متآصلات البلوتونيوم

يوجد البلوتونيوم في مجموعة متنوعة من المتآصلات ، حتى عند الضغط الحوي. تختلف هذه المتآصلات بشكل كبير في التركيب البلوري والكثافة ؛ تختلف المتآصلات α و δفي الكثافة بأكثر من 25٪ عند ضغط ثابت.

نظرة عامة[عدل]

يحتوي البلوتونيوم عادةً على ستة تآصلات ويٌشكل متأصل سابع (زيتا ، ζ) في درجة حرارة عالية ونطاق ضغط محدود. ^[2] تتمتع هذه المتآصلات بمستويات طاقة متشابهة جدًا ولكنها متفاوتة بشكل كبير في الكثافة والتراكيب البلورية . هذا يجعل البلوتونيوم شديد الحساسية للتغيرات في درجة الحرارة أو الضغط أو الكيمياء ، ويسمح بتغييرات كبيرة في الحجم تبعا لانتقالات الطور . ^[3] على عكس معظم المواد ، تزداد كثافة البلوتونيوم عندما يذوب ، بنسبة 2.5٪ ، لكن المعدن السائل يُظهر انخفاضًا في الكثافة مع درجة الحرارة. ^[4] تختلف كثافات التآصلات المختلفة من 16.00 جرام / سم ³ إلى 19.86 جرام / سم ³ .

تصنيع البلوتونيوم[عدل]

إن وجود هذه المتآصلات العديدة يجعل تصنيع البلوتونيوم أمرًا صعبًا للغاية ، لأن حالته تتغير بسهولة شديدة. على سبيل المثال ، يوجد الطور α عند درجة حرارة الغرفة في البلوتونيوم غير المسبك. وله خصائص تصنيع مشابهة للحديد الزهر ولكنه يتغير إلى الطور β ( المرحلة التجريبية ) عند درجات حرارة أعلى قليلاً. أسباب مخطط طوره المعقد ليست مفهومة تماما ؛ ركزت الأبحاث الحديثة على بناء نماذج حاسوبية دقيقة لتحولات الطور. يتميز الطور α بهيكل بلوري أحادي الميل منخفض التماثل ، وبالتالي يكون ضعيف الموصلية والهشاشة والقوة والانضغاط. ^[5]

الاستقرار[عدل]

يوجد البلوتونيوم في الطور δ ( طور دلتا ) عادة بين درجة حرارة 310 درجة مئوية إلى 452 درجة مئوية ولكنه مستقر في درجة حرارة الغرفة عند خلطه (سباكته) بنسبة صغيرة من الغاليوم أو الألومنيوم أو السيريوم ، مما يعزز قابلية التشكيل ويسمح له باللحام في تطبيقات الأسلحة. يتميز طور δ بطابع معدني نموذجي ، وهو قوي ومرن مثل الألومنيوم. في أسلحة الانشطار ، ستؤدي موجات الصدمة المتفجرة المستخدمة لضغط قلب البلوتونيوم أيضًا إلى الانتقال من طور البلوتونيوم المعتادة من طور δ دلتا إلى طور ألفا الأكثر كثافة ، مما يساعد بشكل كبير على تحقيق النقطة أو المنطقة الحرجة الفائقة . ^[6] سبيكة البلوتونيوم-الغاليوم هي السبائك الأكثر شيوعًا المستقرة δ.

يمكن للغاليوم والألمنيوم والأمريسيوم والسكانديوم والسيريوم أن يجعل طور δ البلوتونيوم مستقرا في درجة حرارة الغرفة. يسمح السيليكون والإنديوم والزنك والزركونيوم بتكوين طور δ غير مستقرة عند تبريده بسرعة. تسمح كمية كبيرة من الهافنيوم والهولميوم والثاليوم أيضًا بالاحتفاظ ببعض طور δ في درجة حرارة الغرفة. النبتونيوم هو العنصر الوحيد الذي يمكنه تثبيت الطور α (ألفا) عند درجات حرارة أعلى. يعمل التيتانيوم والهافنيوم والزركونيوم على استقرار الطور β (بيتا) عند درجة حرارة الغرفة عند تبريده بسرعة. ^[7]

المراجع[عدل]

^ Baker، Richard D.؛ Hecker, Siegfried S.؛ Harbur, Delbert R. (Winter–Spring 1983). "Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream" (PDF). Los Alamos Science. Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.
^ Baker، Richard D.؛ Hecker, Siegfried S.؛ Harbur, Delbert R. (Winter–Spring 1983). "Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream" (PDF). Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.
^ Hecker، Siegfried S. (2000). "Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure" (PDF). Los Alamos Science. ج. 26: 290–335. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.
^ Miner، William N.؛ Schonfeld, Fred W. (1968). "Plutonium". في Clifford A. Hampel (المحرر). The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. ص. 544. مؤرشف من الأصل في 2022-09-01.
^ Baker، Richard D.؛ Hecker, Siegfried S.؛ Harbur, Delbert R. (Winter–Spring 1983). "Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream" (PDF). Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.Baker, Richard D.; Hecker, Siegfried S.; Harbur, Delbert R. (Winter–Spring 1983). "Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream" (PDF). Los Alamos Science. Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151.
^ Plutonium Crystal Phase Transitions. Globalsecurity.org (27 April 2005). Retrieved 2010-02-08. نسخة محفوظة 2023-03-06 على موقع واي باك مشين.
^ Hecker، Siegfried S. (2000). "Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure" (PDF). Los Alamos Science. ج. 26: 290–335. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.Hecker, Siegfried S. (2000). "Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure" (PDF). Los Alamos Science. 26: 290–335.
^ David A. Young (11 سبتمبر 1975). "Phase Diagrams of the Elements" (PDF). Lawrence Livermore Laboratory. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-26.

[Baker1983-1] Baker، Richard D.؛ Hecker, Siegfried S.؛ Harbur, Delbert R. (Winter–Spring 1983). "Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream" (PDF). Los Alamos Science. Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.

[مولد_تلقائيا1-2] Baker، Richard D.؛ Hecker, Siegfried S.؛ Harbur, Delbert R. (Winter–Spring 1983). "Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream" (PDF). Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.

[HeckerPlutonium-3] Hecker، Siegfried S. (2000). "Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure" (PDF). Los Alamos Science. ج. 26: 290–335. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.

[4] Miner، William N.؛ Schonfeld, Fred W. (1968). "Plutonium". في Clifford A. Hampel (المحرر). The Encyclopedia of the Chemical Elements. New York: Reinhold Book Corporation. ص. 544. مؤرشف من الأصل في 2022-09-01.

[مولد_تلقائيا2-5] Baker، Richard D.؛ Hecker, Siegfried S.؛ Harbur, Delbert R. (Winter–Spring 1983). "Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream" (PDF). Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.Baker, Richard D.; Hecker, Siegfried S.; Harbur, Delbert R. (Winter–Spring 1983). "Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream" (PDF). Los Alamos Science. Los Alamos National Laboratory: 148, 150–151.

[6] Plutonium Crystal Phase Transitions. Globalsecurity.org (27 April 2005). Retrieved 2010-02-08. نسخة محفوظة 2023-03-06 على موقع واي باك مشين.

[مولد_تلقائيا3-7] Hecker، Siegfried S. (2000). "Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure" (PDF). Los Alamos Science. ج. 26: 290–335. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-06.Hecker, Siegfried S. (2000). "Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure" (PDF). Los Alamos Science. 26: 290–335.

[8] David A. Young (11 سبتمبر 1975). "Phase Diagrams of the Elements" (PDF). Lawrence Livermore Laboratory. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2023-03-26.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]