9157473973

reakcjach aktywacji U i kolejnych rozpadach beta minus. Należy podkreślić, że z racji swojego czasu połowicznego zaniku izotop ten musiał być obecny w znacznie większych ilościach we wczesnych fazach powstawania życia na Ziemi [Tay lor, 2001] - ślady w ilościach rzędu 10 g w skali całego globu pozostały do dziś. Przypuszcza się, że ²⁴⁴Pu może pochodzić z opadu materii kosmicznej ze stałego źródła [Hoffman i inni, 1971] lub ze względnie bliskiego i niezbyt odległego w geologicznej skali czasu wybuchu supernowej [Choppin i inni, 1995],

Pluton odkryto w 1940 r . [Seaborg i inni, 1946] w eksperymencie prowadzonym w Berkeley z wykorzystaniem cyklotronu o średnicy nabiegunników 150 cm, przy energii deuteronów 32 MeV w reakcji:

²³⁸U(d, 2n) ²³⁸Np -> ²³⁸Pu+v_e+e-    {2}

50/7

W 1941 odkryto rozszczepialny izotop ²³⁹Pu, przez co zainteresowanie tym pierwiastkiem gwałtownie wzrosło. Otrzymywanie Pu na skalę laboratoryjną rozpoczęto w 1942, a na skalę przemysłową w 1944. Pluton znalazł przede wszystkim zastosowanie militarne jako materiał rozszczepialny stosowany w ładunkach jądrowych. Masa krytyczna dla ²³⁹Pu wynosi [Kudo, 2001] co najmniej 250-300 g („co najmniej” gdyż masa krytyczna zależ}' też od formy geometrycznej ładunku). Oprócz zastosowań militarnych próbowano wykorzystać Pu w innych celach. Izotop ²™Pu stosowano w czujnikach dymów oraz w amerykańskich ogniwach izotopowych SNAP (Satellite Nuclear Auxiliary Power). Próbowano wykorzystać w metalurgii ²⁴⁴Pu jako dodatku do stopów. Cywilizacja ziemska wytworzyła około 1200 t plutonu [Taylor, 1995], Ocenia się, że militarne zapasy wydzielonego Pu [Ibrahim, 1995] w poszczególnych krajach wynoszą: Federacja Rosyjska 1301, USA 89 t, Francja 6 t, Wielka Brytania 3 t, ChRL 2.5 t, Izrael od 350 do 700 kg, Indie 360 kg. Znaczące ilości Pu posiadają ponadto Argentyna, Brazylia, KRLD i Pakistan. Obecne tempo produkcji plutonu utrzymuje się na poziomie około 20 t/rok.

Na skutek działalności człowieka, w środowisku przyrodniczym obecne są izotopy alfa-promieniotwórcze plutonu: ²³⁸Pu, ²³⁹P, ^24,lPu, ²⁴²Pu i ²⁴⁴Pu oraz prawie czysto beta-promieniotwórczy ⁴¹Pu, z którego powstaje ^24lAm (²⁴¹Pu z małym prawdopodobieństwem, rzędu 0.1%, ulega też rozpadowi alfa, w wyniku czego powstaje ²³⁷U). Uwolnienia do środow iska Pu związane były przede wszystkim z atmosferycznymi testami broni jądrowej. W latach 1945-1963 przeprowadzono w otwartej atmosferze 423 wybuchy jądrowe i termojądrowe. Do atmosfery dostało się [Taylor, 1995] około 4.5 1 ²³⁹Pu, 1 1 ²⁴⁰Pu, 200 kg ²⁴²Pu, 95 kg ^24lPu, lkg ²³⁸Pu i bliżej nie znana, ale mada, masa ²⁴⁴Pu. Po testach wystąpiło zjawisko określane mianem „globalnego opadu promieniotwórczego" - cala powierzchnia globu została skażona (w różnym stopniu) rozproszonymi w wybuchach substancjami. Czas połowicznego „wypadania" Pu z atmosfery oceniano się na 4 lata [UNSCEAR, 1982], Dodatkowy 1 kg ²³⁸Pu rozproszonego w środow isku pochodzi z katastrofy amerykańskiego satelity SNAP-9A. Do katastrofy - spłonięcia w czasie wejścia w atmosferę - doszło w kwietniu 1964 roku nad Madagaskarem na wysokości w przy bliżeniu 50 km, a więc w stratosferze, co spowodowało, że opad ten objął sw oim zasięgiem całą Ziemię [UNSCEAR, 1982],

Rys. 1. Średnia skumulowana depozycja ^2,9+240Pu dla pasów szerokości geograficznej (A) i przebieg czasowy depozycji ^239+240Pu _w skali globu (B). Przed 1958 szacowane [UNSCEAR, 1977 i 1982],

11