1945年，美國(guó)在日本長(zhǎng)崎投下原子彈，造成四萬(wàn)人死亡。原子彈內(nèi)的钚元素，更是讓數(shù)萬(wàn)人患癌致死，可以說(shuō)殺人于無(wú)形。钚，是一種放射性元素，早在1941年，科學(xué)家西博格在美國(guó)加州，首次利用中子撞擊鈾元素，分裂出钚元素。不過(guò)钚的最大殺傷力，是接觸到人體后，會(huì)深入骨髓，損害細(xì)胞，令細(xì)胞產(chǎn)生基因變異，引發(fā)癌癥?！?/p>
有專(zhuān)家表示，只要五克的分量，也就是大約一顆方糖那么多，就足以讓全球人類(lèi)死亡;而一粒藥片大小的钚，就可以毒死兩億人;更可怕的是，钚在自然環(huán)境中，幾千年甚至數(shù)千萬(wàn)年，都不會(huì)分解，對(duì)人體傷害深遠(yuǎn)。但醫(yī)師表示，有少數(shù)藥物可以幫助排出體內(nèi)的钚?！?/p>
但醫(yī)師也表示，這種方法排出钚的量有限，最好的預(yù)防辦法還是遠(yuǎn)離會(huì)釋出钚元素的核電站。钚有多個(gè)同位素，比如钚238、239、240等，同位素不同，穩(wěn)定性以及半衰期都有差異。狀態(tài)穩(wěn)定的钚元素，分裂速度會(huì)較慢，半衰期就會(huì)較長(zhǎng)，科學(xué)家會(huì)因應(yīng)不同特性，利用钚作不同用途。比如钚238，半衰期大約88年，通常用來(lái)驅(qū)動(dòng)太空船;而钚239，就會(huì)用于制造核武。除了人工制造，一般輕水反應(yīng)堆的核廢料中，也含有钚，但由于是钚242、钚240、钚239和238的混合物，濃度不足以制造核武。不過(guò)，一般核電站都是以氧化鈾為燃料，但日本福島核電站3號(hào)機(jī)組卻使用钚與鈾混合而成的和燃料，這是為什么呢?
快堆的全名是快中子增殖反應(yīng)堆，它的一個(gè)重要特點(diǎn)是，運(yùn)行時(shí)一方面消耗裂變?nèi)剂?，同時(shí)又生產(chǎn)出裂變?nèi)剂项?39等，而且產(chǎn)出大于消耗。理論上，快堆能將鈾資源的利用率提高到百分之百，但考慮到加工、處理中的損耗，一般來(lái)說(shuō)可以達(dá)到60%至70%的利用率，是壓水堆燃料利用率的130至160倍，等于將實(shí)際鈾資源的可采量提高上千倍。但有專(zhuān)家表示，快堆的應(yīng)用的國(guó)家較少，會(huì)帶來(lái)許多以前沒(méi)有出出現(xiàn)的問(wèn)題。
由于快堆能夠增殖產(chǎn)生的钚239，正是原子彈的原料，讓外界產(chǎn)生日本發(fā)展核武器的猜測(cè)?！?/p>
钚（英語(yǔ)：Plutonium ，臺(tái)灣譯作鈽）原子序數(shù)為94，元素符號(hào)是Pu，是一種具放射性的超鈾元素。它屬于錒系金屬，外表呈銀白色，接觸空氣后容易銹蝕、氧化，在表面生成無(wú)光澤的二氧化钚。钚有六種同素異形體和四種氧化態(tài)，易和碳、鹵素、氮、硅起化學(xué)反應(yīng)。钚暴露在潮濕的空氣中時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化物和氫化物，其體積最大可膨脹70%，屑狀的钚能自燃。它也是一種放射性毒物，會(huì)于骨髓中富集。因此，操作、處理钚元素具有一定的危險(xiǎn)性?！?/p>
钚的毒性并不像以前普遍流傳的那樣嚴(yán)重，也決不是“地球上毒性第二的物質(zhì)”，或其危害達(dá)到“微小粒致人死命”的程度。常見(jiàn)的氰化物、咖啡因、砷的毒性都比钚強(qiáng)。钚的致死量大于5mg?！?/p>
钚的毒理作用主要在于其重金屬性，侵入人體后會(huì)潛伏在人體肺部、骨骼等組織細(xì)胞中，破壞細(xì)胞基因從而導(dǎo)致癌癥。
钚是天然存在于自然界中的質(zhì)量最重的元素。它最穩(wěn)定的同位素是钚-244，半衰期約為八千萬(wàn)年，足夠使钚以微量存在于自然環(huán)境中?！?/p>
钚最重要的同位素是钚-239，半衰期為2.41萬(wàn)年，常被用制核子武器。钚-239和钚-241都易于裂變，即它們的原子核可以在慢速熱中子撞擊下產(chǎn)生核分裂，釋放出能量、伽馬射線以及中子輻射，從而形成核連鎖反應(yīng)，并應(yīng)用在核武器與核反應(yīng)爐上?！?/p>
