钚-239,核素符号239Pu,半衰期为2.41×104年,是钚最重要的同位素,常被用来制造核子武器。
基本信息
中文名称:钚-239
英文名称:Plutonium-239
核素符号:239Pu
原子序数:94
原子质量数:239.052
毒性分组:极毒组
半衰期:2.41×104年
主要来源
1、大气层核试验导致的239Pu的释放量达6.52PBq(根据90Sr在总沉积量中的份额估算)。
2、反应堆运行产物。
3、燃料后处理厂液态流出物及气态流出物。
4、核武器制造及其后处理。
5、核事故,如反应堆事故及军用飞机坠毁等。
6、宇宙飞船热电生产系统中的239Pu可少量进入环境。
监测方法
目前,监测环境中钚及其同位素的技术,主要有α谱测量法、光子闪烁法、液体闪烁计数α谱测量法、径迹法和质谱法。其中α谱测量法的应用最为普遍。国家标准推荐的方法是萃取色层或离子交换分离、α谱测量水及土壤中239Pu的方法。
(1)萃取色层法。大体积水中的钚在碱性条件下与钙镁的氢氧化物共沉淀,用6~8mol/L硝酸溶液溶解沉淀,制成样品溶液;土壤样品用8mol/L硝酸浸取,制备成样品溶液。样液经还原、氧化后,使钚以Pu(NO3)5−或Pu(NO3)62−阴离子形式通过三正辛胺萃取色层柱,钚以(R3NH)Pu(NO3)5或(R3NH)HPu(NO3)6络合物形式被吸附,经用盐酸和硝酸洗涤,进一步纯化钚。用草酸-硝酸混合溶液从色层柱上洗脱钚。在pH1.5~2.0条件下钚被沉积在不锈钢阴极上,在低本底α谱仪或低本底α计数器上测量239Pu和240Pu的活度。主要测量仪器和试剂及分析步骤参见《土壤钚的测定萃取色层法》(GB11219.1-89)和《水中钚的分析方法》(GB11225-89)及《食品中放射性物质检验钚-239、钚-240的测定》(GB14883.1-1994)。
(2)离子交换法。在7~8mol/L硝酸中,钚以Pu(NO3)62−阴离子形式为阴离子交换树脂所吸附。用8mol/L盐酸和8mol/L硝酸分别洗涤交换柱,以除去钍、铀等干扰离子。然后用盐酸-氢氟酸溶液使Pu(Ⅳ)还原为Pu(Ⅲ),实现钚的还原洗脱。在硝酸-硝酸铵溶液中电沉积制源,用低本底α谱仪或低本底α计数器测量239Pu和240Pu的活度。主要仪器和试剂及分析步骤参见《土壤中钚的测定离子交换法》(GB11219.2-89)、《水中钚的分析方法》(GB11225-89)及《食品中放射性物质检验钚-239、钚-240的测定》(GB14883.1-1994)。
(3)人体内污染检测:低能X、γ谱肺部测量,典型探测限1000Bq;尿样放化分离,α谱测量,典型探测限1mBq/L;粪样放化分离,α谱测量,典型探测限1mBq。
用途
1、军事:用于制造核武器的燃料。
2、核动力工业:核反应堆燃料。
3、宇宙航行。
4、气象研究。
5、生物学和医学等领域。