। कुछ जांच जो प्लूटोनियम -238 का उपयोग करती हैं, वे हैं कैसिनी और गैलीलियो।

जब पर्याप्त रूप से केंद्रित किया जाता है, तो प्लूटोनियम -239 एक विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया से गुजरता है। इस वजह से इसका उपयोग परमाणु हथियारों और कुछ परमाणु रिएक्टरों में किया जाता है।

वास्तव में, प्लूटोनियम का सबसे बड़ा उपयोग ऊर्जा है। विश्व परमाणु संघ के अनुसार, अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उत्पादित ऊर्जा का एक तिहाई प्लूटोनियम से आता है। प्लूटोनियम फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टरों में मुख्य ईंधन है।

किसे पता था?

दशकों तक, वैज्ञानिकों ने सोचा कि प्लूटोनियम ने अपने समूह में अन्य धातुओं की तरह काम क्यों नहीं किया। उदाहरण के लिए, प्लूटोनियम बिजली का एक खराब कंडक्टर है और यह मैग्नेट से नहीं चिपकता है। अब शोधकर्ताओं ने यह पता लगा लिया है कि इसका "लापता चुंबकत्व" कहां छिपा है और इसका तत्व के बाहरी आवरण में इलेक्ट्रॉनों के निराला व्यवहार से क्या लेना-देना है। अन्य धातुओं के विपरीत, जिनके बाहरी गोले में इलेक्ट्रॉनों की एक निर्धारित संख्या होती है, जब एक जमीनी अवस्था में, प्लूटोनियम में चार, पांच या छह इलेक्ट्रॉन हो सकते हैं।

बाहरी-शेल इलेक्ट्रॉनों की यह उतार-चढ़ाव संख्या बताती है कि प्लूटोनियम चुंबकीय क्यों नहीं है: एक परमाणु के लिए मैग्नेट के साथ बातचीत करने के लिए इसके बाहरी शेल में अप्रकाशित इलेक्ट्रॉनों को चुंबकीय क्षेत्र में पंक्तिबद्ध होना चाहिए।

प्लूटोनियम का सबसे स्थिर आइसोटोप, प्लूटोनियम -244, लंबे समय तक रह सकता है। जेफरसन लैब के अनुसार, इसका लगभग 82 मिलियन वर्षों का आधा जीवन है और अल्फा क्षय के माध्यम से यूरेनियम -240 में इसका क्षय होता है।

प्लूटोनियम का नाम ग्रह प्लूटो के नाम पर रखा गया था। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह यूरेनियम के बाद आया था, जिसका नाम यूरेनस ग्रह के नाम पर रखा गया था, और नेप्च्यूनियम, जिसका नाम नेपच्यून ग्रह के नाम पर रखा गया था।

प्लूटोनियम न्यूट्रॉन, बीटा कण और गामा किरणों का उत्सर्जन करता है।