[科普中国]-钚酰

钚酰，即硝酸钚(VI)酰，是一种具有强放射性的无机化合物，化学式为PuO2(NO3)2。从溶液中可结晶出六水合物，将此水合物加热至150℃，得到无水物。

简介钚酰，即硝酸钚(VI)酰，是一种具有强放射性的无机化合物，化学式为PuO2(NO3)2。从溶液中可结晶出六水合物，将此水合物加热至150℃，得到无水物。1

放射性放射性或辐射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线，（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变形成稳定的元素而停止放射（衰变产物），这种现象称为放射性。衰变时放出的能量称为衰变能量。原子序数在83（铋）或以上的元素都具有放射性，但某些原子序数小于83的元素（如锝）也具有放射性。而有趣的是，从原子序84开始一直到锫元素有以下特性：原子序是偶数的，半衰期都比相邻的长。这是由于原子序数为偶数的元素的原子核含有适当数量的质子和中子，能够形成有利的配置结构。〈即魔数〉

对单一原子来说，放射性衰变依照量子力学是随机过程，无法预测特定一个原子是否会衰变。不过原子衰变的机率不会随着原子存在的时间长短而改变。对大量的原子而言，可以用量测衰变常数计算衰变速率及半衰期。其半衰期没有已知的时间上下限，范围可以到55个数量级，短至几乎瞬间，长至久于宇宙年龄。

有许多种不同的放射性衰变。衰变或是能量的减少都会使有某种原子核的原子（父放射核素）转变为有另一种原子核的原子，或是其中子或质子的数量不同，称为子体核素。在一些衰变中，父放射核素和子体核素是不同的化学元素，因此衰变后产生了新的元素，这称为核嬗变。

最早发现的衰变是α衰变、β衰变、γ衰变。α衰变是原子核放出α粒子（氦原子核），是最常见释放核子的衰变，不过原子核偶尔也会释放质子，或者释放其他特殊的核子（称为簇衰变）。β衰变是原子核释放电子（或正子）及反微中子，会将质子转变为中子（或是将中子转变为质子）。核子也可能捕获轨道上的电子，使质子转变为中子，这为电子捕获，上述的衰变都属于核嬗变。

相反的，也有一些核衰变不会产生新的元素，受激态原子核的能量以伽马射线的方式释出，称为伽马衰变，或是将激发态原子核将能量转移至轨道电子上，轨道电子再脱离原子，称为内部转换。若是核子中有大量高度受激的中子，有时会以中子发射的方式释放能量。另外一种核衰变是将原来的原子核变为二个或多个较小的原子核，称为自发性的核分裂，出现在大量的不稳定核子自发性的衰变时，一般也会释放伽马射线、中子或是其他粒子。

地球上有28种化学元素具有放射性，其中有34种放射性同位素是在太阳系形成前就存在的。著名的例子像是铀和钍，但也包括在自然界中，半衰期长的同位素，例如钾-40。例如15种是半衰期短的同位素，像镭及氡，是由原始核素衰变后的产物，也有因为宇宙射线而产生的，像碳-14就是由宇宙射线撞击氮-14而产生。放射性同位素也可能是因为粒子加速器或核反应堆而人工合成，其中有650种的半衰期超过一小时，有数千种的半衰期更短。1

核燃料后处理核燃料后处理技术原指用化学分离和纯化的方法从经过辐照的核燃料中分离可裂变的钚同位素。但现代核燃料后处理已不仅仅着重于回收钚，还可以分离其它有用的元素，比如铀、甚至贵金属。

后处理技术有多重目的，其重要性随着时代变化而起伏。起初，核燃料后处理的唯一目的是分离可以用于制造原子弹的钚。随着核电站的普及，乏燃料越来越多，于是钚被作为核燃料用于热中子堆。含有钚的混合氧化物核燃料能够产生更多的电力，同时还能够消耗一部分钚。占乏燃料绝大部分的后处理铀可以用于快中子增殖反应堆。理论上，快中子堆还可以燃烧锕系元素。但是在铀价低廉的时代，快中子堆商业化面临很多困难。

核燃料后处理可以减少高放射性废物的体积，但却不能减低其放射性和衰变热。因此，核燃料后处理无法消除陆地埋藏核废料的必要性。政治上，核燃料后处理一直受到争议。有人声称该技术能够促进核扩散，以至于增加核恐怖主义的风险。核废料陆地埋藏点的选择也是一个热点问题。后处理的成本问题也一直为外界诟病。核燃料后处理厂造成的污染问题也是很多人反对此技术的一大动因。比如，大量自然界不存在放射性锝在核燃料后处理中进入环境。截至1986年，人类核反应堆一共排放了1600公斤锝，主要是在乏燃料后处理过程中排放的；大部分进入海洋。到2005年，最主要的排放源是英国谢拉斐尔德后处理厂（Sellafield Ltd）。据估计，1995年到1999年，该厂一共向爱尔兰海排放了900公斤锝。2000年后，法律规定该厂每年只能排放140公斤锝。该厂的排放导致某些海产品含有微量的锝。比如，英国坎布里亚郡西部捕获的欧洲龙虾和鱼含有1 Bq/公斤的锝。即便如此，欧洲许多国家、俄罗斯和日本都有商业运作的核燃料后处理厂。美国在布什总统当政时，曾有计划开始后处理核燃料，但该计划在奥巴马上台以后被搁置，而是着重于开展关于核燃料后处理的科学研究。1

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学