Плутоний

Химический элемент с атомным номером 94 (Pu)

Плутоний — химический элемент ; его символ Pu и атомный номер 94. Это серебристо-серый актиноидный металл , который тускнеет при контакте с воздухом и образует матовое покрытие при окислении . Элемент обычно проявляет шесть аллотропов и четыре степени окисления . Он реагирует с углеродом , галогенами , азотом , кремнием и водородом . При контакте с влажным воздухом он образует оксиды и гидриды , которые могут расширять образец до 70% в объеме, которые, в свою очередь, расслаиваются в виде порошка, который является пирофорным . Он радиоактивен и может накапливаться в костях , что делает обращение с плутонием опасным.

Плутоний был впервые синтезирован и выделен в конце 1940 и начале 1941 года путем бомбардировки дейтронами урана-238 в 1,5-метровом (60-дюймовом) циклотроне в Калифорнийском университете в Беркли . Сначала был синтезирован нептуний-238 ( период полураспада 2,1 дня), который затем бета-распался , образовав новый элемент с атомным номером 94 и атомным весом 238 (период полураспада 88 лет). Поскольку уран был назван в честь планеты Уран , а нептуний в честь планеты Нептун , элемент 94 был назван в честь Плутона , который в то время также считался планетой. Секретность военного времени не позволила команде Калифорнийского университета опубликовать свое открытие до 1948 года.

Плутоний — элемент с самым высоким атомным числом, который, как известно, встречается в природе. Следовые количества возникают в месторождениях природного урана, когда уран-238 захватывает нейтроны, испускаемые при распаде других атомов урана-238. Тяжелый изотоп плутоний-244 имеет достаточно долгий период полураспада, чтобы экстремальные следовые количества могли сохраниться изначально (с момента образования Земли) до настоящего времени, но до сих пор эксперименты не были достаточно чувствительными, чтобы обнаружить его.

Оба плутония-239 и плутоний-241 являются расщепляющимися , что означает, что они могут поддерживать ядерную цепную реакцию , что приводит к применению в ядерном оружии и ядерных реакторах . Плутоний-240 имеет высокую скорость спонтанного деления , увеличивая поток нейтронов любого образца, содержащего его. Присутствие плутония-240 ограничивает возможность использования образца плутония для оружия или его качество в качестве реакторного топлива, а процентное содержание плутония-240 определяет его класс ( оружейный , топливный или реакторный). Плутоний-238 имеет период полураспада 87,7 лет и испускает альфа-частицы . Он является источником тепла в радиоизотопных термоэлектрических генераторах , которые используются для питания некоторых космических аппаратов . Изотопы плутония дороги и неудобны для разделения, поэтому отдельные изотопы обычно производятся в специализированных реакторах.

Производство плутония в полезных количествах впервые было важной частью Манхэттенского проекта во время Второй мировой войны , в ходе которого были разработаны первые атомные бомбы. Бомбы Fat Man , использованные в ядерном испытании Trinity в июле 1945 года и при бомбардировке Нагасаки в августе 1945 года, имели плутониевые сердечники . Эксперименты по изучению плутония с облучением людей проводились без осознанного согласия , и после войны произошло несколько аварий с критическим состоянием , некоторые из которых закончились летальным исходом. Утилизация отходов плутония с атомных электростанций и демонтированного ядерного оружия, созданного во время холодной войны, является проблемой ядерного распространения и охраны окружающей среды. Другими источниками плутония в окружающей среде являются осадки от многих наземных ядерных испытаний, которые в настоящее время запрещены .

Характеристики

Физические свойства

Плутоний, как и большинство металлов, сначала имеет яркий серебристый вид, очень похожий на никель , но он очень быстро окисляется до тускло-серого цвета, хотя также сообщалось о желтом и оливково-зеленом цвете. ^{[5] [6]} При комнатной температуре плутоний находится в своей α ( альфа ) форме . Этот аллотроп примерно такой же твердый и хрупкий, как серый чугун . Когда плутоний сплавляют с другими металлами, высокотемпературный δ- аллотроп стабилизируется при комнатной температуре, ^{[7] [8]} делая его мягким и пластичным. В отличие от большинства металлов, он не является хорошим проводником тепла или электричества . Он имеет низкую температуру плавления (640 °C, 1184 °F) и необычно высокую температуру кипения (3228 °C, 5842 °F). ^[5] Это дает большой диапазон температур (шире 2500 кельвинов), при которых плутоний является жидким, но этот диапазон не является самым большим среди всех актинидов и среди всех металлов, ^[9] при этом нептуний теоретически имеет самый большой диапазон в обоих случаях. Низкая температура плавления, а также реактивность самородного металла по сравнению с оксидом приводят к тому, что оксиды плутония являются предпочтительной формой для таких применений, как топливо для ядерных реакторов деления ( МОКС-топливо ).

Альфа-распад , высвобождение ядра гелия с высокой энергией , является наиболее распространенной формой радиоактивного распада плутония. ^[10] Масса 5 кг ²³⁹ Pu содержит около12,5 × 1024 атомов. С периодом полураспада 24 100 лет, ^около11,5 × 10 ¹² его атомов распадаются каждую секунду, испуская альфа-частицу с энергией 5,157  МэВ . Это составляет 9,68 Вт мощности. Тепло, выделяемое при торможении этих альфа-частиц, делает его теплым на ощупь. ^{[11] [12] 238}
Pu из-за своего гораздо более короткого периода полураспада нагревается до гораздо более высоких температур и раскаляется докрасна с излучением черного тела , если его оставить без внешнего нагрева или охлаждения. Это тепло использовалось в радиоизотопных термоэлектрических генераторах (см. ниже).

Удельное сопротивление плутония при комнатной температуре очень велико для металла, и оно становится еще выше при более низких температурах, что необычно для металлов. ^[13] Эта тенденция продолжается до 100  К , ниже которой удельное сопротивление быстро уменьшается для свежих образцов. ^[13] Затем удельное сопротивление начинает увеличиваться со временем при температуре около 20 К из-за радиационного повреждения, причем скорость определяется изотопным составом образца. ^[13]

Из-за самооблучения образец плутония устает по всей своей кристаллической структуре, то есть упорядоченное расположение его атомов со временем нарушается радиацией. ^[14] Самооблучение также может привести к отжигу , который противодействует некоторым эффектам усталости при повышении температуры выше 100 К. ^[15]

В отличие от большинства материалов, плутоний увеличивается в плотности при плавлении на 2,5%, но жидкий металл демонстрирует линейное уменьшение плотности с температурой. ^[13] Вблизи точки плавления жидкий плутоний имеет очень высокую вязкость и поверхностное натяжение по сравнению с другими металлами. ^[14]

Аллотропы

Плутоний имеет шесть аллотропов при атмосферном давлении: альфа  (α), бета  (β), гамма  (γ), дельта  (δ), дельта-простой  (δ’) и эпсилон  (ε). ^[16]

Плутоний обычно имеет шесть аллотропов и образует седьмой (дзета, ζ) при высокой температуре в ограниченном диапазоне давлений. ^[16] Эти аллотропы, которые являются различными структурными модификациями или формами элемента, имеют очень схожую внутреннюю энергию, но значительно различающиеся плотности и кристаллические структуры . Это делает плутоний очень чувствительным к изменениям температуры, давления или химии и допускает резкие изменения объема после фазовых переходов из одной аллотропной формы в другую. ^[14] Плотности различных аллотропов варьируются от 16,00 г/см ³ до 19,86 г/см ³ . ^[17]

Наличие этих многочисленных аллотропов делает обработку плутония очень сложной, так как он очень легко меняет свое состояние. Например, форма α существует при комнатной температуре в нелегированном плутонии. Она имеет характеристики обработки, подобные чугуну , но при несколько более высоких температурах переходит в пластичную и ковкую форму β ( бета ). ^[18] Причины сложной фазовой диаграммы не совсем понятны. Форма α имеет низкосимметричную моноклинную структуру, отсюда ее хрупкость, прочность, сжимаемость и плохая теплопроводность. ^[16]

Плутоний в форме δ ( дельта ) обычно существует в диапазоне температур от 310 °C до 452 °C, но стабилен при комнатной температуре при сплавлении с небольшим процентом галлия , алюминия или церия , что повышает его обрабатываемость и позволяет сваривать его . ^[18] Форма δ имеет более типичный металлический характер и примерно такая же прочная и пластичная, как алюминий. ^[16] В ядерном оружии взрывные ударные волны , используемые для сжатия плутониевого ядра, также вызывают переход из обычной δ-фазы плутония в более плотную α-форму, что значительно помогает достичь сверхкритичности . ^{[ требуется ссылка ]} Фаза ε, твердый аллотроп с самой высокой температурой, демонстрирует аномально высокую атомную самодиффузию по сравнению с другими элементами. ^[14]

Ядерное деление

Плутоний — радиоактивный актиноидный металл , изотоп которого , плутоний-239 , является одним из трех основных делящихся изотопов ( два других — уран-233 и уран-235 ); плутоний-241 также является высокоделящимся. Чтобы считаться делящимся, атомное ядро ​​изотопа должно быть способно распадаться или делиться при ударе медленно движущегося нейтрона и выделять достаточно дополнительных нейтронов для поддержания ядерной цепной реакции путем расщепления дополнительных ядер. ^[19]

Чистый плутоний-239 может иметь коэффициент размножения (k _eff ) больше единицы, что означает, что если металл присутствует в достаточном количестве и имеет соответствующую геометрию (например, сферу достаточного размера), он может образовать критическую массу . ^[20] Во время деления часть ядерной энергии связи , которая удерживает ядро ​​вместе, высвобождается в виде большого количества электромагнитной и кинетической энергии (большая часть последней быстро преобразуется в тепловую энергию). Деление килограмма плутония-239 может произвести взрыв, эквивалентный 21 000 тонн тротила (88 000  ГДж ). Именно эта энергия делает плутоний-239 полезным в ядерном оружии и реакторах . ^[11]

Присутствие изотопа плутония-240 в образце ограничивает его потенциал ядерной бомбы, поскольку ²⁴⁰ Pu имеет относительно высокую скорость спонтанного деления (~440 делений в секунду на грамм; более 1000 нейтронов в секунду на грамм), ^[21] повышая фоновый уровень нейтронов и, таким образом, увеличивая риск преждевременной детонации . ^[22] Плутоний идентифицируется как оружейный , топливный или реакторный на основе процента содержащегося в нем ²⁴⁰ Pu . Оружейный плутоний содержит менее 7% ^{240 Pu.} Топливный плутоний содержит 7–19%, а энергетический реакторный содержит 19% или более ²⁴⁰ Pu. Сверхчистый плутоний , содержащий менее 4% ²⁴⁰ Pu, используется в оружии ВМС США , хранящемся вблизи экипажей кораблей и подводных лодок, из-за его более низкой радиоактивности. ^[23] Плутоний-238 не является делящимся, но может легко подвергаться ядерному делению с быстрыми нейтронами , а также альфа-распаду. ^[11] Все изотопы плутония могут быть «разведены» в делящийся материал с одним или несколькими поглощениями нейтронов , независимо от того, сопровождается ли это бета-распадом или нет. Это делает неделящиеся изотопы плутония плодородным материалом .

Изотопы и нуклеосинтез

Уран-плутониевые и торий-урановые цепочки

Были охарактеризованы двадцать один радиоизотоп плутония, от ²²⁷ Pu до ²⁴⁷ Pu. Самыми долгоживущими являются ²⁴⁴ Pu с периодом полураспада 80,8 миллионов лет; ²⁴² Pu с периодом полураспада 373 300 лет; и ²³⁹ Pu с периодом полураспада 24 110 лет. Все остальные изотопы имеют период полураспада менее 7 000 лет. Этот элемент также имеет восемь метастабильных состояний , хотя все они имеют период полураспада менее секунды. ^{[10] 244} Pu был обнаружен в межзвездном пространстве ^[24] , и у него самый длинный период полураспада среди всех непервичных радиоизотопов. Основными режимами распада изотопов с массовыми числами ниже, чем у самого стабильного изотопа ²⁴⁴ Pu, являются спонтанное деление и альфа-излучение , в основном образуя изотопы урана (92 протона ) и нептуния (93 протона) в качестве продуктов распада (не принимая во внимание широкий спектр дочерних ядер, создаваемых процессами деления). Основным режимом распада изотопов тяжелее ²⁴⁴ Pu, наряду с ²⁴¹ Pu и ²⁴³ Pu, является бета-излучение , образуя изотопы америция (95 протонов). Плутоний-241 является родительским изотопом ряда нептуния , распадаясь на америций-241 посредством бета-излучения. ^{[10] [25]}

Плутоний-238 и 239 являются наиболее широко синтезируемыми изотопами. ^{[11] 239} Pu синтезируется посредством следующей реакции с использованием урана (U) и нейтронов (n) через бета-распад (β ⁻ ) с нептунием (Np) в качестве промежуточного продукта: ^[26]

${\displaystyle {\ce {{^{238}_{92}U}+{^{1}_{0}n}->{^{239}_{92}U}->[\beta ^{-}][23.5\ {\ce {min}}]{^{239}_{93}Np}->[\beta ^{-}][2.3565\ {\ce {d}}]{^{239}_{94}Pu}}}}$

Нейтроны от деления урана-235 захватываются ядрами урана-238, образуя уран-239; бета-распад преобразует нейтрон в протон, образуя нептуний-239 (период полураспада 2,36 дня), а другой бета-распад образует плутоний-239. ^[27] Эгон Бретшер, работавший над проектом British Tube Alloys, теоретически предсказал эту реакцию в 1940 году. ^[28]

Плутоний-238 синтезируется путем бомбардировки урана-238 дейтронами (D или ^2H , ядрами тяжелого водорода ) в следующей реакции: ^[29]

${\displaystyle {\begin{aligned}{\ce {{^{238}_{92}U}+{^{2}_{1}H}->}}&{\ce {{^{238}_{93}Np}+2_{0}^{1}n}}\\&{\ce {^{238}_{93}Np->[\beta ^{-}][2.117\ {\ce {d}}]{^{238}_{94}Pu}}}\end{aligned}}}$

где дейтрон, ударяющий уран-238, производит два нейтрона и нептуний-238, который распадается, испуская отрицательные бета-частицы, образуя плутоний-238. ^[30] Плутоний-238 также может быть получен путем нейтронного облучения нептуния -237 . ^[31]

Тепло распада и свойства деления

Изотопы плутония подвергаются радиоактивному распаду, который производит тепло распада . Различные изотопы производят разное количество тепла на единицу массы. Тепло распада обычно указывается как ватт/килограмм или милливатт/грамм. В более крупных кусках плутония (например, оружейная яма) и недостаточном отводе тепла результирующий самонагрев может быть значительным.

