[拼音]：bu
[外文]：plutonium
一种人工放射性元素，化学符号Pu，原子序数94，属锕系元素，为银白色金属。半衰期最长的同位素是钚244。仿照铀、镎的命名，钚以冥王星(Pluto)命名。
发现
钚是继93号元素镎之后发现的第二个超铀元素。1940年末，G.T.西博格、E.M.麦克米伦、J.W.肯尼迪和A.C.沃尔在美国用60英寸回旋加速加速的16兆电子伏氘核轰击铀时发现了钚238。其核反应为：
(1)
第二年，肯尼迪、西博格、E.G.塞格雷和沃尔又发现了钚的最重要的同位素钚239。
钚的全部同位素都是通过人工核反应发现的。后来人们在自然界中找到了两种钚同位素。一种是从氟碳铈镧矿中找到的微量钚 244，具有足够长的半衰期，因此，它可能是地球上原始就存在的；另一种是从含铀矿物中找到的钚239，它没有钚244那样长的半衰期，是铀中的铀238吸收自然界中的中子而形成的。形成过程为：
(2)
性质
核性质
已发现质量数232～246的全部钚同位素，其主要核性质见表1。
物理和化学性质
金属钚的熔点为 640℃， 沸点3234℃。从室温到熔点之间有六种同素异形体（表2 ），这是冶金学上很独特的现象。
金属钚在空气中的氧化速率与湿度有关，在干燥的空气中由于氧化膜的保护作用，氧化十分缓慢；但在水汽存在下，由于它能破坏氧化膜，使氧化趋于严重。金属钚在空气中有自燃的危险。
金属钚易溶于盐酸、氢溴酸、氢碘酸、氨基磺酸、磷酸、较浓的过氯酸和浓的三氯乙酸。由于钝化作用，金属钚不溶于硝酸和浓硫酸。
钚原子的电子构型为(Rn)5f66d07s2，在水溶液中有＋3～＋7五种氧化态，存在的形式为Pu3+、Pu4+、PuO娚、PuO卂、PuO幯，其中以四价态最稳定。七价态只在碱溶液中存在，五价态在pH为2～6间稳定。不同氧化态的离子有不同的颜色特征:Pu3+蓝紫色，Pu4+黄棕色，PuO娚微红色，PuO卂 粉红色。各种氧化态的钚形成络合物时，其稳定性有如下的次序:Pu(Ⅳ)＞Pu(Ⅲ)＞Pu(Ⅵ)＞Pu(Ⅴ)。各种氧化态钚所形成的氢氧化物的溶度积为:Pu(OH)4约10-56，PuO2(OH)2约10-23，Pu(OH)3约10-20，PuO2(OH)约10-10。
与铀、镎相似，处于中间氧化态的钚在一定条件下也发生歧化反应。钚(Ⅳ)在稀酸中按下式发生歧化反应：
3Pu4+＋2H2O2Pu3+＋PuO卂＋4H+
钚(Ⅴ)在中等以上浓度的酸中按以下反应式发生歧化反应：
3PuO娚＋4H+Pu4+＋2PuO卂＋2H2O
PuO娚＋Pu4+PuO卂＋Pu3+
由于歧化平衡中各氧化态钚的氧化还原电位十分接近，因此，在一定酸度条件下，平衡中各氧化态钚都可以相当的浓度共存于同一溶液中。这种现象是铀、镎所没有的。
制取
钚的大规模生产是通过反应堆中的核反应来实现的。在反应堆中铀238按反应式(2)生成钚 239，钚239留于反应堆中则可以进一步吸收中子，形成更重的钚同位素（如钚240、钚241、钚242等）。这样形成的钚是多种钚同位素的混合物，而且在反应堆中停留时间越长，则重同位素的含量越高。
从反应堆辐照铀燃料中分离钚是核燃料后处理的任务之一。历史上第一次工厂规模分离钚所用的化学过程为磷酸铋沉淀流程（见核燃料水法后处理），但现在世界上已普遍采用以磷酸三丁酯为萃取剂的普雷克斯流程。
钚238的生产是通过在反应堆中辐照镎237实现的，其形成过程为：
(3)
钚238的分离纯化也用化学方法，通常采用离子交换法或溶剂萃取法。
应用
钚239是易裂变核素，像铀235一样能用作核燃料，也用于制造核武器。更有意义的是钚用作快中子增殖反应堆的燃料，在这种反应堆中钚由于裂变反应(产生核能)而被消耗，但是与钚同时被放置于反应堆中的铀238吸收中子而形成了新的钚，而且新形成的钚比消耗掉的钚还要多。这样人们可以充分地（从理论上讲是全部地）将天然铀中的铀 238（占天然铀的99.275％）转变为钚而加以利用。
钚的另一个较重要的同位素是钚238，它可用于制作同位素电池，用作宇宙飞船、人造卫星、航标灯、极地气象站等的能源。
毒性
钚属于极毒性元素，钚239在人体中的最大容许积存量为0.6微克（1.48×102贝可），在放射性工作场所空气中的最大容许浓度为7.4×10-5贝可/升，在露天水源中的限制浓度为37贝可/升。
- 参考书目
- J. M.克利夫兰著，《钚化学》翻译组译：《钚化学》，科学出版社，北京，1974。(J. M. Cleveland， The Chemistry of Plutonium，Gordon & Breach， New York，1970.)
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