3703947766

14 1. WPROWADZENIE

stałością po wydarzeniu inicjującym powstanie Ziemi i pierwiastków ciężkich jest m.in. ²⁴⁴Pu odkryty w minerałach bastnazytu prekambryjskiego przez Hoffmana et. al. w 1971 r. [29],

Naturalne ślady innego izotopu plutonu (²³⁹Pu) zostały odkryte w złożach U, z których największe znajduje się w Oklo na terenie Gabonu (Afryka). Około 2 miliardów lat temu, kiedy koncentracja ²³⁵U, w tych złożach, była dziesięciokrotnie większa niż obecnie, neutrony powstałe w wyniku spontanicznego rozszczepienia tego izotopu wchodząc w reakcję z ²³⁸U spowodowały powstanie ok. 4 t ²³⁹Pu. Na przestrzeni lat izotop ten praktycznie całkowicie się rozpadł, jednak jego śladowe ilości, jak i skład izotopowy U stanowią dowód procesu, który tam zachodził. Innym sposobem powstania naturalnego ²³⁹Pu jest reakcja ²³⁸U z neutronami naturalnego tła promieniowania (niekoniecznie pochodzącymi z rozszczepienia ²³⁵U) [53].

Odkrycie Pu

Początek XX w. w fizyce to badania teoretyczne i eksperymentalne nad budową atomu. Sekwencja zdarzeń takich jak:

•    stworzenie kompletnej teorii budowy atomu wodoru (1913 r. N.Bohr),

•    odkrycie neutronu (1932 r. J.Chadwick),

•    odkrycie i interpretacja zjawiska rozszczepienia jądra atomowego (1938 r. L.Meitner, O.Hahn, F.Strassmann, O.R.Frisch),

determinuje badania nad „nowymi” pierwiastkami. Z uwagi na przewidywane własności fizykochemiczne pierwiastków, badania nad nimi nie ustają nawet wówczas gdy dochodzi do wybuchu II wojny światowej. 23 lutego 1941 r. grupa pracująca na uniwersytecie w Berkley (USA) pod kierownictwem G.Seaborga w skład której wchodził m.in.: A.Wahl, J.W.Kennedy, E.McMillan w procesie bombardowania ²³⁸U deuteronami (rów. 1.1) otrzymała i zidentyfikowała ²³⁸Pu.

²³⁸I7 +² H ->²³⁸ Np + 2n

²³⁸JVp-»/J-->²³⁸ Pm    (1.1)

Ze względu na ograniczone możliwości techniczne pozyskiwania tego izotopu Pu (jedynie śladowe ilości) postanowiono skupić uwagę na innym, ²³⁹Pu. O jego istnieniu (na podstawie teorii opartej o błędne założenia) informował E.Fermi już w 1934 r., ale dopiero w 1942r. na uniwersytecie w Chicago grupie, którą współtworzył wraz z L.Szilard’em i innymi udało się potwierdzić istnienie ²³⁹Pu. Podczas swoich badań wykorzystali reakcję wysokoenergetycznych neutronów reaktorowych z ²³⁸U.

²³⁸C/ _{+ n}^²³⁹ _Pu    (1.2)

Stosując taką metodę otrzymywano masowe ilości ²³⁹Pu. Badania przez kilka lat były utajnione gdyż wchodziły w zakres Projektu Manhattan, a wyniki opublikowano kilka lat później.

Inne izotopy Pu takie jak: ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Pu, ²⁴²Pu, ²⁴⁴Pu zostały odkryte w latach późniejszych w reakcjach wielokrotnego wychwytu neutronów przez jądro ²³⁹Pu.