钚 Pu

发现历史

钚于 1940年12月 在伯克利由格伦·西博格、埃德温·麦克米伦、约瑟夫·肯尼迪和阿瑟·沃尔首次制得。他们用回旋加速器产生的氘核轰击铀-238，生成镎-238，后者经β衰变变成94号元素。其化学鉴定于 1941年2月 完成。这第一种同位素就是钚-238。

几周之内，团队就证明钚-239像铀-235一样容易被慢中子引发裂变。由于第二次世界大战正在进行，这项工作被列为机密，直到1946年才发表。曼哈顿计划在华盛顿州汉福德建造了大型生产堆，以工业规模从铀中增殖钚。

钚-239是 1945年7月 新墨西哥州“三位一体”核试验装置以及同年8月投向长崎的原子弹的核心。冷战期间，美国和苏联生产了数百吨钚，这些库存的保障监督与处置至今仍是国际难题。

名称由来

继镎（海王星）之后，这种元素以当时被视为最外层行星的 冥王星（Pluto） 命名；普路托是罗马神话中的冥界之神。西博格一度考虑过“plutium”，最终定为 plutonium。按常理元素符号应为 Pl，但西博格开玩笑地提议用 Pu，因为它会让人联想到英语中形容难闻气味的感叹声“pee-yoo”，没想到竟毫无异议地被采纳了。中文“钚”为金字旁加“不”，取英文名首音 bù。

主要用途

• 核电：在任何铀反应堆中，都有一部分铀-238转变为钚-239，后者随即裂变并提供部分能量。一些国家把分离出的钚回收制成铀钚混合氧化物（MOX）燃料。
• 空间电源：钚-238能稳定放热，半衰期也恰到好处，因此为旅行者号、卡西尼号、好奇号和毅力号等任务的放射性同位素电源提供能量。
• 武器：钚-239是核武器的主要易裂变材料，因此国际原子能机构对钚的库存实行严密监控。
• 过去的医疗用途：20世纪70年代，曾有一批心脏起搏器以小型钚-238源供电。

同位素

钚没有稳定同位素。最重要的 钚-239 半衰期约为24,100年。钚-238 的半衰期约88年，放热强度足以用作电源。钚-240（约6,560年）容易发生自发裂变，其比例是区分武器级与反应堆级钚的依据。钚-241（约14年）会衰变为镅-241。寿命最长的同位素是 钚-244，半衰期约8,000万年。

日常生活中

日常生活中没有人会接触到钚，但1945年至1980年间大气层核试验的沉降物，已在全球土壤中留下了微量的钚。它的α射线一张纸就能挡住，因此在体外几乎没有危害。然而一旦吸入，颗粒可在肺、骨骼和肝脏中滞留数十年，增加患癌风险，所以凡是处理钚的场所，防止吸入都是首要的安全原则。它的储存也受到严格控制，因为在一处聚集过多可能引发临界事故。