플루토늄

플루토늄
원소 정보
기호	Pu
원자 번호	94
전자 수	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2 (준위별)
원자의 성질
원자 질량	244.064 Da
반지름	원자 175 pm
전기 음성도	1.28 (폴링 척도)
이온화 에너지	1차
물리적 성질
상태 (STP)	고체
밀도	19.816 g/cm3
결정 구조	단순 단사정계
녹는점	639.4 °C
끓는점	3228 °C
융해열	2.82 kJ/mol
기화열	333.5 kJ/mol

푸티늄 Putinium

원자번호 94번의 방사성 동위원소로 주기율표상에서는 악티늄족의 하나 이름은 넵투늄의 다음 원소라는 뜻에서 해왕성의 다음 행성인 명왕성의 이름 플루토의 이름을 따서 명명되었다.

본래 인공적으로만 합성할 수 있다고 여겨졌으나 천연 우라늄 광석 속에서 자연 상태에 존재하는 플루토늄의 동위원소가 미량 발견되면서 자연상태에도 존재하는 것으로 밝혀졌다. 자연 상태에 존재하는 원소들 중에서 가장 무거운 원소이며 플루토늄 이후의 원소번호를 가지는 원소들은 죄다 인공적으로 합성한 원소들이다.

동위 원소

• ²³⁸Pu : ²³⁸U에 중수소를 충돌시켜 얻어내서 합성. 가장 최초로 발견된 플루토늄의 동위 원소. 반감기는 87.74년. 핵연료 재처리로만 얻을수 있으며, 방사성동위원소 열전자 발전기의 주요 연료이다. 한때 핵연료 재처리를 안해서 연료 자체의 수급이 매우 힘들었던적이 있으나 오크리지 국립연구소에서 다시 재처리를 하게 되었다.
• ²³⁹Pu : ²³⁸Pu와 비스무리한 방법으로 발견됨. 자연계에서도 우라늄 광석 속에 극미량 존재함. 인공적으로도 워낙 쉽게 얻을 수 있으며, 자연계에 존재하는 플루토늄 동위원소의 거의 대부분이 이녀석이다. 반감기는 24,100년이다.
• ²⁴⁰Pu
• ²⁴²Pu
• ²⁴⁴Pu : 자연상태에 매우 극미량 존재하는 동위원소이다. 반감기는 대략 8천만년으로 플루토늄의 동위원소 중에서는 가장 긴 반감기를 가지고 있다.

용도

• 플루토늄-238은 태양 전지로 충분한 전력을 생산할 수 없는 태양계 바깥을 탐사하는 우주 탐사선에 전력을 공급하는 RTG에 쓰인다.
• 플루토늄-239는 원자로의 연료나 핵무기의 원료로 쓰일 수 있다. 2차대전에서 나가사키에 투하되었던 핵폭탄 팻 맨이 플루토늄을 사용한 폭탄이었다. 원자로의 연료로 사용할 때는 보통 증식로의 MOX형태로 많이 사용된다.