[科普中国]-氧化钚

plutonium oxide

分子式：PuO或PuO2

二氧化钚是一种稳定的陶瓷材料，在水中溶解度极低，熔点高（2,390℃）。由于钚的放射性α衰变，PuO2具有温暖触感。与所有钚化合物一样，它受“不扩散核武器条约”的管制。1二氧化钚，特别是在高温下烧结后，十分难溶，常用沸腾的硝酸-氧氟酸来溶解。二氧化钚具有熔点高，辐照稳定性高，与金属及反应堆冷却剂相容，易于制造等优点。被用作动力反应堆核燃料，也常与二氧化铀混合制成混合氧化物燃料。由于强放射性，放置时甚至会发光。

结构cF12晶群，萤石型晶体。

Pu4 +中心以面心立方阵列组织，氧化物离子占据四面体孔。PuO2作为核燃料的原因是八面体孔的空位允许裂变产物的空间。在核裂变中，钚的一个原子分成两个。八面体孔的空位为新产品提供了空间，并允许PuO2整体保持其结构完整性。2

制备钚金属在氧气氛中自发氧化成PuO 2

通常由草酸钚和硝酸钚灼烧而得。高温下烧法的二氧化钚密度为11.46g/cm3，属萤石型结构。常为绿色，和粒度有关。。在钚在HNO3 / HF中溶解时，在核燃料后处理中获得草酸钚。钚二氧化物还可以从熔盐增殖反应堆中回收，其中剩余的铀作为其六氟化铀从盐中除去后，向燃料盐中加入碳酸钠可以获得二氧化钚。3

用途二氧化钚应用于核能发电。

PuO2与UO2一起用于核反应堆的燃料。钚-238二氧化物被用作若干深空太空船的燃料，例如“新地平线”冥王星探测器以及火星上的好奇号火星车。同位素通过发射产生热量的α衰变来发电。有人担心意外导致航天器再入地球大气层并分解和/或燃烧，导致钚分散在行星表面的大范围内或在上部大气层。

物理学家彼得·齐默尔曼（Richard Zimmerman）跟进泰德·泰勒（Ted Taylor）的一项建议，证明可以从氧化钚相对容易地制造低产量（1千吨）的核武器。4

毒性二氧化钚对人体有毒，特别是透过吸入。身体中钚氧化物的行为随着使用方式而变化。由于它是不溶的，摄入时，很大比例的物质会在身体废物中相当迅速地从体内消失。颗粒形式的颗粒尺寸小于10微米（0.01毫米）的钚氧化物，由于其α放射性，因此吸入是有毒的。5