معرفی عامل رادیواکتیو: پلوتونیوم:
نام این عنصر برگرفته از نام سیاره پلوتو می باشد.در جدول تناوبی عنصر شماره‌ی 94 بوده و علامت شیمیایی Pu داشته و جرم ایزوتوپِی آن 239.19 است. وزن مخصوص آن در 25 درجه سانتیگراد 19.84 بوده، نقطه ذوب آن 641 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن 3232 درجه سانتیگراد می باشد.
این عنصر دومین ماده ترانس اورانیومی (ترکیباتی که از طریق واکنشهای هسته ای بهم قابل تبدیل می باشند) است که در سری اکتنیدها کشف شده است.
ایزوتوپ 238Pu اولین بار در سال 1940 توسط دانشمندانی بنامهای سیبورگ، مک میلان، کندی و وال در دانشگاه برکلی در ایالت کالیفرنیا بوسیله بمباران دوترونی اورانیوم در یک سیکلوترون 60 اینچی تولید شد. پلوتونیم بصورت طبیعی به مقدار بسیار کم در سنگ معدن اورانیوم نیز یافت می شود. همانند نپتونیم، با تابش دهی اورانیوم بوسیله‌ی نوترونها می توان پلوتونیم بدست آورد. از نظر هسته ای، پلوتونیم 239 از اهمیت ویژه ای برخوردار است و آن بدلیل زمان نیمه عمر 24,360 ساله‌ی آن می باشد! اتفاقی که در یک راکتور هسته ای می افتد به قرار زیر است:
238U (n, g) 239U à 239Np à 239Pu
برای پلوتونیم پانزده ایزوتوپ شناسایی شده است. در میان عناصر ترانس اورانیومی، پلوتونیم از اهمیت ویژه ای برخوردار است چرا که بعنوان ماده اولیه در ساخت سلاح هسته ای و همچنین برای استفاده از انرژی هسته ای در صنعت بصورت موفقیت آمیزی مورد استفاده قرار گرفته و عمل می کند. وزنی برابر با یک پوند آن، معادل ده میلیون کیلو وات ساعت انرژی گرمایی است. این عنصر بسیار بسیار مستعد متحمل شدن شکافت هسته ای بوسیله نوترون بوده و از نظر فراوانی مطلوب است.
کاربردهای هسته ای فراوانی برای پلوتونیم وجود دارد. 238Pu در ماموریتهای قمری سفینه‌ی آپولو بعنوان تامین کننده انرژی لرزه نگار و تجهیزات دیگر روی سطح ماه مورد استفاده قرار گرفته است.
همچنان که در مورد اورانیوم و نپتونیم صادق است، پلوتونیم را نیز می توان از احیاء تری فلوئورید آن با فلزات قلیایی خاکی بدست آورد. پلوتونیم فلزی، ظاهری نقره گون داشته و در صورت اکسید شدن رنگ آن زرد تیره می گردد. این ماده از نظر شیمیایی بسیار فعال است. تکه های بزرگ پلوتونیم فلزی بدلیل زوال آلفا (Alpha decay) رخ دهنده درون این ماده، در تماس با دستان انسان، گرم احساس می شود. قطعات بزرگتر حتی توانایی به جوش آوردن آب را نیز دارا هستند!
فلز پلوتونیم در اسید هیدروکلریک، اسید هیدروبدیک و اسید پرکلریک غلیظ براحتی حل می شود و یونPu3+ بوجود می آید. در حالت فلزی این ماده شش آلوتروپ مختلف با ساختارهای بلورین متفاوت دارد. چگالی این آلوتروپها از 16.00 تا 19.86 گرم بر سانتیمترمکعب متغیر است. در محلول آبی، پلوتونیم چهار حالت والانس مختلف شامل Pu3+ (آبی بنفش – یاسی رنگ)، Pu4+ (زرد قهوه ای)، PuO2+ (صورتی) وPuO22+ (نارنجی صورتی) دارد. یون PuO2+در محلول آبی ناپایدار بوده و به طی تسهیم نامتناسب به Pu4+ و PuO22+ تبدیل می شود. یون Pu4+ تشکیل شده یونهای PuO2+ را به PuO22+ اکسید کرده و خود به Pu3+ احیاء می گردد. بنابراین در نهایت در محلول Pu3+ و PuO22+ باقی خواهد ماند.
پلوتونیم با اکسیژن ترکیبات دوتایی PuO2 و PuO و اکسیدهای واسطه با ساختارهای گوناگون تولید می کند. ترکیبات دیگری که با هالیدها می دهد شامل: PuF3، PuF4، PuCl3، PuBr3، PuI3 بوده و با کربن، نیتروژن و سیلیکون نیز واکنش می دهد: PuC، PuN، PuSi2. اکسی هالیدهای PuOCl، PuOBr و PuOIنیز شناسایی شده اند.
همچنین بایستی از بوجود آمدن جرم بحرانی این ماده ممانعت بعمل آید. این عنصر در محلول مایع بیشتر از حالت جامد مستعد ایجاد جرم بحرانی است.
لازم به ذکر است که قیمت یک گرم پلوتونیم 238 (80 تا 89 درصد غنی شده) هفتصد دلار می باشد.
اثرات پزشکی عوامل شناسایی شده:
بدلیل نرخ بالای نشر ذرات آلفا و جذب آن بوسیله مغز استخوان، پلوتونیم و سایر عناصر ترانس اورانیوم بجز نپتونیم، سموم رادیولوژیکی محسوب شده و بایستی با احتیاط و وسایل ایمنی خاص جابجا شوند. بالاترین مقدار مجاز قابل حمل در بدن توسط یک فرد بالغ که منجر به عارضه نمی گردد، برای 239Pu برابر 0.04 میکروکوری (0.6 میکروگرم) است. بایستی همیشه مراقب بود تا غلظت پلوتونیم در هوا از 0.00003 میکروگرم در مترمربع تجاوز ننماید. پلوتونیم، یکی از خطرناکترین سموم شناخته شده است.
قدرت عوامل از لحاظ گسترش:
پلوتونيوم نيز از عناصر ترانس اورانيكي است كه عموما جذب كمي دارد. در تحقيقي مشخص شده است كه در غلظتهاي ترسيبي Ci/m2 6-1000 – 6-10 در cm3 از قسمت بالايي خاك، پلوتونيوم اثري در اكوسيستم نخواهد داشت.