Соединения и химия

Различные степени окисления плутония в растворе

При комнатной температуре чистый плутоний имеет серебристый цвет, но при окислении приобретает тусклый оттенок. ^[33] Элемент проявляет четыре распространенных ионных состояния окисления в водном растворе и одно редкое: ^[17]

• Pu(III), как Pu ³⁺ (синяя лаванда)
• Pu(IV), как Pu ⁴⁺ (желто-коричневый)
• Pu(V), как PuO⁺
  ₂(светло-розовый) ^{[примечание 1]}
• Pu(VI), как PuO²⁺
  ₂(розово-оранжевый)
• Pu(VII), как PuO³⁻
  ₅(зеленый) — семивалентный ион встречается редко.

Цвет, который показывают растворы плутония, зависит как от степени окисления, так и от природы аниона кислоты . ^[35] Именно анион кислоты влияет на степень комплексообразования — то, как атомы соединяются с центральным атомом — видов плутония. Кроме того, формальная степень окисления +2 плутония известна в комплексе [K(2.2.2-криптанд)] [Pu ^II Cp″ ₃ ], Cp″ = C ₅ H ₃ (SiMe ₃ ) ₂ . ^[36]

Степень окисления +8 возможна также в летучем тетроксиде PuO
₄^[37] Хотя он легко разлагается по механизму восстановления, подобному FeO
₄, PuO
₄может быть стабилизирован в щелочных растворах и хлороформе . ^{[38] [37]}

Металлический плутоний получают путем реакции тетрафторида плутония с барием , кальцием или литием при 1200 °C. ^[39] Металлический плутоний подвергается воздействию кислот , кислорода и пара, но не щелочей , и легко растворяется в концентрированных соляной , иодистоводородной и хлорной кислотах . ^[40] Расплавленный металл необходимо хранить в вакууме или инертной атмосфере, чтобы избежать реакции с воздухом. ^[18] При 135 °C металл воспламеняется на воздухе и взрывается, если его поместить в четыреххлористый углерод . ^[41]

Пирофорность плутония может привести к тому, что при определенных условиях он будет выглядеть как тлеющий уголек.

Двадцать микрограммов чистого гидроксида плутония

Плутоний — химически активный металл. Во влажном воздухе или влажном аргоне металл быстро окисляется, образуя смесь оксидов и гидридов . ^[5] Если металл достаточно долго подвергается воздействию ограниченного количества водяного пара, образуется порошкообразное поверхностное покрытие PuO _2. ^[5] Также образуется гидрид плутония , но избыток водяного пара образует только PuO _2. ^[40 ]

Плутоний показывает огромные и обратимые скорости реакции с чистым водородом, образуя гидрид плутония . ^[14] Он также легко реагирует с кислородом, образуя PuO и PuO ₂ , а также промежуточные оксиды; оксид плутония заполняет на 40% больше объема, чем металлический плутоний. Металл реагирует с галогенами , давая начало соединениям с общей формулой PuX ₃ , где X может быть F , Cl , Br или I , а также наблюдается PuF ₄ . Наблюдаются следующие оксигалогениды: PuOCl, PuOBr и PuOI. Он будет реагировать с углеродом, образуя PuC , азотом, образуя PuN , и кремнием , образуя PuSi ₂ . ^{[17] [41]}

Металлоорганическая химия комплексов плутония типична для органоактинидных видов; характерным примером органоплутониевого соединения является плутоноцен . ^{[27] [42]} Методы вычислительной химии указывают на усиленный ковалентный характер связи плутоний-лиганд. ^{[14] [42]}

Порошки плутония, его гидриды и некоторые оксиды, такие как Pu2O3 _{, являются} пирофорными , то есть они могут самопроизвольно воспламеняться при температуре окружающей среды, и поэтому с ними работают в инертной, сухой атмосфере азота или аргона. Массовый плутоний воспламеняется только при нагревании выше 400 °C. Pu2O3 самопроизвольно _{нагревается} и превращается в PuO2 _{, который} стабилен в сухом воздухе, но реагирует с водяным паром при нагревании. ^[43]

Тигли, используемые для содержания плутония, должны выдерживать его сильные восстановительные свойства. Тугоплавкие металлы , такие как тантал и вольфрам, а также более стабильные оксиды, бориды , карбиды , нитриды и силициды могут выдерживать это. Плавка в электродуговой печи может использоваться для производства небольших слитков металла без необходимости использования тигля. ^[18]

Церий используется как химический имитатор плутония для разработки технологий локализации, извлечения и других. ^[44]

Электронная структура

Плутоний — это элемент, в котором 5f-электроны являются границей перехода между делокализованным и локализованным; поэтому он считается одним из самых сложных элементов. ^[45] Аномальное поведение плутония вызвано его электронной структурой. Разница энергий между подоболочками 6d и 5f очень мала. Размер оболочки 5f как раз достаточен для того, чтобы позволить электронам образовывать связи внутри решетки, на самой границе между локализованным и связывающим поведением. Близость энергетических уровней приводит к множественным низкоэнергетическим электронным конфигурациям с почти равными уровнями энергии. Это приводит к конкурирующим конфигурациям 5f ⁿ 7s ² и 5f ⁿ⁻¹ 6d ¹ 7s ² , что обуславливает сложность его химического поведения. Высоконаправленная природа 5f-орбиталей отвечает за направленные ковалентные связи в молекулах и комплексах плутония. ^[14]

Сплавы

Плутоний может образовывать сплавы и промежуточные соединения с большинством других металлов. Исключения включают литий, натрий , калий , рубидий и цезий из щелочных металлов ; и магний , кальций, стронций и барий из щелочноземельных металлов ; и европий и иттербий из редкоземельных металлов . ^[40] Частичные исключения включают тугоплавкие металлы хром , молибден , ниобий , тантал и вольфрам, которые растворимы в жидком плутонии, но нерастворимы или лишь немного растворимы в твердом плутонии. ^[40] Галлий, алюминий, америций, скандий и церий могут стабилизировать δ-фазу плутония при комнатной температуре. Кремний , индий , цинк и цирконий допускают образование метастабильного δ-состояния при быстром охлаждении. Высокое содержание гафния , гольмия и таллия также позволяет некоторое сохранение δ-фазы при комнатной температуре. Нептуний является единственным элементом, который может стабилизировать α-фазу при более высоких температурах. ^[14]

Сплавы плутония можно получить, добавив металл к расплавленному плутонию. Если легирующий металл достаточно восстановительный, плутоний можно добавить в виде оксидов или галогенидов. Сплав плутония с галлием (PGA) и сплав плутония с алюминием δ-фазы получают путем добавления фторида Pu(III) к расплавленному галлию или алюминию, что имеет преимущество, заключающееся в том, что не приходится иметь дело напрямую с высокореактивным металлическим плутонием. ^[46]

• PGA используется для стабилизации δ-фазы плутония, избегая проблем, связанных с α-фазой и α–δ. Его основное применение — в ямах имплозивных бомб . ^[47]
• Плутоний-алюминий является альтернативой PGA. Это был исходный элемент, рассматриваемый для стабилизации δ-фазы, но его склонность реагировать с альфа-частицами и выделять нейтроны снижает его пригодность для ядерного оружия. Сплав плутония-алюминия может также использоваться в качестве компонента ядерного топлива . ^[48]
• Сплав плутония, галлия и кобальта (PuCoGa ₅ ) является необычным сверхпроводником , демонстрирующим сверхпроводимость ниже 18,5 К, что на порядок выше самого высокого значения среди систем с тяжелыми фермионами , и имеет большой критический ток. ^{[45] [49]}
• Сплав плутония и циркония может быть использован в качестве ядерного топлива . ^[50]
• Сплавы плутония-церия и плутония-церия-кобальта используются в качестве ядерного топлива. ^[51]
• Плутоний-уран , содержащий около 15–30 мол.% плутония, может использоваться в качестве ядерного топлива для быстрых реакторов-размножителей. Его пирофорная природа и высокая восприимчивость к коррозии вплоть до самовозгорания или распада после контакта с воздухом требуют легирования другими компонентами. Добавление алюминия, углерода или меди не улучшает заметно скорость распада, сплавы циркония и железа обладают лучшей коррозионной стойкостью, но они также распадаются в течение нескольких месяцев на воздухе. Добавление титана и/или циркония значительно повышает температуру плавления сплава. ^[52]
• Плутоний-уран-титан и плутоний-уран-цирконий были исследованы для использования в качестве ядерного топлива. Добавление третьего элемента увеличивает коррозионную стойкость, снижает воспламеняемость и улучшает пластичность, технологичность, прочность и тепловое расширение. Плутоний-уран-молибден имеет наилучшую коррозионную стойкость, образуя защитную пленку оксидов, но титан и цирконий предпочтительны по физическим причинам. ^[52]
• Торий-уран-плутоний исследовался в качестве ядерного топлива для быстрых реакторов-размножителей. ^[52]

Происшествие

Следовые количества плутония-238, плутония-239, плутония-240 и плутония-244 можно найти в природе. Небольшие следы плутония-239, несколько частей на триллион , и продукты его распада естественным образом встречаются в некоторых концентрированных рудах урана, ^[53] таких как естественный ядерный реактор деления в Окло , Габон . ^[54] Соотношение плутония-239 к урану на урановом месторождении Cigar Lake Mine колеблется от2,4 × 10 ⁻¹² до44 × 10 ⁻¹² . ^[55] Эти следовые количества ²³⁹ Pu возникают следующим образом: в редких случаях ²³⁸ U подвергается спонтанному делению, и в этом процессе ядро ​​испускает один или два свободных нейтрона с некоторой кинетической энергией. Когда один из этих нейтронов сталкивается с ядром другого атома ²³⁸ U, он поглощается атомом, который становится ²³⁹ U. При относительно коротком периоде полураспада ²³⁹ U распадается на ²³⁹ Np, который распадается на ²³⁹ Pu. ^{[56] [57]} Наконец, чрезвычайно малые количества плутония-238, приписываемые чрезвычайно редкому двойному бета-распаду урана-238, были обнаружены в образцах природного урана. ^[58]

Из-за его относительно длительного периода полураспада, составляющего около 80 миллионов лет, было высказано предположение, что плутоний-244 встречается в природе как первичный нуклид , но ранние сообщения о его обнаружении не смогли быть подтверждены. ^[59] Исходя из его вероятного первоначального распространения в Солнечной системе, текущие эксперименты по состоянию на 2022 год, вероятно, примерно на порядок далеки от обнаружения живого первичного ²⁴⁴ Pu. ^[60] Однако его длительный период полураспада обеспечил его циркуляцию по всей Солнечной системе до его исчезновения , ^[61] и действительно, доказательства спонтанного деления вымершего ²⁴⁴ Pu были обнаружены в метеоритах. ^[62] Прежнее присутствие ²⁴⁴ Pu в ранней Солнечной системе было подтверждено, поскольку сегодня он проявляется как избыток своих дочерних элементов, либо ²³² Th (из пути альфа-распада), либо изотопов ксенона (из его спонтанного деления ). Последние, как правило, более полезны, поскольку химия тория и плутония довольно схожа (оба преимущественно четырехвалентны), и, следовательно, избыток тория не будет весомым доказательством того, что часть его образовалась как дочерний элемент плутония. ^{[63] 244} Pu имеет самый длительный период полураспада среди всех трансурановых нуклидов и производится только в r-процессе в сверхновых и сталкивающихся нейтронных звездах ; когда ядра выбрасываются из этих событий на высокой скорости, чтобы достичь Земли, ²⁴⁴ Pu единственный среди трансурановых нуклидов имеет достаточно длительный период полураспада, чтобы пережить путешествие, и, следовательно, крошечные следы живого межзвездного ²⁴⁴ Pu были обнаружены на дне глубокого моря. Поскольку ²⁴⁰ Pu также встречается в цепочке распада ²⁴⁴ Pu, он должен, таким образом, также присутствовать в вековом равновесии , хотя и в еще меньших количествах. ^[64]

Незначительные следы плутония обычно обнаруживаются в организме человека из-за 550 атмосферных и подводных ядерных испытаний , которые были проведены, и небольшого числа крупных ядерных аварий . ^[41] Большинство атмосферных и подводных ядерных испытаний были остановлены Договором об ограниченном запрещении испытаний в 1963 году, который из ядерных держав был подписан и ратифицирован Соединенными Штатами, Соединенным Королевством и Советским Союзом . Франция продолжала атмосферные ядерные испытания до 1974 года, а Китай продолжал атмосферные ядерные испытания до 1980 года. Все последующие ядерные испытания проводились под землей. ^[65]

История

Открытие

Энрико Ферми и группа ученых из Римского университета сообщили, что они открыли элемент 94 в 1934 году. ^[66] Ферми назвал элемент гесперием и упомянул его в своей Нобелевской лекции в 1938 году. ^[67] Образец на самом деле содержал продукты ядерного деления , в основном барий и криптон . ^[68] Ядерное деление, открытое в Германии в 1938 году Отто Ганом и Фрицем Штрассманом , в то время было неизвестно. ^[69]

Гленн Т. Сиборг и его команда в Беркли первыми получили плутоний.

