Plütonyum Elementi Nedir? Genel Özellikleri Nelerdir?

Plütonyum elementi tüm izotopları radyoaktif ve toksik olan bir element türüdür. Dünya’da bulunan en toksik element yapay yollarla elde edilen Plütonyum elementidir. Plütonyum elementi fizikel özellikleri bakımından birden çok metalle benzerlik göstermektedir. En çok benzediği savunulan metal ise Nikel’dir. Oda sıcaklığında bulunan Plütonyum elementine “alfa formu” adı verilmiştir. Plütonyum oldukça kırılgan bir elementtir, elektriği ve ısıyı iletemez. Plütonyum elementinin dışında bulunan kabuğunda ki elektronların sayıları sürekli değişkenlik göstermektedir. Bu sayede diğer elektronlarla eşleşemediği için belirli bir manyetik alanda elektronlarını hizalayamaz. Plütonyum elementi tüm bunlar dikkate alındığında manyetik olmayan bir elementtir ve herhangi bir mıknatıs tarafından tutulamaz. Plütonyum elementine ısı verildiğinde veya elektrik akımı verildiğinde diğer elementlere oranla büzülür veya daha fazla genişlemektedir. Diğer aktinitler grubu üyeleri gibi plütonyum elementi de toprakta nadir bulunmaktadır.

Uranyum elementine ait cevherler eser miktarda Plütonyum elementi de içermektedir. Doğal Uranyum-238 izotop çekirdeğinin nötron taneciklerini tutması sonucunda Uranyum-239’a ulaşılır. Uranyum-239’un iki kez beta ışıması geçirmesi sonucunda ise nükleer reaktörün içinde Neptünyum-239 izotopu ile birlikte Plütonyum-239 elde edilir. Plütonyum-239 da, alfa ışıması sonucu Uranyum-235 izotopuna dönüşür. Bu sayede atom kütle numaraları 232-246 arasında değişkenlik gösteren en az 15 izotopu daha elde edilebilmektedir. Plütonyum elementinin en önemli izotoplarından biri Pu-239 olarak bilinmektedir. Plütonyum elementi birçok alaşım ve bileşik oluşturabilmektedir. Karboni azot, silisyum ve halojenlerle bileşikler oluşturabilir. Plütonyum elementi çok hızlı şekilde okside olabilmektedir. Oksijen ile tepkimeye girdiğinde rengi önce kahverengi, arından maviye dönmektedir. Eğer hava ile oksitlenirse gri, sarı ve yeşil renklerini almaktadır.

Plütonyum Elementinin Kimyasal Özellikleri ve Periyodik Tabloda Yeri Nedir?

Plütonyum elementinin tüm Dünya tarafından kabul görmüş sembolü Pu olarak bilinen nadir element grubunun bir parçasıdır. Sahip olduğu atom sayısı 94, atom ağırlığı ise 244,06 olan gümüşe çalan beyaz renkte, yapay olarak üretilen ve son derece radyoaktifliği yüksek olan metalik bir elementtir. Plütonyum elementinin periyodik tabloda yeri 3B grubunda ve 7.periyotta yer almaktadır. 3B grubu geçiş metallerinin alt serisini oluşturan aktinitler grubudur ve Plütonyum da bunlardan biridir. Çekirdeğinin kristal yapısı monoklinik bir yapıdadır. Plütonyum elementinin kimlik özellikleri sırası ile şu şekildedir; proton sayısı 94, nötron sayısı 150 ve elektron sayısı 94 olarak bilinmektedir. Kabuklarında bulunan enerji seviyesi ise sırasıyla; 2,8,18,32,24,8,2’dir. Plütonyum elementinin elektron dizilimi ise [Rn] 5f⁶ 7s² olarak saptanmıştır. Plütonyuma ait değerlik diğer adıyla valans değerleri 3,4,5,6’dır. Plütonyum elementinin erime noktası 641 °C olup kaynama noktası 3232 °C ve buharlaşma ısısı ise 344.0 kJ/mol olarak bilinmektedir. Plütonyum elementi 1 adet İyonizasyon Potansiyeline sahiptir ve bunun değeri de 6.06V’dir.

Plütonyum Elementinin Kimyasal Özellikleri Nelerdir?

