Urāns pret plutoniju
Urāns un plutonijs ir aktinīdu sērijas radioaktīvie elementi.
Urāns
Urāna simbols ir U, un tas ir 92nd elements periodiskajā tabulā. Tātad tajā ir 92 elektroni un 92 protoni. Urāna elektronu konfigurāciju var uzrakstīt kā [Rn] 5f3 6d1 7s2 Tam ir seši valences elektroni, kas atrodas s, d un f orbitālēs. Urāns ir aktinīdu sērijā. Tā ir sudrabaini b alta cieta viela. Urāns tiek uzskatīts par metālisku ķīmisko elementu. Urāns ir ciets, kaļams un elastīgs. Lai gan tas tiek uzskatīts par metālu, tas ir slikts elektrības vadītājs. Bet tas ir stipri elektropozitīvs. Turklāt urāns ir nedaudz paramagnētisks. Urānam ir ļoti augsts blīvums, kas ir aptuveni 19,1 g·cm−3 Urāns, būdams metāls, reaģē ar lielāko daļu nemetālu elementu un to savienojumu. Reaktivitāte palielinās līdz ar temperatūru. Spēcīgas skābes, piemēram, sālsskābe un slāpekļskābe, arī reaģē ar urānu un izšķīdina to. Iedarbojoties ar gaisu, urāns veido urāna oksīda slāni, kas ir tumšā krāsā (tas notiek, ja urāns ir mazās daļiņās).
Urānam ir seši izotopi, sākot no U-233 līdz U-238. Tātad tiem ir 141 līdz 146 neitroni, bet visbiežāk sastopamie izotopi ir U-238 un U-235. Ir zināms, ka urāns ir radioaktīvs metāls. Kad tas sadalās, tas izstaro alfa daļiņas, un urāna radioaktivitāte ir ļoti lēna. Tātad U-238 pussabrukšanas periods ir aptuveni 4,47 miljardi gadu, bet U-235 pussabrukšanas periods ir aptuveni 7,4 miljoni gadu. Urāns dabiski atrodas uz zemes rūdās, taču tas ir ļoti nelielā koncentrācijā, un to ekstrahē un pārvērš urāna dioksīdā vai citās ķīmiskās formās, lai to varētu izmantot rūpniecībā. Tā kā urāns lēnām sadalās, to izmanto, lai noteiktu zemes vecumu. U-235 spēj uzsākt kodolķēdes reakciju. Tas ir skaldāms. Tātad, kad to bombardē ar neitroniem, U-235 kodoli tiek sadalīti divos mazākos kodolos un atbrīvo saistīšanas enerģiju un vairāk kodolu. Šīs ķēdes reakcijas dēļ var notikt sprādziens. Tātad urānu izmanto kodolreaktoros, atomelektrostacijās un atombumbās.
Plutonijs
Plutonija ķīmiskais simbols ir Pu. Tā atomskaitlis ir 94. Plutonijs ir trans-urāna radioaktīvs elements aktinīdu sērijā. Tas ir ciets metāls ar sudrabaini pelēku izskatu. Plutonija elektroniskā konfigurācija ir [Rn] 5f6 7s2, un tā parāda četrus oksidācijas stāvokļus. Plutonijam ir seši allotropi. Istabas temperatūrā alfa forma ir visizplatītākais un stabilākais plutonija allotrops. Tas ir ciets un trausls. Lai gan tas ir metāls, tas nav labs siltuma vai elektrības vadītājs. Plutonijs reaģē ar nemetāliem, piemēram, halogēniem, oglekli, silīciju utt. Saskaroties ar gaisu, tas ātri oksidējas, un oksīda slānis ir blāvi pelēkā krāsā. Plutonija viršanas temperatūra ir neparasti augsta, kas ir aptuveni 3228 °C. Kušanas temperatūra ir 639,4 °C, kas ir salīdzinoši zema. Starp plutonija izotopiem Pu-239 ir skaldāmais izotops. Tātad šis izotops tiek izmantots kodolieročos un citās sprāgstvielās. To izmanto arī enerģijas un siltuma ražošanai.
Kāda ir atšķirība starp urānu un plutoniju?
• Urāna atomu skaits ir 92, bet plutonija atomu skaits ir 94.
• Plutonijā ir seši f elektroni, savukārt urānā ir tikai trīs.
• Plutonija izotopiem ir daudz mazāks kalpošanas laiks salīdzinājumā ar urāna izotopiem.
• Plutoniju var mākslīgi iegūt ar urānu.