Плутоний (в частности, плутоний-238) был впервые получен, выделен и затем химически идентифицирован между декабрем 1940 года и февралем 1941 года Гленном Т. Сиборгом , Эдвином Макмилланом , Эмилио Сегре , Джозефом У. Кеннеди и Артуром Валем путем бомбардировки дейтронами урана в 60-дюймовом (150 см) циклотроне в Радиационной лаборатории Беркли в Калифорнийском университете в Беркли . ^{[70] [71] [72]} Нептуний-238 был создан непосредственно бомбардировкой, но распался под действием бета-излучения с периодом полураспада чуть более двух дней, что указывало на образование элемента 94. ^[41] Первая бомбардировка состоялась 14 декабря 1940 года, и новый элемент был впервые идентифицирован путем окисления в ночь с 23 на 24 февраля 1941 года. ^[71]

Группа подготовила документ, документирующий открытие, и отправила его в журнал Physical Review в марте 1941 года ^[41] , но публикация была отложена до года после окончания Второй мировой войны из-за проблем безопасности. ^[73] В Кавендишской лаборатории в Кембридже Эгон Бретшер и Норман Фезер поняли, что реактор на медленных нейтронах, работающий на уране, теоретически будет производить значительные количества плутония-239 в качестве побочного продукта. Они подсчитали, что элемент 94 будет делящимся и будет иметь дополнительное преимущество, поскольку он химически отличается от урана и может быть легко отделен от него. ^[28]

Макмиллан недавно назвал первый трансурановый элемент нептунием в честь планеты Нептун и предложил, чтобы элемент 94, будучи следующим элементом в ряду, был назван в честь того, что тогда считалось следующей планетой, Плутоном . ^{[11] [примечание 2]} Николас Кеммер из команды Кембриджа независимо предложил то же самое название, основываясь на тех же рассуждениях, что и команда Беркли. ^[28] Сиборг изначально рассматривал название «плутий», но позже решил, что оно звучит не так хорошо, как «плутоний». ^[75] Он выбрал буквы «Pu» в качестве шутки, в отсылке к междометию «PU», чтобы указать на особенно отвратительный запах, который без уведомления перешел в периодическую таблицу. ^{[примечание 3]} Альтернативные названия, рассмотренные Сиборгом и другими, были «ultimium» или «extremium» из-за ошибочного убеждения, что они нашли последний возможный элемент в периодической таблице . ^[77]

Ган и Штрассман, и независимо Курт Штарке , в то время также работали над трансурановыми элементами в Берлине. Вероятно, Ган и Штрассман знали, что плутоний-239 должен быть делящимся. Однако у них не было сильного источника нейтронов. Элемент 93 был сообщен Ганом и Штрассманом, а также Штарке в 1942 году. Группа Гана не занялась элементом 94, вероятно, потому, что они были обескуражены неудачей Макмиллана и Абельсона в его выделении, когда они впервые нашли элемент 93. Однако, поскольку группа Гана в то время имела доступ к более сильному циклотрону в Париже, они, вероятно, смогли бы обнаружить плутоний, если бы попытались, хотя и в крошечных количествах (несколько беккерелей ). ^[78]

Ранние исследования

Карликовая планета Плутон , в честь которой назван плутоний

Химия плутония была обнаружена похожей на уран после нескольких месяцев первоначального изучения. ^[41] Ранние исследования были продолжены в секретной Металлургической лаборатории Чикагского университета . 20 августа 1942 года следовое количество этого элемента было выделено и впервые измерено. Было получено около 50 микрограммов плутония-239 в сочетании с ураном и продуктами деления, и только около 1 микрограмма было выделено. ^{[53] [79]} Эта процедура позволила химикам определить атомный вес нового элемента. ^{[80] [примечание 4]} 2 декабря 1942 года на корте для игры в ракетку под западной трибуной стадиона Stagg Field Чикагского университета исследователи во главе с Энрико Ферми добились первой самоподдерживающейся цепной реакции в графитовом и урановом котле, известном как CP-1 . Используя теоретическую информацию, полученную в ходе эксплуатации CP-1, DuPont построил экспериментальный производственный реактор с воздушным охлаждением, известный как X-10 , и пилотную установку для химического разделения в Ок-Ридже. Установка для разделения, используя методы, разработанные Гленном Т. Сиборгом и группой исследователей из Met Lab, удалила плутоний из урана, облученного в реакторе X-10. Информация из CP-1 также была полезна ученым Met Lab, проектировавшим водоохлаждаемые реакторы для производства плутония в Хэнфорде. Строительство на площадке началось в середине 1943 года. ^[81]

В ноябре 1943 года некоторое количество трифторида плутония было восстановлено для создания первого образца металлического плутония: несколько микрограммов металлических шариков. ^[53] Было произведено достаточно плутония, чтобы сделать его первым синтетическим элементом, который можно было увидеть невооруженным глазом. ^[82]

Ядерные свойства плутония-239 также были изучены; исследователи обнаружили, что при столкновении с нейтроном он распадается (делится), высвобождая больше нейтронов и энергии. Эти нейтроны могут поражать другие атомы плутония-239 и так далее в экспоненциально быстрой цепной реакции. Это может привести к взрыву, достаточно большому, чтобы разрушить город, если достаточное количество изотопа сконцентрировано для образования критической массы . ^[41]

На ранних этапах исследований животные использовались для изучения влияния радиоактивных веществ на здоровье. Эти исследования начались в 1944 году в Радиационной лаборатории Калифорнийского университета в Беркли и проводились Джозефом Г. Гамильтоном. Гамильтон искал ответы на вопросы о том, как плутоний будет меняться в организме в зависимости от способа воздействия (пероральный прием, вдыхание, всасывание через кожу), скорости удержания и как плутоний будет фиксироваться в тканях и распределяться между различными органами. Гамильтон начал вводить растворимые микрограммовые порции соединений плутония-239 крысам, используя различные валентные состояния и различные методы введения плутония (перорально, внутривенно и т. д.). В конце концов, лаборатория в Чикаго также провела собственные эксперименты по инъекции плутония с использованием разных животных, таких как мыши, кролики, рыбы и даже собаки. Результаты исследований в Беркли и Чикаго показали, что физиологическое поведение плутония значительно отличалось от поведения радия. Самым тревожным результатом было то, что имело место значительное отложение плутония в печени и в «активно метаболизирующей» части кости. Более того, скорость выведения плутония с экскрементами различалась между видами животных в пять раз. Такие различия крайне затрудняли оценку того, какой будет эта скорость для людей. ^[83]

Производство в рамках Манхэттенского проекта

Во время Второй мировой войны правительство США создало Манхэттенский проект для разработки атомной бомбы. Тремя основными исследовательскими и производственными площадками проекта были завод по производству плутония в том, что сейчас называется Hanford Site ; заводы по обогащению урана в Ок-Ридже, штат Теннесси ; и лаборатория исследований и проектирования оружия, ныне известная как Лос-Аламосская национальная лаборатория , LANL. ^[84]

Строящийся фасад реактора Hanford B — первого реактора по производству плутония

На объекте в Ханфорде сосредоточено две трети высокоактивных радиоактивных отходов США по объему. Ядерные реакторы выстроились вдоль берега реки Колумбия на объекте в Ханфорде в январе 1960 года.

Первым производственным реактором, который производил ²³⁹ Pu, был графитовый реактор X-10 . Он был запущен в эксплуатацию в 1943 году и был построен на объекте в Ок-Ридже, который позже стал Ок-Риджской национальной лабораторией . ^{[41] [примечание 5]}

В январе 1944 года рабочие заложили фундамент первого здания химического разделения, завода T, расположенного в 200-West. И завод T, и его родственный объект в 200-West, завод U, были завершены к октябрю. (Завод U использовался только для обучения во время Манхэттенского проекта.) Здание разделения в 200-East, завод B, было завершено в феврале 1945 года. Второе предприятие, запланированное для 200-East, было отменено. Прозванные рабочими, которые их строили, «Королевой Марией», здания разделения представляли собой устрашающие каньоноподобные сооружения длиной 800 футов, шириной 65 футов и высотой 80 футов, содержащие сорок технологических бассейнов. Внутри было жутковато, так как операторы за семью футами бетонной защиты управляли оборудованием дистанционного управления, глядя через телевизионные мониторы и перископы с верхней галереи. Даже с массивными бетонными крышками на технологических бассейнах меры предосторожности против воздействия радиации были необходимы и влияли на все аспекты проектирования завода. ^[81]

5 апреля 1944 года Эмилио Сегре в Лос-Аламосе получил первый образец плутония, полученного в реакторе, из Оук-Риджа. ^[86] В течение десяти дней он обнаружил, что в плутонии, полученном в реакторе, концентрация ²⁴⁰ Pu выше, чем в плутонии, полученном в циклотроне. У ²⁴⁰ Pu высокая скорость спонтанного деления, что повышает общий фоновый уровень нейтронов в образце плутония. ^[87] В результате пришлось отказаться от оригинального плутониевого оружия пушечного типа под кодовым названием « Худой человек » — возросшее количество спонтанных нейтронов означало, что вероятна предварительная детонация ( шипение ) ядра. ^[88]

Все усилия по разработке плутониевого оружия в Лос-Аламосе вскоре были изменены на более сложное имплозивное устройство под кодовым названием « Толстяк ». В имплозивной бомбе плутоний сжимается до высокой плотности с помощью взрывных линз — технически более сложная задача, чем простая бомба пушечного типа, но необходимая для плутониевой бомбы. Уран, напротив, может использоваться с любым из этих методов. ^[88]

Строительство реактора B в Хэнфорде , первого ядерного реактора промышленного размера для производства материалов, было завершено в марте 1945 года. Реактор B производил расщепляющийся материал для плутониевого оружия, использовавшегося во время Второй мировой войны. ^{[примечание 6]} B, D и F были первоначальными реакторами, построенными в Хэнфорде, а позже на этом месте было построено еще шесть реакторов для производства плутония. ^[91]

К концу января 1945 года высокоочищенный плутоний подвергся дальнейшей концентрации в завершенном здании химической изоляции, где оставшиеся примеси были успешно удалены. Лос-Аламос получил свой первый плутоний из Хэнфорда 2 февраля. Хотя было еще далеко не ясно, можно ли будет произвести достаточно плутония для использования в бомбах к концу войны, к началу 1945 года Хэнфорд уже функционировал. Прошло всего два года с тех пор, как полковник Франклин Маттиас впервые основал свою временную штаб-квартиру на берегах реки Колумбия. ^[81]

По словам Кейт Браун , заводы по производству плутония в Ханфорде и на Маяке в России за четыре десятилетия «выбросили в окружающую среду более 200 миллионов кюри радиоактивных изотопов — в два раза больше, чем было выброшено во время Чернобыльской катастрофы в каждом случае». ^[92] Большая часть этого радиоактивного загрязнения на протяжении многих лет была частью нормальной эксплуатации, но непредвиденные аварии все же случались, и руководство завода хранило это в секрете, поскольку загрязнение не ослабевало. ^[92]

В 2004 году во время раскопок могильной траншеи на ядерном объекте в Хэнфорде был обнаружен сейф . Внутри сейфа находились различные предметы, включая большую стеклянную бутылку с беловатой суспензией, которая впоследствии была идентифицирована как старейший из известных образцов оружейного плутония. Изотопный анализ, проведенный Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией, показал, что плутоний в бутылке был произведен в графитовом реакторе X-10 в Оук-Ридже в 1944 году. ^{[93] [94] [95]}

Атомные бомбы «Троица» и «Толстяк»

Из-за присутствия ^{240 Pu в плутонии, полученном в реакторе, для «} Толстяка » и « Тринити » была разработана имплозивная конструкция .

Первое испытание атомной бомбы под кодовым названием « Тринити » и взорванное 16 июля 1945 года недалеко от Аламогордо, штат Нью-Мексико , использовало плутоний в качестве расщепляющегося материала. ^[53] Имплозивная конструкция « Гаджета », как было кодовое название устройства «Тринити», использовала обычные взрывные линзы для сжатия сферы плутония в сверхкритическую массу, которая одновременно обрушивалась нейтронами от «Урчина» , инициатора, сделанного из полония и бериллия ( источник нейтронов : реакция (α, n) ). ^[41] Вместе они обеспечивали неуправляемую цепную реакцию и взрыв. Оружие весило более 4 тонн , хотя в нем было всего 6 кг плутония. ^[96] Около 20% плутония в оружии «Тринити» расщепилось; высвободив энергию, эквивалентную примерно 20 000 тонн тротила. ^{[97] [примечание 7]}

Идентичная конструкция использовалась в бомбе «Толстяк», сброшенной на Нагасаки , Япония , 9 августа 1945 года, в результате чего погибло 35 000–40 000 человек и было уничтожено 68–80 % военного производства в Нагасаки. ^[99] Только после объявления о первых атомных бомбах существование и название плутония стало известно общественности благодаря докладу Смита Манхэттенского проекта . ^[100]

Использование и растрата времен Холодной войны

Большие запасы оружейного плутония были созданы как Советским Союзом , так и Соединенными Штатами во время Холодной войны . Американские реакторы в Хэнфорде и на объекте Саванна-Ривер в Южной Каролине произвели 103 тонны, ^[101] и, по оценкам, 170 тонн военного плутония было произведено в СССР. ^{[102] [примечание 8]} Каждый год около 20 тонн этого элемента все еще производится как побочный продукт ядерной энергетики . ^[17] Около 1000 тонн плутония могут находиться на хранении, причем более 200 тонн из них находятся внутри или извлечены из ядерного оружия. ^[41] SIPRI оценил мировые запасы плутония в 2007 году примерно в 500 тонн, поровну разделенные между оружейными и гражданскими запасами. ^[104]

Радиоактивное загрязнение на заводе Rocky Flats в первую очередь было вызвано двумя крупными пожарами плутония в 1957 и 1969 годах. Гораздо меньшие концентрации радиоактивных изотопов были выброшены в течение всего срока эксплуатации завода с 1952 по 1992 год. Преобладающие ветры с завода переносили воздушное загрязнение на юг и восток, в населенные районы к северо-западу от Денвера. Загрязнение района Денвера плутонием от пожаров и других источников не было публично объявлено до 1970-х годов. Согласно исследованию 1972 года, соавтором которого был Эдвард Мартелл , «В более густонаселенных районах Денвера уровень загрязнения плутонием в поверхностных почвах в несколько раз превышает уровень радиоактивных осадков», а загрязнение плутонием «к востоку от завода Rocky Flats достигает сотен раз выше, чем при ядерных испытаниях». ^[105] Как отметил Карл Джонсон в Ambio , «воздействие плутония и других радионуклидов на большую часть населения в районе Денвера в шлейфы выбросов завода датируется 1953 годом». ^[106] Производство оружия на заводе Rocky Flats было остановлено после совместного рейда ФБР и Агентства по охране окружающей среды в 1989 году и многолетних протестов. С тех пор завод был закрыт, а его здания были снесены и полностью удалены с территории. ^[107]

В США часть плутония, извлеченного из демонтированного ядерного оружия, плавится для формирования стеклянных брёвен оксида плутония весом в две тонны. ^[41] Стекло изготавливается из боросиликатов, смешанных с кадмием и гадолинием . ^{[примечание 9]} Планируется, что эти брёвна будут заключены в нержавеющую сталь и храниться на глубине до 4 км (2 миль) под землей в скважинах, которые будут залиты бетоном . [ ^41] США планировали хранить плутоний таким образом в хранилище ядерных отходов Yucca Mountain , которое находится примерно в 100 милях (160 км) к северо-востоку от Лас-Вегаса, штат Невада . ^[108]

5 марта 2009 года министр энергетики Стивен Чу заявил на слушаниях в Сенате, что «площадка Юкка-Маунтин больше не рассматривается как вариант для хранения отходов реактора». ^[109] Начиная с 1999 года, ядерные отходы военного назначения захороняются на пилотном заводе по изоляции отходов в Нью-Мексико.