钚-238的半衰期為88年，并放出α粒子。它是放射性同位素?zé)犭姍C(jī)的熱量來(lái)源，常用于驅(qū)動(dòng)太空船?！?/p>
钚-240自發(fā)裂變的比率很高，容易造成中子通量激增，因而影響了钚作為核武及反應(yīng)器燃料的適用性?！?/p>
分離钚同位素的過(guò)程成本極高又耗時(shí)費(fèi)力，因此钚的特定同位素時(shí)幾乎都是以特殊反應(yīng)合成?！?/p>
1934年，恩里科·費(fèi)米和羅馬大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布消息，表示他們發(fā)現(xiàn)了元素94。費(fèi)米將元素取名 “hesperium”，并曾在他1938年的諾貝爾獎(jiǎng)演說(shuō)中提及。然而，他們的研究成果其實(shí)是鋇、氪等許多其他元素的混合物，但由于當(dāng)時(shí)核分裂尚未發(fā)明，這個(gè)誤會(huì)便一直延續(xù)?！?/p>
1940年美國(guó)G.T.西博格、E.M.麥克米倫、J.W.肯尼迪和A.C.沃爾用152.4cm回旋加速器加速的16兆電子伏氘核轟擊鈾時(shí)發(fā)現(xiàn)钚-238。第二年又發(fā)現(xiàn)钚的最重要的同位素钚-239?！?/p>
1941年3月，科學(xué)家團(tuán)隊(duì)將報(bào)告寄給《物理評(píng)論》雜志，但由于發(fā)現(xiàn)了新元素的同位素（钚-239）能產(chǎn)生核分裂、往后或許能用于制造原子彈，而在出版前遭到撤回?；诎踩蛩?，報(bào)告延遲了一年、直到二次大戰(zhàn)結(jié)束后才順利登載?！?/p>
1945年，西博格比較了镎和钚，認(rèn)為它們與鈾的性質(zhì)相似，同時(shí)又與稀土元素中釤相似，在1945年發(fā)表了他編排的元素周期表，建立了與鑭系元素相同的錒系元素，把它們一起放置在元素周期表的下方，成為今天形式的元素周期表，并留下94號(hào)元素以后一系列的空位留待發(fā)現(xiàn)。
炸彈
同位素钚-239是核武器中最重要的裂變成份。將钚核置入反射體（質(zhì)量數(shù)大的物質(zhì)的反射層）中，能使逃逸的中子再反射回彈心，減少中子的損失，進(jìn)而降低钚達(dá)到臨界質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)量：從原需16公斤的钚，可減少至10公斤，即一個(gè)直徑約10厘米的球體的量。它的臨界質(zhì)量約僅有鈾-235的三分之一?！?/p>
曼哈頓計(jì)劃期間制造的“胖子原子彈”型钚彈，為了達(dá)到極高的密度而選擇使用易爆炸、壓縮的钚，再結(jié)合中心中子源，以刺激反應(yīng)進(jìn)行、提高反應(yīng)效率。因此，钚彈只需6.2公斤钚便可達(dá)到爆炸當(dāng)量，相當(dāng)于20公斤的三硝基甲苯（TNT）。在理想假設(shè)中，僅僅4公斤的钚原料（甚至更少），只要搭配復(fù)雜的裝配設(shè)計(jì)，就可制造出一個(gè)原子彈?！?/p>
核廢料
一般輕水反應(yīng)爐所產(chǎn)生的核廢料中含有钚，但為钚-242、钚-239和钚-238的混合物。它的濃度不足以制作成核武器，不過(guò)可以改用作一次性的混氧燃料（MOX fuel）。在反應(yīng)爐中以慢速熱中子放射線照射钚時(shí)，會(huì)偶然發(fā)生中子俘獲，而增加钚-242和钚-240的量。因此反應(yīng)進(jìn)行到第二輪之后，钚只能和快中子反應(yīng)堆反應(yīng)、消耗。在反應(yīng)器中沒(méi)有快中子時(shí)（普遍情況下），剩余的钚通常會(huì)被遺棄，形成壽命長(zhǎng)、處理棘手的核廢料成分。
能源與熱源
同位素钚-238的半衰期為87.74年。它會(huì)放出大量熱能，伴隨著低能的伽馬和自發(fā)裂變射線/粒子。它是α輻射體，同時(shí)具有高輻射能及低穿透性，故僅需低度防護(hù)措施。單一紙張就可以抵擋钚-238所放射出的α粒子；同時(shí)，每公斤的钚-238可產(chǎn)生約570瓦特?zé)崮堋?/p>
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