二氧化钚
编辑二氧化钚 或 (plutonia) 是化学式为 PuO2 的化合物。 这种高熔点固体是钚的主要化合物。 它的颜色可以从黄色到橄榄绿色不等，具体取决于颗粒大小、温度和生产方法。
结构
编辑PuO2 在萤石图案中结晶，Pu4+ 中心组织成面心立方阵列，氧化物离子占据四面体孔。 PuO2 之所以能用作核燃料，是因为八面体孔中的空位为裂变产物提供了空间。 在核裂变中，一个钚原子分裂成两个。 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。
属性
编辑二氧化钚是一种稳定的陶瓷材料，在水中的溶解度极低，熔点高 (2,744 °C)。 根据避免被任何容器材料污染的快速激光熔化研究的证据，熔点在 2011 年向上修正了数百度。
由于钚的放射性 α 衰变，PuO2 摸起来很暖和。 与所有钚化合物一样，它受《核不扩散条约》的管制。
综合
编辑钚在氧气气氛中自发氧化成二氧化铀。 二氧化钚主要通过在 300 °C 下煅烧草酸钚 (IV) Pu(C2O4)2·6H2O 制备。 钚草酸是在核燃料后处理过程中获得的，因为钚溶解在硝酸和氢氟酸溶液中。 二氧化钚也可以从熔盐增殖反应堆中回收，方法是在任何剩余的铀以六氟化物的形式从盐中去除后，向燃料盐中加入碳酸钠。
应用
编辑PuO2 与 UO2 一起用于核反应堆的 MOX 燃料。 二氧化钚 238 用作多种深空航天器的燃料，例如卡西尼号、航海者号、伽利略号和新视野号探测器以及火星上的好奇号和毅力号探测器。 同位素通过发射 α 粒子衰变，然后产生热量（参见放射性同位素热电发生器）。 有人担心从轨道意外重返地球大气层可能会导致航天器解体和/或燃烧，从而导致钚扩散到地球的大片区域 行星表面或高层大气中。 然而，尽管至少有两艘搭载氧化铀 RTG 的航天器重新进入地球大气层并烧毁（1968 年 5 月的 Nimbus B-1 和 1970 年 4 月的阿波罗 13 号登月舱），但两艘航天器的 RTG 在重返大气层并完好无损地幸存下来 ，并且在这两种情况下都没有发现环境污染； 事实上，Nimbus RTG 是从太平洋海底完好无损地打捞上来的，一年后在 Nimbus 3 号上发射。 无论如何，在 1964 年 Transit 5-BN-3 发射失败后，自 1960 年代中期以来，RTG 一直被设计成在再入和撞击的情况下保持完好（船上的早期钚 RTG 在再入时解体并分散 放射性物质进入马达加斯加北部的大气层，促使重新设计当时正在使用或正在开发的所有美国 RTG）。
物理学家彼得·齐默尔曼 (Peter Zimmerman) 遵循泰德·泰勒 (Ted Taylor) 的建议，证明用二氧化钚可以相对容易地制造低当量（1 千吨）核武器。 这种炸弹需要的临界质量比由元素钚制成的炸弹大得多（几乎大三倍，即使二氧化硅处于xxx晶体密度；如果二氧化硅呈粉末状，就像经常遇到的那样，临界质量会高得多 仍然），这是由于与元素钚相比，二氧化钚中钚的密度较低，而且所含空气中增加了惰性物质。
毒理学
编辑二氧化钚在体内的行为随服用方式的不同而不同。 摄入后，大部分会很快从身体废物中排出体外，但一小部分会在酸性胃液中溶解成离子并穿过血液屏障，以其他化学形式沉积在其他器官中，例如吞噬细胞中 肺、骨髓和肝脏。
微粒形式的二氧化钚如果被吸入，粒径小于 10 µm，由于其强烈的 α 辐射而具有放射毒性。
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