В президентском меморандуме от 29 января 2010 года президент Обама учредил Комиссию Blue Ribbon по ядерному будущему Америки . ^[110] В своем заключительном отчете Комиссия представила рекомендации по разработке всеобъемлющей стратегии, в том числе: ^[111]

«Рекомендация № 1: Соединенные Штаты должны реализовать комплексную программу управления ядерными отходами, которая приведет к своевременной разработке одного или нескольких постоянных глубоких геологических объектов для безопасной утилизации отработанного топлива и высокоактивных ядерных отходов». ^[111]

Медицинские эксперименты

Во время и после окончания Второй мировой войны ученые, работавшие над Манхэттенским проектом и другими проектами по исследованию ядерного оружия, проводили исследования воздействия плутония на лабораторных животных и людей. ^[112] Исследования на животных показали, что несколько миллиграммов плутония на кг ткани являются смертельной дозой. ^[113]

Для людей это включало инъекции растворов, обычно содержащих 5 микрограммов (мкг) плутония, пациентам больниц, которые считались либо неизлечимо больными, либо имеющими ожидаемую продолжительность жизни менее десяти лет из-за возраста или хронического заболевания. ^[112] Эта доза была снижена до 1 мкг в июле 1945 года после того, как исследования на животных показали, что способ распределения плутония в костях более опасен, чем радий . ^[113] Большинство испытуемых, говорит Эйлин Уэлсом , были бедными, бессильными и больными. ^[114]

В 1945–47 годах восемнадцати подопытным людям был введен плутоний без осознанного согласия . Тесты использовались для создания диагностических инструментов для определения поглощения плутония организмом с целью разработки стандартов безопасности при работе с плутонием. ^[112] Эбб Кейд был невольным участником медицинских экспериментов, которые включали инъекцию 4,7 мкг плутония 10 апреля 1945 года в Оук-Ридже, штат Теннесси . ^{[115] [116]} Этот эксперимент проводился под руководством Гарольда Ходжа . ^[117] Другие эксперименты, проводимые Комиссией по атомной энергии США и Манхэттенским проектом, продолжались в 1970-х годах. В «Плутониевых файлах» описывается жизнь субъектов секретной программы, с указанием имен каждого вовлеченного человека и обсуждением этических и медицинских исследований, проведенных в тайне учеными и врачами. Этот эпизод в настоящее время считается серьезным нарушением медицинской этики и клятвы Гиппократа . ^[118]

Правительство скрывало большую часть этих действий до 1993 года, когда президент Билл Клинтон приказал изменить политику, а федеральные агентства затем предоставили соответствующие записи. Последующее расследование было проведено Консультативным комитетом президента по экспериментам с радиацией на людях , и оно раскрыло большую часть материалов об исследованиях плутония на людях. Комитет опубликовал спорный отчет 1995 года, в котором говорилось, что «были совершены ошибки», но он не осуждал тех, кто их совершил. ^[114]

Приложения

Взрывчатые вещества

Атомная бомба, сброшенная на Нагасаки (Япония ) в 1945 году, имела плутониевое ядро.

²³⁹ Pu является ключевым расщепляющимся компонентом в ядерном оружии из-за его легкости деления и доступности. Помещение плутониевой ямки бомбы в тампер (слой плотного материала) уменьшает критическую массу , отражая выходящие нейтроны обратно в плутониевое ядро. Это уменьшает критическую массу с 16 кг до 10 кг, что представляет собой сферу диаметром около 10 сантиметров (4 дюйма). ^[119] Эта критическая масса составляет около трети от критической массы урана-235. ^[11]

Плутониевые бомбы Fat Man использовали взрывное сжатие плутония для получения значительно более высокой плотности, чем обычно, в сочетании с центральным источником нейтронов для начала реакции и повышения эффективности. Таким образом, для взрывного выхода, эквивалентного 20 килотоннам тротила, требовалось всего 6 кг плутония. ^{[97] [120]} Гипотетически, всего 4 кг плутония — а может быть, даже меньше — можно было бы использовать для изготовления одной атомной бомбы с использованием очень сложных конструкций сборки. ^[120]

Смешанное оксидное топливо

Отработанное ядерное топливо обычных легководных реакторов содержит плутоний, но представляет собой смесь плутония-242 , 240, 239 и 238. Смесь недостаточно обогащена для эффективного ядерного оружия, но может быть использована один раз в качестве МОКС-топлива . ^[121] Случайный захват нейтронов приводит к тому, что количество плутония-242 и 240 растет каждый раз, когда плутоний облучается в реакторе с низкоскоростными «тепловыми» нейтронами, так что после второго цикла плутоний может потребляться только реакторами на быстрых нейтронах . Если реакторы на быстрых нейтронах недоступны (обычный случай), избыточный плутоний обычно выбрасывается и образует один из самых долгоживущих компонентов ядерных отходов. Желание потребить этот плутоний и другое трансурановое топливо и снизить радиотоксичность отходов является обычной причиной, по которой инженеры-атомщики создают реакторы на быстрых нейтронах. ^[122]

Самый распространенный химический процесс, PUREX ( Plutonium – UR anium EXtraction ), перерабатывает отработанное ядерное топливо для извлечения плутония и урана, которые могут быть использованы для формирования смешанного оксидного (МОКС) топлива для повторного использования в ядерных реакторах. Оружейный плутоний может быть добавлен в топливную смесь. МОКС-топливо используется в легководных реакторах и состоит из 60 кг плутония на тонну топлива; через четыре года три четверти плутония сжигается (превращается в другие элементы). ^[41] МОКС-топливо используется с 1980-х годов и широко применяется в Европе. ^[121] Реакторы-размножители специально разработаны для создания большего количества расщепляемого материала, чем они потребляют. ^[123]

МОКС-топливо улучшает полное выгорание. Топливный стержень перерабатывается после трех лет использования для удаления отходов, которые к тому времени составляют 3% от общего веса стержней. ^[41] Любые изотопы урана или плутония, произведенные в течение этих трех лет, остаются, а стержень возвращается в производство. ^{[примечание 10]} Наличие до 1% галлия на единицу массы в оружейном плутониевом сплаве может помешать долгосрочной работе легководного реактора. ^[124]

Плутоний, извлеченный из отработанного реакторного топлива, представляет небольшую опасность распространения из-за чрезмерного загрязнения неделящимся плутонием-240 и плутонием-242. Разделение изотопов нецелесообразно. Для производства материала, пригодного для использования в эффективном ядерном оружии, обычно требуется специальный реактор, работающий при очень низком выгорании (следовательно, минимальное воздействие дополнительных нейтронов на вновь образованный плутоний-239, что приводит к его преобразованию в более тяжелые изотопы плутония) . В то время как «оружейный» плутоний определяется как содержащий не менее 92% плутония-239 (от общего количества плутония), Соединенным Штатам удалось взорвать устройство менее 20 кт, используя плутоний, который, как полагают, содержит только около 85% плутония-239, так называемый «топливный» плутоний. ^[125] «Реакторный» плутоний, производимый обычным циклом выгорания LWR, обычно содержит менее 60% Pu-239, до 30% паразитного Pu-240/Pu-242 и 10–15% делящегося Pu-241. [ ^125] Неизвестно, может ли быть взорвано устройство, использующее плутоний, полученный из переработанных гражданских ядерных отходов, однако такое устройство гипотетически может сработать и распространить радиоактивные материалы по большой городской территории. МАГАТЭ консервативно классифицирует плутоний всех изотопных векторов как материал «прямого использования», то есть «ядерный материал, который может быть использован для изготовления компонентов ядерных взрывчатых веществ без трансмутации или дальнейшего обогащения». ^[125]

Источник электроэнергии и тепла

Светящийся цилиндр ²³⁸ PuO ₂

Радиоизотопный термоэлектрический генератор ²³⁸ PuO ₂ марсохода Curiosity

Период полураспада плутония-238 составляет 87,74 года. ^[126] Он испускает большое количество тепловой энергии с низким уровнем как гамма-лучей / фотонов , так и нейтронов. ^[127] Будучи альфа-излучателем, он сочетает в себе высокоэнергетическое излучение с низкой проникающей способностью и, таким образом, требует минимальной защиты. Лист бумаги может быть использован для защиты от альфа-частиц ²³⁸ Pu. Один килограмм изотопа генерирует около 570 Вт тепла. ^{[11] [127]}

Эти характеристики делают его хорошо подходящим для выработки электроэнергии для устройств, которые должны функционировать без прямого обслуживания в течение времени, приблизительно равного человеческой жизни. Поэтому он используется в радиоизотопных термоэлектрических генераторах и радиоизотопных нагревательных устройствах, таких как в космических зондах Cassini , ^[128] Voyager , Galileo и New Horizons ^[129] , а также марсоходах Curiosity ^[130] и Perseverance ( Марс 2020 ) .

Два космических корабля Voyager были запущены в 1977 году, каждый из них содержал плутониевый источник питания мощностью 500 Вт. Более 30 лет спустя каждый источник все еще производит около 300 Вт, что позволяет ограниченно эксплуатировать каждый космический корабль. ^[131] Более ранняя версия той же технологии питала пять лунных экспериментальных пакетов Apollo , начиная с Apollo 12 в 1969 году. ^[41]

²³⁸ Pu также успешно использовался для питания искусственных кардиостимуляторов , чтобы снизить риск повторных операций. ^{[132] [133]} Он был в значительной степени заменен первичными ячейками на основе лития , но по состоянию на 2003 год ^{[обновлять]}в Соединенных Штатах было где-то от 50 до 100 кардиостимуляторов на основе плутония, все еще имплантированных и функционирующих у живых пациентов. ^[134] К концу 2007 года сообщалось, что количество кардиостимуляторов на основе плутония сократилось всего до девяти. ^{[135] 238} Pu изучался как способ обеспечения дополнительного тепла для подводного плавания . ^{[136] 238} Pu, смешанный с бериллием, используется для генерации нейтронов в исследовательских целях. ^[41]

Меры предосторожности

Токсичность

Существует два аспекта вредного воздействия плутония: радиоактивность и отравление тяжелыми металлами . Соединения плутония радиоактивны и накапливаются в костном мозге . Загрязнение оксидом плутония произошло в результате ядерных катастроф и радиоактивных инцидентов , включая военные ядерные аварии, где сгорело ядерное оружие. ^[137] Исследования последствий этих небольших выбросов, а также широко распространенной лучевой болезни и смерти после атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки предоставили значительную информацию относительно опасностей, симптомов и прогноза лучевого отравления , которое в случае выживших японцев в значительной степени не было связано с прямым воздействием плутония. ^[138]

Распад плутония выделяет три типа ионизирующего излучения : альфа (α), бета (β) и гамма (γ). Как острое, так и долгосрочное воздействие несет опасность серьезных последствий для здоровья, включая лучевую болезнь , генетические повреждения , рак и смерть. Опасность возрастает с увеличением дозы воздействия. ^[41] α-излучение может распространяться только на короткие расстояния и не может проходить через внешний, мертвый слой кожи человека. β-излучение может проникать через кожу человека, но не может пройти через весь организм. γ-излучение может пройти через весь организм. ^[139] Несмотря на то, что α-излучение не может проникать через кожу, проглоченный или вдыхаемый плутоний облучает внутренние органы. ^[41] Было обнаружено, что α-частицы, образующиеся при вдыхании плутония, вызывают рак легких у группы европейских работников ядерной промышленности. ^[140] Скелет , где накапливается плутоний, и печень , где он собирается и концентрируется, находятся под угрозой. ^[40] Плутоний не всасывается в организм эффективно при приеме внутрь; только 0,04% оксида плутония всасывается после приема внутрь. ^[41] Плутоний, поглощенный организмом, выводится очень медленно, с биологическим периодом полураспада 200 лет. ^[141] Плутоний очень медленно проходит через клеточные мембраны и кишечные границы, поэтому всасывание при приеме внутрь и включение в структуру костей происходит очень медленно. ^{[142] [143]} Дональд Мастик случайно проглотил небольшое количество хлорида плутония (III) , который можно было обнаружить в течение следующих тридцати лет его жизни, но, по-видимому, не испытал никаких вредных последствий. ^[144]

