Оксид плутония(IV) — бинарное неорганическое химическое соединение четырёхвалентного плутония и кислорода. Соединение радиоактивно и нашло своё применение в ядерной энергетике в качестве ядерного топлива.
| Оксид плутония(IV) | |
|---|---|
 | |
| Систематическое название | Оксид плутония(IV) |
| Другие названия | Диоксид плутония |
| Химическая формула | PuO2 |
| Эмпирическая формула | O2Pu |
| Внешний вид | Коричневые кристаллы |
| Свойства | |
| Молярная масса | 276,06 г/моль |
| Температура плавления | 2400 °C (2673,15 К) |
| Температура кипения | 2800 °C (3073,15 К) |
| Плотность | 11,5 г/см³ |
| Растворимость в воде | практически нерастворим г/100 мл |
| Структура | |
| Кристаллическая решётка |
|
| Координационное число | Тетраэдрическая (O2−); кубическая (Pu4+) |
| Классификация | |
| Регистрационный номер CAS | 12059-95-9 |
| Регистрационный номер EINECS | 235-037-3 |
| Безопасность | |
| NFPA 704 | |
| Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа). |
Соединение обладает специфическими свойствами, так как может принимать разные цвета окраски (от жёлтого до оливкового), которые зависят от метода и температуры получения соединения[1].
![]()
![]()
Структура![]()
Править
Диоксид плутония кристаллизуется в кубическую структуру типа флюорита, в которой центральные Pu4+ формируют гранецентрированную кубическую сингонию, а O2− формируют тетраэдр[2].
![]()
![]()
Получение![]()
Править
Металлический плутоний спонтанно окисляется не только в PuO2, но и во множество других оксидов (химия плутония считается одной из самых сложных) в токе кислорода. Соединение получается при кальцинации гексагидрата оксалата плутония(IV) Pu(C2O4)2·6H2O при 600 °C. Оксалат образуется при переработке ядерного топлива.
![]()
![]()
Свойства![]()
Править
При сплавлении диоксида плутония с оксидами металлов образуются соответствующие оксоплутонаты(IV). Известны оксоплутонаты щелочных металлов, например, Li8PuO6.
![]()
![]()
Применение![]()
Править
Диоксид плутония нашел своё применение в MOX-топливе для ядерных реакторов. Диоксид плутония-238 применяется в качестве долговременного источника энергии для космических аппаратов таких как, например, Новые горизонты.
Соединение может применяться в качестве ядерного заряда мощностью до 1 кт[3].
![]()
![]()
Опасность применения![]()
Править
Соединение радиотоксично из-за радиоактивного излучения плутония[4].
![]()
![]()
Примечания![]()
Править
↑
Nitric acid processing
(англ.). Los Alamos National Laboratory. Дата обращения: 18 ноября 2010. Архивировано 4 июля 2012 года.
↑
Гринвуд Н. Н., Эрншо А. Химия элементов = Chemistry of the elements. — Оксфорд: Pergamon, 1984. — С. 1471. — ISBN 0-08-022057-6.
↑
Michael Singer; David Weir; Newman Canfield. Nuclear Nightmare: America's Worst Fear Come True (англ.) // Журнал New York Magazine : статья. — 1979.
↑
Toxicological Profile For Plutonium
(англ.) (pdf). U.S. Department of Health and Human Services (27 сентября 2007). Дата обращения: 18 ноября 2010. Архивировано 4 июля 2012 года.