Plütonyum elementinin elektronegatiflik değeri 1,28’dir. Elementin sahip olduğu atomik hacim değeri ise 12.32 cm³/mol’dür. Plütonyum elementinin kararlı izotopları yoktur, eğer bir bozunma yaşanıyorsa bunun sebebi Alfa emisyonu yaşamasıdır. Plütonyum elementinin kimyasal özellikleri arasında bulunan. yoğunluk değeri 19.8 g/cm³ ve özgül ısı değeri 0.13 J/gK olarak bilinmektedir. Plütonyum elementinin sahip olduğu termal iletkenlik sayısı 0.0674 W/cmK ve elektriksel iletkenlik değeri 0.00666×10⁶/cm ohm’dur. Plütonyum elementine ait 3 adet kafes parametresinin değerleri ise sırasıyla şu şekildedir; 6.183 Å, 4.822 Å, 10.963 Å olarak saptanmıştır.

Plütonyum Elementinin Keşfi ve Tarihçesi Nedir?

Plütonyum elementinin keşfi bir grup bilim insanı tarafından 1940 yılında atom hızlandırıcı aracılığıyla keşfedilmiştir. “Siklotron” adı verilen bu atom hızlandırıcıda Uranyum-235 izotopunun nötron taneciklerinin bombardımanı yardımıyla üretilmiştir. Berkley Üniversitesinde görev alan bilim adamları Glenn T. Seaborg, Edward M. McMillan, Josephe W. Kennedy ve Aerthur C. Wohl sayesinde Uranyum’un alfa çekirdeği ile bombalanması sonucunda Plütonyum elementi elde edilmiştir. Neptünyum-238izotopu, bir süre sonra beta çürümesi yaşayarak Plütonyum-238 iziotopuna dönüştü. Bu çalışma, 1946 yılına kadar bilim dünyası ile paylaşılmadı. “Plütonyum” kelimesi, Plüton gezegeninden ilham alınarak bu elemente verilmiştir.

Plütonyum Elementinin Çevreye ve Sağlığa Zararları Nelerdir?

Plütonyum elementinin zararları zehir oranı yükseklerde seyreden bu sebeple insanlara ve çevreye oldukça zararlı bir element olarak bilinir. Riskli bir madde olması sebebiyle üzerinde yapılan çalışmalar yüksek önlem ve tedbirli aygıtlar, kıyafetler yardımıyla gerçekleşmektedir. Eğer havada bulunan Plütonyum elementi miktarı metreküp başına 0,00003 mikrogramı geçerse hem çevre hem de insanlar için büyük riskler oluşturabilir. Fakat bu elementin insan vücudu için riskler oluşturabilmesi vücuda hangi yollarla alındığına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Örneğin deri üzerinde bulunan açık halde bir yaraya Plütonyum elementinin temas etmesi risk boyutunu kansere kadar ilerletebilmektedir. Eğer plütonyum tanecikleri havaya tutunmuşsa, solunum sonucunda bu da akciğer kanserine sebebiyet verebilecek bir başka risk grubudur. Aynı şekilde vücuda alınan Plütonyum elementi kemik sağlığına zarar vermekle beraber kemik kanserine de yol açabilmektedir.  Plütonyum atıkları çevreye çok fazla kirlilik ve zarar vermektedir. Nükleer reaktörlerde bulunan plütonyum elementine ait artıkları ve nükleer denemeler sebebiyle çevreye plütonyum yayılmaktadır. Bu nedenle özellikle nükleer testlerin yapıldığı bölgelerde riskli çevre felaketlerine yol açmaktadır.

Plütonyum Elementlerinin Kullanım Alanları Nelerdir?

Plütonyum elementi laboratuvar ortamında yapay olarak nükleer reaktörlere hizmet amacıyla üretilen bir elementtir. Yapay olarak elde edilen bu Pu-239 fisyon diğer bir adıyla çekirdek bölünebilmesi özelliklerine sahiptir ve nükleer reaktörlerden açığa çıkan bir yan ürün olarak elde edilmektedir. Pu-239 atom ve hidrojen bombalarında çok fazla kullanılan önemli bir nükleer patlayıcı maddesidir. Aynı zamanda Plütonyum elementinin kullanım alanları arasında sıvı metali soğutmayı hedefleyen nükleer reaktörlerde de kullanımı planlanmaktadır. Plütonyum elementini diğer transuranyum elementlerinden ayıran en önemli özelliklerden biri; hem nükleer silah olarak kullanılabilmesi hem de nükleer reaktörlerde uranyum elementinin yerini tolore edebilmesidir. Tıp ve metalürji alanlarına ait uygulamalarda da Pu-242 ve Pu-244 izotopları kullanılmaktadır. Atom pillerinin üretiminde de plütonyum elementinden sıkça faydalanılmaktadır. Plütonyum elementi yaygın olarak nükleer silah yapımında da kullanılmaktadır.