Плутоний более опасен при вдыхании, чем при приеме внутрь. Риск рака легких увеличивается, когда общая доза радиации, эквивалентная вдыхаемому плутонию, превышает 400 мЗв . ^[145] Министерство энергетики США оценивает, что риск рака в течение жизни от вдыхания 5000 частиц плутония, каждая из которых имеет ширину около 3 мкм, составляет 1% от фонового среднего показателя в США. ^[146] Проглатывание или вдыхание больших количеств может вызвать острое радиационное отравление и, возможно, смерть. Однако, не известно ни об одном человеке, который умер из-за вдыхания или приема внутрь плутония, и у многих людей в организме есть измеримые количества плутония. ^[125]

Теория « горячих частиц », в которой частица плутониевой пыли облучает локализованное пятно легочной ткани, не поддерживается основными исследованиями — такие частицы более подвижны, чем первоначально считалось, и токсичность не увеличивается из-за формы частиц. ^[142] При вдыхании плутоний может попасть в кровоток. Попав в кровоток, плутоний перемещается по всему телу и попадает в кости, печень или другие органы тела. Плутоний, который достигает органов тела, обычно остается в организме в течение десятилетий и продолжает подвергать окружающие ткани воздействию радиации и, таким образом, может вызывать рак. ^[147]

Часто цитируемая цитата Ральфа Нейдера гласит, что фунта плутониевой пыли, распространенной в атмосфере, было бы достаточно, чтобы убить 8 миллиардов человек. ^[148] Это оспаривал Бернард Коэн , противник общепринятой линейной беспороговой модели токсичности радиации. Коэн подсчитал, что один фунт плутония может убить не более 2 миллионов человек путем вдыхания, так что токсичность плутония примерно эквивалентна токсичности нервно-паралитического газа . ^[149]

Несколько групп людей, подвергшихся воздействию плутониевой пыли (например, люди, живущие с подветренной стороны от испытательных полигонов в Неваде, выжившие в Нагасаки, работники ядерных объектов и «неизлечимо больные» пациенты, которым вводили плутоний в 1945–46 годах для изучения метаболизма плутония), были тщательно изучены и проанализированы. Коэн обнаружил, что эти исследования не соответствуют высоким оценкам токсичности плутония, ссылаясь на такие случаи, как Альберт Стивенс, который дожил до старости после инъекции плутония. ^[142] «Было около 25 работников Национальной лаборатории Лос-Аламоса, которые вдохнули значительное количество плутониевой пыли в 1940-х годах; согласно теории горячих частиц, каждый из них имеет 99,5% шанс умереть от рака легких к настоящему времени, но среди них не было ни одного случая рака легких». ^{[149] [150]}

Токсичность морской среды

Известно, что плутоний попадает в морскую среду при сбросе отходов или случайной утечке с атомных электростанций. Хотя самые высокие концентрации плутония в морской среде обнаружены в отложениях, сложный биогеохимический цикл плутония означает, что он также обнаружен во всех других отсеках. ^[151] Например, различные виды зоопланктона, которые помогают в круговороте питательных веществ, будут потреблять элемент ежедневно. Полное выведение поглощенного плутония зоопланктоном делает их дефекацию чрезвычайно важным механизмом в очистке плутония из поверхностных вод. ^[152] Однако тот зоопланктон, который поддается хищничеству со стороны более крупных организмов, может стать средством передачи плутония рыбам.

Помимо потребления, рыба также может подвергаться воздействию плутония из-за своего распространения по всему миру. В одном исследовании изучалось воздействие трансурановых элементов ( плутоний-238 , плутоний-239 , плутоний-240 ) на различных рыб, обитающих в Чернобыльской зоне отчуждения (ЧЗО). Результаты показали, что у части самок окуня в ЧЗО наблюдалась либо неспособность, либо задержка созревания гонад. ^[153] Аналогичные исследования обнаружили большие скопления плутония в дыхательных и пищеварительных органах трески, камбалы и сельди. ^[151]

Токсичность плутония столь же губительна для личинок рыб в районах захоронения ядерных отходов. Неразвившиеся икринки имеют более высокий риск, чем развитые взрослые рыбы, подвергшиеся воздействию элемента в этих районах захоронения отходов. Национальная лаборатория Оук-Ридж показала, что эмбрионы карпа и пескаря, выращенные в растворах, содержащих плутоний, не вылупились; вылупившиеся икринки показали значительные отклонения по сравнению с контрольными развитыми эмбрионами. ^[154] Было обнаружено, что более высокие концентрации плутония вызывают проблемы у морской фауны, подвергшейся воздействию элемента.

Потенциал критичности

Сфера из плутония, окруженная блоками карбида вольфрама, отражающими нейтроны, в реконструкции эксперимента Гарри Дагляна 1945 года.

Необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать накопления количеств плутония, приближающихся к критической массе, особенно потому, что критическая масса плутония составляет всего треть от критической массы урана-235. ^[11] Критическая масса плутония испускает смертельное количество нейтронов и гамма-лучей . ^[155] Плутоний в растворе с большей вероятностью образует критическую массу, чем в твердой форме, из-за замедления водородом в воде. ^{[ сомнительно – обсудить ] [17]}

Происходили критические аварии , иногда со смертельным исходом. Неосторожное обращение с блоками карбида вольфрама вокруг плутониевой сферы весом 6,2 кг привело к смертельной дозе радиации в Лос-Аламосе 21 августа 1945 года, когда ученый Гарри Даглян получил дозу, оцененную в 5,1 зиверта (510  бэр ), и умер 25 дней спустя. ^{[156] [157]} Девять месяцев спустя другой ученый из Лос-Аламоса, Луис Слотин , погиб от похожей аварии с участием бериллиевого отражателя и того же плутониевого ядра (« демонического ядра »), которое ранее убило Дагляна. ^[158]

В декабре 1958 года во время процесса очистки плутония в Лос-Аламосе в смесительном сосуде образовалась критическая масса, в результате чего погиб оператор-химик Сесил Келли . Другие ядерные аварии произошли в Советском Союзе, Японии, Соединенных Штатах и ​​многих других странах. ^[159]

Воспламеняемость

Металлический плутоний пожароопасен, особенно если он мелкодисперсный. Во влажной среде плутоний образует на своей поверхности гидриды , которые являются пирофорными и могут воспламеняться на воздухе при комнатной температуре. Плутоний расширяется до 70% в объеме по мере окисления и, таким образом, может разрушить свой контейнер. ^[43] Радиоактивность горящего материала является еще одной опасностью. Песок из оксида магния, вероятно, является наиболее эффективным материалом для тушения пожара плутония. Он охлаждает горящий материал, действуя как поглотитель тепла , а также блокирует кислород. Особые меры предосторожности необходимы для хранения или обращения с плутонием в любой форме; как правило, требуется атмосфера сухого инертного газа . ^{[43] [примечание 11]}

Транспорт

Земля и море

Обычная транспортировка плутония осуществляется посредством более стабильного оксида плутония в герметичной упаковке. Типичная транспортировка состоит из одного грузовика, перевозящего один защищенный транспортный контейнер, в котором находится ряд упаковок общим весом от 80 до 200 кг оксида плутония. Морская перевозка может состоять из нескольких контейнеров, в каждом из которых находится герметичная упаковка. ^[161] Комиссия по ядерному регулированию США предписывает, что содержимое должно быть твердым, а не порошкообразным, если  радиоактивность превышает 0,74 ТБк (20  кюри ). ^[162] В 2016 году суда Pacific Egret ^[163] и Pacific Heron компании Pacific Nuclear Transport Ltd. перевезли 331 кг (730 фунтов) плутония на правительственный объект США в Саванна-Ривер , Южная Каролина . ^{[164] [165]}

Воздух

Правила воздушного транспорта правительства США разрешают перевозку плутония по воздуху при условии соблюдения ограничений на другие опасные материалы, перевозимые тем же рейсом, требований к упаковке и размещения в самой задней части самолета. ^[166]

В 2012 году СМИ сообщили, что плутоний вывозился из Норвегии коммерческими пассажирскими авиалиниями — примерно раз в два года — в том числе один раз в 2011 году. ^[167] Правила разрешают самолету перевозить 15 граммов расщепляющегося материала. ^{[167] По словам старшего советника (} seniorrådgiver ) в Statens strålevern , такая транспортировка плутония не вызывает проблем. ^[167]

Примечания

Сноски

1. ПуО​⁺
   ₂ион нестабилен в растворе и будет диспропорционировать на Pu4 ⁺ и PuO²⁺
   ₂; Pu ⁴⁺ затем окислит оставшийся PuO⁺
   ₂в PuO²⁺
   ₂, восстанавливаясь в свою очередь до Pu ³⁺ . Таким образом, водные растворы PuO⁺
   ₂со временем стремятся к смеси Pu ³⁺ и PuO²⁺
   ₂. УО⁺
   ₂нестабилен по той же причине. ^[34]
2. Это был не первый раз, когда кто-то предложил назвать элемент «плутоний». Спустя десятилетие после открытия бария профессор Кембриджского университета предложил переименовать его в «плутоний», поскольку элемент не был (как предполагает греческий корень, barys , в честь которого он был назван) тяжелым. Он рассуждал, что, поскольку он был получен относительно новой техникой электролиза , его название должно относиться к огню . Таким образом, он предложил назвать его в честь римского бога подземного мира Плутона . ^[74]
3. Как говорится в одной статье, ссылаясь на информацию, которую Сиборг дал в своем выступлении: «Очевидным выбором для символа было бы Pl, но Сиборг в шутку предложил Pu, как слова, которые ребенок восклицает «Пи-ю!», когда чувствует неприятный запах. Сиборг думал, что получит много критики за это предложение, но комитет по наименованию принял символ без единого слова». ^[76]
4. Комната 405 Лаборатории Джорджа Герберта Джонса , где впервые был выделен плутоний, была признана Национальным историческим памятником в мае 1967 года.
5. Во время Манхэттенского проекта плутоний также часто называли просто «49»: цифра 4 была последней цифрой в числе 94 (атомный номер плутония), а 9 была последней цифрой в плутонии-239, оружейном делящемся изотопе, используемом в ядерных бомбах. ^[85]
6. Американское общество инженеров-механиков (ASME) объявило реактор B национальным историческим памятником машиностроения в сентябре 1976 года. ^[89] В августе 2008 года реактор B был признан национальным историческим памятником США . ^[90]
7. Расчет эффективности основан на том факте, что деление 1 кг плутония-239 (или урана-235) приводит к выделению энергии приблизительно в 17 кт , что приводит к округленной оценке 1,2 кг плутония, фактически разделившегося для получения выхода в 20 кт. ^[98]
8. Большая часть этого плутония была использована для создания делящихся сердечников термоядерного оружия, использующего конструкцию Теллера-Улама . Эти так называемые «водородные бомбы» представляют собой разновидность ядерного оружия, которое использует бомбу деления для запуска ядерного синтеза тяжелых изотопов водорода . Их разрушительная мощность обычно составляет миллионы тонн тротилового эквивалента по сравнению с тысячами тонн тротилового эквивалента устройств, использующих только деление. ^[103]
9. Оксид циркония гадолиния ( Gd
   ₂Зр
   ₂О
   ₇) изучался, поскольку он мог удерживать плутоний до 30 миллионов лет. ^[103]
10. Распад плутония в отработанном ядерном топливном стержне: плутоний-239 (~58%), 240 (24%), 241 (11%), 242 (5%) и 238 (2%). ^[103]
11. В 1969 году на заводе Роки-Флэтс недалеко от Боулдера, штат Колорадо, произошел крупный пожар, вызванный плутонием. ^[160]

Цитаты

1. Arblaster, John W. (2018). Selected Values ​​of the Crystallographic Properties of Elements . Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9.
2. Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 28. ISBN 978-0-08-037941-8.
3. Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
4. Магурно и Перлстайн 1981, стр. 835 и далее.
5. "Plutonium, Radioactive". Wireless Information System for Emergency Responders (WISER) . Бетесда (Мэриленд): Национальная медицинская библиотека США, Национальные институты здравоохранения. Архивировано из оригинала 13 августа 2011 г. Получено 23 ноября 2008 г.(текст, являющийся общественным достоянием)
6. "Обработка азотной кислоты". Actinide Research Quarterly (3-й квартал). Лос-Аламос (Нью-Мексико): Национальная лаборатория Лос-Аламоса. 2008. Архивировано из оригинала 18 сентября 2016 г. Получено 9 февраля 2010 г. Хотя диоксид плутония обычно оливково-зеленый, образцы могут быть разных цветов. Обычно считается, что цвет является функцией химической чистоты, стехиометрии, размера частиц и метода приготовления, хотя цвет, полученный в результате данного метода приготовления, не всегда воспроизводим.
7. Бабак Садиг, Пер Сёдерлинд и Вильгельм Г. Вольфер (2003): Геометрия и электронная структура δ-Pu: теоретическое исследование. Physical Review B 68, 241101(R)
8. KT Moore, P. Söderlind, AJ Schwartz и DE Laughlin (2006): Симметрия и стабильность δ-плутония: влияние электронной структуры. Physical Review Letters 96, 206402.
9. "Liquid Range". webelements.com . Архивировано из оригинала 27 февраля 2022 г. . Получено 28 февраля 2022 г. .
10. Sonzogni, Alejandro A. (2008). "Chart of Nuclides". Upton: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory . Архивировано из оригинала 21 июля 2011 г. Получено 13 сентября 2008 г.
11. Хейзерман 1992, стр. 338
12. Rhodes 1986, стр. 659–660 Леона Маршалл : «Когда держишь его кусок в руке, он кажется теплым, как живой кролик»
13. Майнер 1968, стр. 544
14. Хеккер, Зигфрид С. (2000). "Плутоний и его сплавы: от атомов до микроструктуры" (PDF) . Los Alamos Science . 26 : 290–335. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2009 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .
15. Хеккер, Зигфрид С.; Марц, Джозеф К. (2000). «Старение плутония и его сплавов» (PDF) . Los Alamos Science (26). Лос-Аламос, Нью-Мексико: Лос-Аламосская национальная лаборатория: 242. Архивировано (PDF) из оригинала 28 апреля 2021 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .
16. Бейкер, Ричард Д.; Хеккер, Зигфрид С.; Харбур, Делберт Р. (1983). «Плутоний: кошмар военного времени, но мечта металлурга» (PDF) . Los Alamos Science . Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151. Архивировано (PDF) из оригинала 17 октября 2011 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .
17. Lide 2006, стр. 4–27
18. Майнер 1968, стр. 542
19. "Глоссарий – Расщепляющийся материал". Комиссия по ядерному регулированию США . 20 ноября 2014 г. Архивировано из оригинала 4 февраля 2015 г. Получено 5 февраля 2015 г.
20. Азимов 1988, стр. 905
21. Glasstone, Samuel; Redman, Leslie M. (июнь 1972 г.). "Введение в ядерное оружие" (PDF) . Комиссия по атомной энергии, Отдел военных приложений. стр. 12. WASH-1038. Архивировано из оригинала (PDF) 27 августа 2009 г.
22. Гослинг 1999, стр. 40
23. "Плутоний: первые 50 лет" (PDF) . Министерство энергетики США. 1996. DOE/DP-1037. Архивировано из оригинала (PDF) 18 февраля 2013 г.
24. Валлнер, А.; Фастерманн, Т.; Файги, Дж.; Фельдштейн, К.; Кни, К.; Корщинек, Г.; Кучера, В.; Офан, А.; Пол, М.; Куинто, Ф.; Ругель, Г.; Штайер, П. (2015). «Обилие живого 244Pu в глубоководных резервуарах Земли указывает на редкость нуклеосинтеза актинидов». Природные коммуникации . 6 : 5956. arXiv : 1509.08054 . Бибкод : 2015NatCo...6.5956W. doi : 10.1038/ncomms6956. ISSN  2041-1723. ПМК 4309418 . ПМИД  25601158. 
25. Хейзерман 1992, стр. 340
26. Кеннеди, Дж. У.; Сиборг, Г. Т.; Сегре, Э.; Валь, А. С. (1946). «Свойства элемента 94». Physical Review . 70 (7–8): 555–556. Bibcode : 1946PhRv...70..555K. doi : 10.1103/PhysRev.70.555 .
27. Greenwood 1997, стр. 1259
28. Clark 1961, стр. 124–125.
29. Сиборг, Гленн Т.; Макмиллан, Э.; Кеннеди, Дж. В.; Валь, А. С. (1946). «Радиоактивный элемент 94 из дейтеронов на уране». Physical Review . 69 (7–8): 366. Bibcode : 1946PhRv...69..366S. doi : 10.1103/PhysRev.69.366.
30. Бернштейн 2007, стр. 76–77.
31. Miotla, Dennis (21 апреля 2008 г.). «Оценка альтернативного производства плутония-238: брифинг для Консультативного комитета по ядерной энергетике» (PDF) . Energy.gov. Архивировано (PDF) из оригинала 16 марта 2022 г. . Получено 28 февраля 2022 г. .
32. «Может ли реакторный плутоний производить ядерное оружие деления?». Совет по ядерному топливному циклу Института экономики энергетики, Япония. Май 2001 г. Архивировано из оригинала 24 февраля 2021 г. Получено 30 января 2010 г.
33. Хейзерман 1992, стр. 339
34. Крукс, Уильям Дж. (2002). "Модуль обучения технике безопасности ядерной критичности 10 – Безопасность критичности в операциях по обработке материалов, часть 1" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 марта 2006 г. . Получено 15 февраля 2006 г. .
35. Мэтлак, Джордж (2002). Плутоний для начинающих: введение в химию плутония и его радиоактивность . Лос-Аламосская национальная лаборатория. LA-UR-02-6594.
36. Windorff, Cory J.; Chen, Guo P; Cross, Justin N; Evans, William J.; Furche, Filipp; Gaunt, Andrew J.; Janicke, Michael T.; Kozimor, Stosh A.; Scott, Brian L. (2017). «Идентификация формального состояния окисления +2 плутония: синтез и характеристика {Pu ^II [C ₅ H ₃ (SiMe ₃ ) ₂ ] ₃ } ⁻ ». J. Am. Chem. Soc . 139 (11): 3970–3973. doi :10.1021/jacs.7b00706. PMID  28235179.
37. Зайцевский, Андрей; Мосягин, Николай С.; Титов Анатолий Владимирович; Киселев Юрий М. (21 июля 2013 г.). «Моделирование молекул высших оксидов плутония и америция теорией функционала релятивистской плотности». Журнал химической физики . 139 (3): 034307. Бибкод : 2013JChPh.139c4307Z. дои : 10.1063/1.4813284. ПМИД  23883027.
38. Киселев, Ю. М.; Никонов, М.В.; Долженко В.Д.; Ермилов А. Ю.; Тананаев И.Г.; Мясоедов Б.Ф. (17 января 2014 г.). «О существовании и свойствах производных плутония(VIII)». Радиохимика Акта . 102 (3): 227–237. дои : 10.1515/ract-2014-2146. S2CID  100915090.
39. Иглсон 1994, стр. 840
40. Майнер 1968, стр. 545
41. Эмсли 2001, стр. 324–329
42. Апостолидис, Христос; Вальтер, Олаф; Фогт, Йохен; Либинг, Фил; Марон, Лоран; Эдельманн, Франк Т. (2017). «Структурно охарактеризованный металлоорганический комплекс плутония (IV)». Angewandte Chemie International Edition . 56 (18): 5066–5070. doi :10.1002/anie.201701858. ISSN  1521-3773. PMC 5485009. PMID 28371148  . 
43. "Primer on Spontaneous Heating and Pyrophoricity – Pyrophoric Metals – Plutonium". Вашингтон (округ Колумбия): Министерство энергетики США, Управление ядерной безопасности, обеспечения качества и охраны окружающей среды. 1994. Архивировано из оригинала 28 апреля 2007 г.
44. Крукс, У. Дж.; и др. (2002). «Низкотемпературная реакция ReillexTM HPQ и азотной кислоты». Экстракция растворителем и ионный обмен . 20 (4–5): 543–559. doi :10.1081/SEI-120014371. S2CID  95081082. Архивировано из оригинала 14 июня 2011 г. Получено 24 января 2010 г.
45. Dumé, Belle (20 ноября 2002 г.). "Плутоний также является сверхпроводником". PhysicsWeb.org. Архивировано из оригинала 12 января 2012 г. Получено 24 января 2010 г.
46. Муди, Хатчеон и Грант 2005, стр. 169
47. Колман, Д.Г. и Колетти, Л.П. (2009). «Водное коррозионное поведение металлического плутония и сплавов плутония с галлием, подвергнутых воздействию водных растворов нитрата и хлорида». ECS Transactions . 16 (52). Electrochemical Society: 71. Bibcode :2009ECSTr..16Z..71K. doi :10.1149/1.3229956. ISBN 978-1-56677-751-3. S2CID  96567022. Архивировано из оригинала 16 марта 2022 г. . Получено 2 декабря 2020 г. .
48. Херст и Уорд 1956
49. Curro, NJ (весна 2006 г.). "Нетрадиционная сверхпроводимость в PuCoGa5" (PDF) . Los Alamos National Laboratory. Архивировано из оригинала (PDF) 22 июля 2011 г. Получено 24 января 2010 г.
50. МакКуэйг, Франклин Д. «Сплав Pu–Zr для высокотемпературного фольгированного топлива» Патент США 4,059,439 , выдан 22 ноября 1977 г.
51. Джа 2004, стр. 73
52. Kay 1965, стр. 456
53. Майнер 1968, стр. 541
54. "Окло: естественные ядерные реакторы". Министерство энергетики США, Управление по управлению гражданскими радиоактивными отходами. 2004. Архивировано из оригинала 20 октября 2008 года . Получено 16 ноября 2008 года .
55. Кертис, Дэвид; Фабрика-Мартин, Джун; Пол, Диксон; Крамер, Ян (1999). «Необычные элементы природы: плутоний и технеций». Geochimica et Cosmochimica Acta . 63 (2): 275–285. Bibcode : 1999GeCoA..63..275C. doi : 10.1016/S0016-7037(98)00282-8. Архивировано из оригинала 27 июня 2021 г. Получено 29 июня 2019 г.
56. Бернштейн 2007, стр. 75–77.
57. Хоффман, DC; Лоуренс, FO; Мьюэртер, JL; Рурк, FM (1971). «Обнаружение плутония-244 в природе». Nature . 234 (5325): 132–134. Bibcode :1971Natur.234..132H. doi :10.1038/234132a0. S2CID  4283169.
58. Петерсон, Иварс (7 декабря 1991 г.). «Уран проявляет редкий тип радиоактивности». Science News . 140 (23). Wiley-Blackwell : 373. doi :10.2307/3976137. JSTOR  3976137.
59. Хоффман, DC; Лоуренс, FO; Мьюхертер, JL; Рурк, FM (1971). «Обнаружение плутония-244 в природе». Nature . 234 (5325): 132–134. Bibcode :1971Natur.234..132H. doi :10.1038/234132a0. S2CID  4283169. № 34.
60. Wu, Yang; Dai, Xiongxin; Xing, Shan; Luo, Maoyi; Christl, Marcus; Synal, Hans-Arno; Hou, Shaochun (2022). «Прямой поиск изначального 244Pu в бастнезите Баян-Обо». Chinese Chemical Letters . 33 (7): 3522–3526. doi :10.1016/j.cclet.2022.03.036. Архивировано из оригинала 29 января 2024 г. Получено 29 января 2024 г.
61. Тернер, Гренвилл; Харрисон, Т. Марк; Холланд, Грег; Мойзис, Стивен Дж.; Гилмор, Джейми (1 января 2004 г.). «Вымерший 244Pu в древних цирконах» (PDF) . Science . 306 (5693): 89–91. Bibcode :2004Sci...306...89T. doi :10.1126/science.1101014. JSTOR  3839259. PMID  15459384. S2CID  11625563. Архивировано из оригинала (PDF) 11 февраля 2020 г.
62. Хатчеон, ID; Прайс, ПБ (1 января 1972 г.). «Следы деления плутония-244: доказательства в лунной породе возрастом 3,95 миллиарда лет». Science . 176 (4037): 909–911. Bibcode :1972Sci...176..909H. doi :10.1126/science.176.4037.909. JSTOR  1733798. PMID  17829301. S2CID  25831210.
63. Кунц, Иоахим; Штаудахер, Томас; Аллегр, Клод Ж. (1 января 1998 г.). «Ксенон, образующийся при делении плутония, найден в мантии Земли». Science . 280 (5365): 877–880. Bibcode :1998Sci...280..877K. doi :10.1126/science.280.5365.877. JSTOR  2896480. PMID  9572726.
64. Wallner, A.; Faestermann, T.; Feige, J.; Feldstein, C.; Knie, K.; Korschinek, G.; Kutschera, W.; Ofan, A.; Paul, M.; Quinto, F.; Rugel, G.; Steiner, P. (30 марта 2014 г.). "Обилие живого 244Pu в глубоководных резервуарах на Земле указывает на редкость нуклеосинтеза актинидов". Nature Communications . 6 : 5956. arXiv : 1509.08054 . Bibcode : 2015NatCo...6.5956W. doi : 10.1038/ncomms6956. PMC 4309418 . PMID  25601158. S2CID  119286045. 
65. "Ядерные испытания 1945 - сегодня". Организация Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний. Архивировано из оригинала 7 февраля 2022 г. Получено 7 февраля 2022 г.
66. Holden, Norman E. (2001). "Краткая история ядерных данных и их оценка". 51-е заседание рабочей группы по оценке поперечного сечения Министерства энергетики США . Аптон (Нью-Йорк): Национальный центр ядерных данных, Брукхейвенская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 5 августа 2012 г. Получено 3 января 2009 г.
67. Ферми, Энрико (12 декабря 1938 г.). «Искусственная радиоактивность, создаваемая нейтронной бомбардировкой: Нобелевская лекция» (PDF) . Королевская шведская академия наук. Архивировано (PDF) из оригинала 5 августа 2011 г. . Получено 4 января 2009 г. .
68. Дарден, Линдли (1998). «Природа научного исследования». Колледж-Парк: Философский факультет Мэрилендского университета. Архивировано из оригинала 17 августа 2012 г. Получено 3 января 2008 г.
69. Бернштейн 2007, стр. 44–52.
70. Сиборг, Гленн Т. «Ранняя история LBNL: Элементы 93 и 94». Advanced Computing for Science Department, Lawrence Berkeley National Laboratory. Архивировано из оригинала 5 ноября 2014 г. Получено 17 сентября 2008 г.
71. Glenn T. Seaborg (сентябрь 1981 г.). "История плутония". Лаборатория Лоуренса в Беркли, Калифорнийский университет. LBL-13492, DE82 004551. Архивировано из оригинала 16 мая 2013 г. Получено 16 марта 2022 г.
72. Э. Сегре, Разум всегда в движении, Издательство Калифорнийского университета, 1993, стр. 162-169
73. Сиборг и Сиборг 2001, стр. 71–72.
74. Хейзерман 1992, стр. 338.
75. Кларк, Дэвид Л.; Хобарт, Дэвид Э. (2000). «Размышления о наследии легенды: Гленн Т. Сиборг, 1912–1999» (PDF) . Los Alamos Science . 26 : 56–61, на 57. Архивировано (PDF) из оригинала 3 июня 2016 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .
76. Кларк, Дэвид Л.; Хобарт, Дэвид Э. (2000). «Размышления о наследии легенды: Гленн Т. Сиборг, 1912–1999» (PDF) . Los Alamos Science . 26 : 56–61, на 57. Архивировано (PDF) из оригинала 3 июня 2016 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .
77. "Интервью с Сиборгом на передовой". Frontline . Public Broadcasting Service. 1997. Архивировано из оригинала 29 июня 2018 года . Получено 7 декабря 2008 года .
78. Винтерберг, Фридвардт; Херрманн, Гюнтер; Фодор, Игорь; Вольфенштейн, Линкольн; Сингер, Марк Э. (1996). «Еще о том, как нацистская Германия не смогла разработать атомную бомбу». Physics Today . 49 (1): 11–15, 83. Bibcode : 1996PhT....49a..11W. doi : 10.1063/1.2807455.
79. Гленн Т. Сиборг (1977). "История лаборатории MET, секция CI, апрель 1942 г. – апрель 1943 г.". Office of Scientific & Technical Information Technical Reports . California Univ., Berkeley (USA). Lawrence Berkeley Lab. doi : 10.2172/7110621 . Архивировано из оригинала 15 марта 2020 г. Получено 29 июня 2019 г.
80. "Room 405, George Herbert Jones Laboratory". National Park Service. Архивировано из оригинала 8 февраля 2008 года . Получено 14 декабря 2008 года .
81. "Периодическая таблица элементов". Los Alamos National Laboratory. Архивировано из оригинала 12 февраля 2019 года . Получено 15 сентября 2015 года .
82. Майнер 1968, стр. 540.
83. "Плутоний". Фонд атомного наследия. Архивировано из оригинала 6 мая 2019 г. Получено 15 сентября 2015 г.
84. "Site Selection". История LANL . Лос-Аламос, Нью-Мексико: Национальная лаборатория Лос-Аламоса. Архивировано из оригинала 13 сентября 2011 г. Получено 23 декабря 2008 г.
85. Хаммел, ЭФ (2000). «Укрощение «49» — большая наука за короткое время. Воспоминания Эдварда Ф. Хаммела, в: Cooper NG Ed. Проблемы в науке о плутонии» (PDF) . Los Alamos Science . 26 (1): 2–9. Архивировано (PDF) из оригинала 20 января 2017 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .

    Hecker, SS (2000). «Плутоний: исторический обзор. В: Проблемы в науке о плутонии». Los Alamos Science . 26 (1): 1–2. Архивировано из оригинала 18 января 2017 г. Получено 15 февраля 2009 г.

86. Sublette, Carey. «Atomic History Timeline 1942–1944». Вашингтон (округ Колумбия): Atomic Heritage Foundation. Архивировано из оригинала 4 января 2009 года . Получено 22 декабря 2008 года .
87. Ходдесон и др. 1993, стр. 235–239.
88. Ходдесон и др. 1993, стр. 240–242.
89. Уолен 1989, стр. 1.
90. "Weekly List Actions". National Park Service. 29 августа 2008 г. Архивировано из оригинала 31 октября 2008 г. Получено 30 августа 2008 г.
91. Вален 1989, стр. iv, 1
92. Lindley, Robert (2013). "Кейт Браун: Ядерная "Плутопия" - крупнейшая программа социального обеспечения в истории Америки". History News Network . Архивировано из оригинала 3 мая 2019 г. Получено 19 декабря 2013 г.
93. Ринкон, Пол (2 марта 2009 г.). "BBC NEWS – Наука и окружающая среда – В бутылке найден ядерный реликт США". BBC News . Архивировано из оригинала 2 марта 2009 г. Получено 2 марта 2009 г.
94. Гебель, Эрика (2009). «Старый плутоний, новые трюки». Аналитическая химия . 81 (5): 1724. doi : 10.1021/ac900093b .
95. Швантес, Джон М.; Мэтью Дуглас; Стивен Э. Бонд; Джеймс Д. Бриггс; и др. (2009). «Ядерная археология в бутылке: доказательства дотринитиской деятельности США в области вооружений из места захоронения отходов». Аналитическая химия . 81 (4): 1297–1306. doi :10.1021/ac802286a. PMID  19152306.
96. Sublette, Carey (3 июля 2007 г.). «8.1.1 Конструкция Gadget, Fat Man и «Joe 1» (RDS-1)». Ядерное оружие: часто задаваемые вопросы, издание 2.18 . Архив ядерного оружия . Получено 4 января 2008 г.
97. Малик, Джон (сентябрь 1985 г.). «Результаты взрывов в Хиросиме и Нагасаки» (PDF) . Лос-Аламос. п. Таблица VI. ЛА-8819. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2009 г. Проверено 15 февраля 2009 г.
98. О цифре 1 кг = 17 кт см. Garwin, Richard (4 октября 2002 г.). "Распространение ядерного оружия и материалов среди государственных и негосударственных субъектов: что это значит для будущего ядерной энергетики" (PDF) . Симпозиум Мичиганского университета . Федерация американских ученых. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2009 г. . Получено 4 января 2009 г. .
99. Скляр 1984, стр. 22–29.
100. Бернштейн 2007, стр. 70.
101. "Историческая американская инженерная запись: реактор B (здание 105-B)". Richland: Министерство энергетики США. 2001. стр. 110. DOE/RL-2001-16. Архивировано из оригинала 26 декабря 2008 г. Получено 24 декабря 2008 г.
102. Cochran, Thomas B. (1997). Safeguarding nuclear weapons-usable materials in Russia (PDF) . International Forum on Illegal Nuclear Traffic. Washington (DC): Natural Resources Defense Council, Inc. Архивировано из оригинала (PDF) 5 июля 2013 г. . Получено 21 декабря 2008 г. .
103. Эмсли 2001.
104. Стокгольмский международный институт исследований проблем мира 2007, стр. 567.
105. Poet, SE; Martell, EA (октябрь 1972 г.). «Загрязнение плутонием-239 и америцием-241 в районе Денвера». Health Physics . 23 (4): 537–48. doi :10.1097/00004032-197210000-00012. PMID  4634934. S2CID  26296070.
106. Джонсон, К.Дж. (октябрь 1981 г.). «Заболеваемость раком в районе, загрязненном радионуклидами вблизи ядерной установки». Ambio . 10 (4): 176–182. JSTOR  4312671. PMID  7348208.Перепечатано в Johnson, C. J (октябрь 1981 г.). «Заболеваемость раком в районе, загрязненном радионуклидами вблизи ядерной установки». Colo Med . 78 (10): 385–92. PMID  7348208.
107. "Rocky Flats National Wildlife Refuge". Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США. Архивировано из оригинала 9 апреля 2020 г. Получено 2 июля 2013 г.
108. Пресс-секретарь (23 июля 2002 г.). «Президент подписывает законопроект о горе Юкка». Вашингтон (округ Колумбия): Офис пресс-секретаря, Белый дом. Архивировано из оригинала 6 марта 2008 г. Получено 9 февраля 2015 г.
109. Хеберт, Х. Йозеф (6 марта 2009 г.). «Ядерные отходы не будут отправляться в Юкка-Маунтин в Неваде, говорит официальный представитель Обамы». Chicago Tribune . стр. 4. Архивировано из оригинала 24 марта 2011 г. Получено 17 марта 2011 г.
110. "О Комиссии". Архивировано из оригинала 21 июня 2011 г.
111. Blue Ribbon Commission on America's Nuclear Future. "Отчет подкомитета по утилизации для полной комиссии" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 25 января 2017 г. . Получено 26 февраля 2017 г. .
112. Мосс, Уильям; Экхардт, Роджер (1995). "Эксперименты по инъекции плутония человеку" (PDF) . Los Alamos Science . 23 . Los Alamos National Laboratory: 188, 205, 208, 214. Архивировано (PDF) из оригинала 14 января 2009 г. . Получено 6 июня 2006 г. .
113. Voelz, George L. (2000). «Плутоний и здоровье: насколько велик риск?». Los Alamos Science (26). Лос-Аламос (Нью-Мексико): Лос-Аламосская национальная лаборатория: 78–79.
114. Longworth, RC (ноябрь–декабрь 1999 г.). «Введено! Обзор книги: Плутониевые файлы: секретные медицинские эксперименты Америки в холодной войне». The Bulletin of the Atomic Scientists . 55 (6): 58–61. doi :10.2968/055006016. Архивировано из оригинала 5 января 2013 г.
115. Мосс, Уильям и Роджер Экхардт. (1995). «Эксперименты по инъекции плутония человеку». Los Alamos Science. 23: 177–233.
116. Открытость, DOE. (Июнь 1998). Эксперименты по облучению человека: отчет ACHRE. Глава 5: Эксперименты в районе Манхэттена; первая инъекция. Вашингтон, округ Колумбия. Суперинтендант документов правительственной типографии США.
117. AEC № UR-38, 1948 Ежеквартальный технический отчет
118. Yesley, Michael S. (1995). "'Ethical Harm' and the Plutonium Injection Experiments" (PDF) . Los Alamos Science . 23 : 280–283. Архивировано (PDF) из оригинала 24 февраля 2009 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .
119. Мартин 2000, стр. 532.
120. "Nuclear Weapon Design". Federation of American Scientists . 1998. Архивировано из оригинала 26 декабря 2008 г. Получено 7 декабря 2008 г.
121. "Mixed Oxide (MOX) Fuel". Лондон (Великобритания): Всемирная ядерная ассоциация. 2006. Архивировано из оригинала 1 марта 2013 года . Получено 14 декабря 2008 года .
122. Тилл и Чанг 2011, стр. 254–256.
123. Тилл и Чанг 2011, стр. 15.
124. Бесманн, Теодор М. (2005). «Термохимическое поведение галлия в топливе для легководного реактора (LWR) на основе смешанных оксидов, полученном из оружейных материалов». Журнал Американского керамического общества . 81 (12): 3071–3076. doi :10.1111/j.1151-2916.1998.tb02740.x. Архивировано из оригинала 17 марта 2020 г. Получено 29 июня 2019 г.
125. "Плутоний". Всемирная ядерная ассоциация. Март 2009. Архивировано из оригинала 30 марта 2010 года . Получено 28 февраля 2010 года .
126. "Science for the Critical Masses: How Plutonium Changes with Time". Institute for Energy and Environmental Research. Архивировано из оригинала 14 февраля 2012 г. Получено 2 июля 2010 г.
127. "От источников тепла к источникам сердца: Лос-Аламос изготовил материал для насоса на плутонии". Actinide Research Quarterly (1). Лос-Аламос: Национальная лаборатория Лос-Аламоса. 2005. Архивировано из оригинала 16 февраля 2013 г. Получено 15 февраля 2009 г.
128. «Почему миссия Кассини не может использовать солнечные батареи» (PDF) . NASA/JPL. 6 декабря 1996 г. Архивировано из оригинала (PDF) 26 февраля 2015 г. Получено 21 марта 2014 г.
129. Сент-Флер, Николас, «Радиоактивное сердце космического корабля New Horizons, летящего на Плутон» Архивировано 9 января 2017 г. в Wayback Machine , New York Times , 7 августа 2015 г. «125-фунтовый генератор корабля называется Универсальным источником тепла — Радиоизотопным термоэлектрическим генератором. [Он] был заряжен 24 фунтами плутония, который производил около 240 Вт электроэнергии, когда он покинул Землю в 2006 году, по словам Райана Бехтеля, инженера из Министерства энергетики, работающего над космической ядерной энергетикой. Во время пролета Плутона батарея производила 202 Вт, сказал г-н Бехтель. Мощность будет продолжать уменьшаться по мере распада металла, но ее достаточно, чтобы управлять зондом еще 20 лет, по словам Курта Нибура, ученого программы НАСА в миссии New Horizons». Получено 10 августа 2015 г.
130. Мошер, Дэйв (19 сентября 2013 г.). «Проблема плутония в НАСА может положить конец исследованию дальнего космоса». Wired . Архивировано из оригинала 8 февраля 2015 г. Получено 5 февраля 2015 г.
131. "Voyager-Spacecraft Lifetime". Jet Propulsion Laboratory . 11 июня 2014 г. Архивировано из оригинала 27 октября 2007 г. Получено 5 февраля 2015 г.
132. Венкатешвара Сарма Маллела; В. Иланкумаран и Н. Шриниваса Рао (2004). «Тенденции в батареях кардиостимуляторов». Indian Pacing Electrophysiol . 4 (4): 201–212. PMC 1502062. PMID  16943934 . 
133. "Plutonium Powered Pacemaker (1974)". Oak Ridge Associated Universities. Архивировано из оригинала 29 октября 2021 г. Получено 11 октября 2021 г.
134. "Plutonium Powered Pacemaker (1974)". Oak Ridge: Orau.org. 2021. Архивировано из оригинала 29 октября 2021 г. Получено 11 октября 2021 г.
135. "Ядерный кардиостимулятор все еще активен спустя 34 года". 19 декабря 2007 г. Архивировано из оригинала 9 января 2018 г. Получено 14 марта 2019 г.
136. Бейлз, Джон Дж.; Тейлор, Дуглас (1970). SEALAB III – Система подогрева изотопных купальников для дайверов (отчет). Порт-Хьюнем: Лаборатория военно-морского гражданского строительства. AD0708680. Архивировано из оригинала 12 марта 2020 г.
137. "Токсикологический профиль плутония" (PDF) . Министерство здравоохранения и социальных служб США, Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR). Ноябрь 2010 г. Архивировано (PDF) из оригинала 28 мая 2012 г. Получено 9 февраля 2015 г.
138. Little, MP (июнь 2009). «Рак и нераковые эффекты у японских выживших после атомной бомбардировки». J Radiol Prot . 29 (2A): A43–59. Bibcode : 2009JRP....29...43L. doi : 10.1088/0952-4746/29/2A/S04. PMID  19454804. S2CID  29868078.
139. "Плутоний, CAS ID #: 7440-07-5". Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) Агентство по токсичным веществам и реестру заболеваний . Архивировано из оригинала 5 февраля 2015 г. Получено 5 февраля 2015 г.
140. Grellier, James; Atkinson, Will; Bérard, Philippe; Bingham, Derek; Birchall, Alan; Blanchardon, Eric; Bull, Richard; Guseva Canu, Irina; Challeton-de Vathaire, Cécile; Cockerill, Rupert; Do, Minh T; Engels, Hilde; Figuerola, Jordi; Foster, Adrian; Holmstock, Luc; Hurtgen, Christian; Laurier, Dominique; Puncher, Matthew; Riddell, Tony; Samson, Eric; Thierry-Chef, Isabelle; Tirmarche, Margot; Vrijheid, Martine; Cardis, Elisabeth (2017). «Риск смертности от рака легких у работников ядерной промышленности от внутреннего воздействия радионуклидов, излучающих альфа-частицы». Эпидемиология . 28 (5): 675–684. doi :10.1097/EDE.0000000000000684. ПМК 5540354 . ПМИД  28520643. 
141. "Техническое обучение радиационному контролю" (PDF) . Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала (PDF) 30 июня 2007 г. . Получено 14 декабря 2008 г. .
142. Cohen, Bernard L. "Миф о токсичности плутония". Архивировано из оригинала 26 августа 2011 г.
143. Коэн, Бернард Л. (май 1977 г.). «Опасности токсичности плутония». Журнал радиационной безопасности: Health Physics . 32 (5): 359–379. doi :10.1097/00004032-197705000-00003. PMID  881333. S2CID  46325265.
144. Уэлсом, Эйлин (1999). Файлы плутония: секретные медицинские эксперименты Америки в холодной войне . Нью-Йорк: The Dial Press. С. 15–19. ISBN 0-385-31402-7. OCLC  537755781.
145. Браун, Шеннон К.; Маргарет Ф. Шонбек; Дэвид МакКлур; и др. (июль 2004 г.). «Рак легких и внутренние дозы облучения легких среди рабочих плутония на заводе Роки-Флэтс: исследование случай-контроль». Американский журнал эпидемиологии . 160 (2). Oxford Journals: 163–172. doi : 10.1093/aje/kwh192 . PMID  15234938.
146. "ANL human health fact sheet—plutonium" (PDF) . Аргоннская национальная лаборатория. 2001. Архивировано из оригинала (PDF) 16 февраля 2013 г. . Получено 16 июня 2007 г. .
147. "Радиационная защита, плутоний: что делает плутоний, попав в организм?". Агентство по охране окружающей среды США. Архивировано из оригинала 16 марта 2011 г. Получено 15 марта 2011 г.
148. «Говорил ли Ральф Надер, что фунт плутония может вызвать 8 миллиардов случаев рака?». Архивировано из оригинала 3 ноября 2013 г. . Получено 3 января 2013 г. .
149. Бернард Л. Коэн. «Вариант ядерной энергии, Глава 13, Плутоний и бомбы». Архивировано из оригинала 21 июля 2013 г. Получено 28 марта 2011 г.(Электронная версия книги Коэна «Вариант ядерной энергии» (Plenum Press, 1990) ISBN 0-306-43567-5 ). 
150. Voelz, GL (1975). «Что мы узнали о плутонии из человеческих данных». The Radiation Safety Journal Health Physics . 29 (4): 551–561. doi :10.1097/00004032-197510000-00011. PMID  1205858. S2CID  11705537. Архивировано из оригинала 16 августа 2017 г. Получено 29 декабря 2009 г.
151. Skwarzec, B; Struminska, D; Borylo, A (2001). «Биоаккумуляция и распределение плутония в рыбе из Гданьского залива». Журнал экологической радиоактивности . 55 (2): 167–178. Bibcode :2001JEnvR..55..167S. doi :10.1016/s0265-931x(00)00190-9. PMID  11398376.
152. Бакстер, М.; Фаулер, С.; Повинед, П. (1995). «Наблюдения за плутонием в океанах». Applied Radiation and Isotopes . 46 (11): 1213–1223. Bibcode : 1995AppRI..46.1213B. doi : 10.1016/0969-8043(95)00163-8.
153. Lerebours, A; Gudkov, D; Nagorskaya, L; Kaglyan, A; Rizewski, V; Leshchenko, A (2018). «Влияние радиации окружающей среды на здоровье и репродуктивный статус рыб из Чернобыля». Environmental Science & Technology . 52 (16): 9442–9450. Bibcode :2018EnST...52.9442L. doi : 10.1021/acs.est.8b02378 . PMID  30028950.
154. Till, John E.; Kaye, SV; Trabalka, JR (1976). «Токсичность урана и плутония для развивающихся эмбрионов рыб». Национальная лаборатория Оук-Ридж : 187. doi : 10.2172/7344946 . Архивировано из оригинала 16 марта 2022 г. Получено 20 ноября 2020 г.
155. Майнер 1968, стр. 546.
156. Roark, Kevin N. (2000). «Criticality accidents report released». Лос-Аламос (Нью-Мексико): Лос-Аламосская национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 8 октября 2008 года . Получено 16 ноября 2008 года .
157. Ханнер 2004, стр. 85.
158. "Raemer Schreiber". Биографии сотрудников . Лос-Аламос: Национальная лаборатория Лос-Аламоса. Архивировано из оригинала 3 января 2013 года . Получено 16 ноября 2008 года .
159. Маклафлин, Монахан и Прувост 2000, стр. 17.
160. Олбрайт, Дэвид; О'Нил, Кевин (1999). «Уроки ядерной секретности в Роки-Флэтс». Краткий обзор ISIS . Институт науки и международной безопасности (ISIS). Архивировано из оригинала 8 июля 2008 года . Получено 7 декабря 2008 года .
161. "Транспортировка радиоактивных материалов". Всемирная ядерная ассоциация. Архивировано из оригинала 5 февраля 2015 г. Получено 6 февраля 2015 г.
162. "§ 71.63 Специальные требования к перевозкам плутония". Комиссия по ядерному регулированию США . Архивировано из оригинала 5 февраля 2015 г. Получено 6 февраля 2015 г.
163. "Pacific Egret". Архивировано из оригинала 20 апреля 2016 года . Получено 22 марта 2016 года .
164. Ямагучи, Мари. «Два британских корабля прибыли в Японию, чтобы доставить плутоний в США». Архивировано из оригинала 23 марта 2016 г. Получено 22 марта 2016 г.
165. "Два британских корабля прибыли в Японию для транспортировки плутония на хранение в США" Архивировано из оригинала 24 марта 2016 г. Получено 22 марта 2016 г.
166. "Часть 175.704 Перевозки плутония". Свод федеральных правил 49 — Транспортировка . Архивировано из оригинала 27 апреля 2012 г. Получено 1 августа 2012 г.
167. Av Ида Сёраунет Вангберг и Энн Кари Хинна. «Klassekampen: Flyr plutonium med rutefly». Klassekampen.no. Архивировано из оригинала 2 августа 2012 года . Проверено 13 августа 2012 г.

Ссылки

• Азимов, Айзек (1988). «Ядерные реакторы». Understanding Physics . Нью-Йорк: Barnes & Noble Publishing. ISBN 0-88029-251-2.
• Бернстайн, Джереми (2007). Плутоний: история самого опасного элемента в мире . Вашингтон, округ Колумбия: Joseph Henry Press. ISBN 978-0-309-10296-4. OCLC  76481517.
• Кларк, Рональд (1961). Рождение бомбы: нерассказанная история участия Британии в создании оружия, изменившего мир . Лондон: Phoenix House. OCLC  824335.
• Иглсон, Мэри (1994). Краткая энциклопедия химии . Берлин: Вальтер де Грюйтер. ISBN 978-3-11-011451-5.
• Эмсли, Джон (2001). «Плутоний». Строительные блоки природы: путеводитель по элементам от A до Z. Оксфорд (Великобритания): Oxford University Press. ISBN 0-19-850340-7.
• Гослинг, Ф. Г. (1999). Манхэттенский проект: создание атомной бомбы (PDF) . Ок-Ридж: Министерство энергетики США. ISBN 0-7881-7880-6. DOE/MA-0001-01/99. Архивировано из оригинала (PDF) 24 февраля 2009 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .
• Гринвуд, NN; Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Оксфорд (Великобритания): Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
• Хейзерман, Дэвид Л. (1992). "Элемент 94: Плутоний" . Исследование химических элементов и их соединений . Нью-Йорк (NY): TAB Books. стр. 337–340. ISBN 0-8306-3018-X.
• Hoddeson, Lillian ; Henriksen, Paul W.; Meade, Roger A.; Westfall, Catherine L. (1993). Критическая сборка: техническая история Лос-Аламоса в годы Оппенгеймера, 1943–1945 . Нью-Йорк: Cambridge University Press. ISBN 0-521-44132-3. OCLC  26764320.
• Ханнер, Джон (2004). Изобретение Лос-Аламоса . Университет Оклахомы Пресс. ISBN 978-0-8061-3891-6.
• Hurst, DG; Ward, AG (1956). Canadian Research Reactors (PDF) . Ottawa: Atomic Energy of Canada Limited. OCLC  719819357. Архивировано (PDF) из оригинала 5 февраля 2015 г. . Получено 6 февраля 2015 г. .
• Джа, ДК (2004). Ядерная энергия. Discovery Publishing House. ISBN 81-7141-884-8. Архивировано из оригинала 6 января 2022 г. . Получено 6 января 2022 г. .
• Каку, Мичио; Трейнер, Дженнифер (1983). Ядерная энергетика, обе стороны: лучшие аргументы за и против самой противоречивой технологии. WW Norton & Company. ISBN 9780393301281. Архивировано из оригинала 6 января 2022 г. . Получено 8 декабря 2013 г. .
• Kay, AE (1965). plutonium 1965. Taylor & Francis. Архивировано из оригинала 6 января 2022 г. Получено 6 января 2022 г.
• Лид, Дэвид Р., ред. (2006). Справочник по химии и физике (87-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 0-8493-0487-3.
• Magurno, BA; Pearlstein, S., eds. (1981). Труды конференции по методам и процедурам оценки ядерных данных. BNL-NCS 51363 (PDF) . Том II. Upton: Brookhaven National Laboratory . Архивировано (PDF) из оригинала 8 марта 2021 г. . Получено 6 августа 2014 г. .
• Мартин, Джеймс Э. (2000). Физика радиационной защиты . Wiley-Interscience. ISBN 0-471-35373-6.
• Маклафлин, Томас П.; Монахан, Шин П.; Прувост, Норман Л. (2000). Обзор аварий с критичностью (PDF) . Лос-Аламос: Национальная лаборатория Лос-Аламоса. ЛА-13638. Архивировано (PDF) из оригинала 18 января 2017 г. Проверено 6 февраля 2015 г.
• Майнер, Уильям Н.; Шонфельд, Фред В. (1968). «Плутоний» . В Клиффорде А. Хэмпеле (ред.). Энциклопедия химических элементов . Нью-Йорк (NY): Reinhold Book Corporation. стр. 540–546. LCCN  68029938.
• Муди, Кентон Джеймс; Хатчеон, Иэн Д.; Грант, Патрик М. (2005). Ядерный судебный анализ. CRC Press. ISBN 0-8493-1513-1. Архивировано из оригинала 6 января 2022 г. . Получено 6 января 2022 г. .
• Родс, Ричард (1986). Создание атомной бомбы . Нью-Йорк: Simon & Schuster. ISBN 0-671-65719-4.
• Сиборг, ГТ; Сиборг, Э. (2001). Приключения в атомном веке: от Уоттса до Вашингтона . Фаррар, Штраус и Жиру. ISBN 0-374-29991-9.
• Склар, Морти (1984). Nuke-Rebuke: Писатели и художники против ядерной энергии и оружия . Серия антологий Contemporary. The Spirit That Moves Us Press.
• Стокгольмский международный институт исследований проблем мира (2007). Ежегодник SIPRI 2007: Вооружения, разоружение и международная безопасность. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-923021-1. Архивировано из оригинала 6 января 2022 г. . Получено 6 января 2022 г. .
• Till, CE; Chang, YI (2011). Изобильная энергия: история интегрального быстрого реактора, сложная история простой реакторной технологии с упором на ее научную основу для неспециалистов . Charles E. Till и Yoon Il Chang. ISBN 978-1-4663-8460-6.
• Wahlen, RK (1989). История района 100-B (PDF) . Richland, Washington: Westinghouse Hanford Company. WHC-EP-0273. Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2009 г. . Получено 15 февраля 2009 г. .
• Welsome, Eileen (2000). Файлы плутония: секретные медицинские эксперименты Америки в холодной войне . Нью-Йорк: Random House. ISBN 0-385-31954-1.

Внешние ссылки

Послушайте эту статью ( 45 минут )

Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 18 июля 2009 года и не отражает последующие правки. ( 2009-07-18 )

( Аудиопомощь  · Больше устных статей )

• "Alsos Digital Library for Nuclear Issues – Plutonium". Университет Вашингтона и Ли . Архивировано из оригинала 3 февраля 2009 г. Получено 15 февраля 2009 г.
• Sutcliffe, WG; et al. (1995). "Взгляд на опасности плутония". Национальная лаборатория им. Лоуренса в Ливерморе . Архивировано из оригинала 29 сентября 2006 г.
• «Физические, ядерные и химические свойства плутония». IEER . 2005 . Получено 15 февраля 2009 .
• «История плутония». Национальная лаборатория Лос-Аламоса . Получено 8 июля 2023 г.
• Бхадешиа, Х. «Кристаллография плутония».
• Сэмюэлс, Д. (2005). «Конец века плутония». Журнал Discover . 26 (11).
• Пайк, Дж.; Шерман, Р. (2000). "Производство плутония". Федерация американских ученых . Архивировано из оригинала 3 февраля 2009 г. Получено 15 февраля 2009 г.
• «Производство и изготовление плутония».
• Онг, К. (1999). «Мировые запасы плутония». Nuclear Files.org. Архивировано из оригинала 5 августа 2014 г. Получено 15 февраля 2009 г.
• «Проблемы в науке о плутонии». Los Alamos Science . I & II (26). 2000. Получено 15 февраля 2009 г.
• "Плутоний". Королевское химическое общество . Получено 6 февраля 2015 г.
• "Плутоний". Периодическая таблица видео . Ноттингемский университет . Получено 6 февраля 2015 г.
• Изготовление плутониевого топлива Аргоннской национальной лабораторией на YouTube