Verschil tussen plutonium en uranium

Belangrijkste verschil - Plutonium versus uranium

Transuranen zijn chemische elementen met een atoomnummer groter dan 92, het atoomnummer van het uraniumelement. Al deze transuraniumelementen zijn onstabiel en ondergaan radioactief verval. Plutonium is een transuraanelement met het atoomnummer 94. Uranium wordt ook beschouwd als een radioactief element vanwege zijn instabiliteit. Deze eigenschap van radioactief verval zorgt ervoor dat Plutonium en Uranium worden gebruikt als componenten in explosieven en energiebronnen. Het grootste verschil tussen plutonium en uranium is dat Plutonium is zeer radioactief terwijl Uranium zwak radioactief is.

Key Areas Covered

1. Wat is Plutonium
      - Definitie, eigenschappen, radioactiviteit
2. Wat is Uranium
      - Definitie, eigenschappen, radioactiviteit
3. Wat is het verschil tussen plutonium en uranium
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Belangrijkste termen: Plutonium (Pu), Radioactief verval, Transuraan, Uranium (U)

Wat is Plutonium

Plutonium is een kunstmatig chemisch element met het atoomnummer 94 en symbool Pu. In het periodiek systeem der elementen bevindt Plutonium zich in de actinidenreeks tussen f-blokelementen. Bij kamertemperatuur en druk is het in vaste toestand. De elektronenconfiguratie van dit element kan worden gegeven als [Rn] 5f⁶7s². Daarom heeft het zes elektronen in de f orbitaal.

Figuur 1: Atoomstructuur van plutonium

De relatieve atomaire massa van Plutonium wordt gegeven als 244 amu. Het smeltpunt van Plutonium is gevonden als 640^OC. Maar het heeft een ongewoon hoog kookpunt, dat is ongeveer 3228^OC. Er zijn drie belangrijke synthetische isotopen van plutonium. Zij zijn ²³⁸Pu, ²³⁹Pu, en ²⁴⁰Pu. Plutonium is een helder zilvergrijs metaal. Maar het kan snel worden geoxideerd voor een doffe grijze kleur.

Plutonium is een sterk radioactief element. Het neigt alfa-verval te ondergaan, wat verval door het vrijgeven van alfadeeltjes met zich meebrengt. ²³⁹Pu en ²⁴¹Pu (trace) is splijtbaar. Dit betekent dat ze kunnen vasthouden aan een kettingreactie van kernsplijting. Het is belangrijk dat deze isotopen worden gebruikt in kernwapens.

De halfwaardetijd van een radioactief materiaal is de tijd die een monster van dat element nodig heeft om de helft van de oorspronkelijke massa te worden door radioactief verval. ²³⁸Pu heeft een halfwaardetijd van 88 jaar. ²⁴¹Pu heeft een halfwaardetijd van 14 jaar. Andere isotopen van plutonium hebben aanzienlijk zeer hoge halfwaardetijden. daarom, ²³⁸Pu en ²⁴¹Pu zijn de meest onstabiele isotopen van plutonium.

Plutonium heeft doorgaans vier oxidatietoestanden. Ze zijn +3, +4, +5 en +6. De verbindingen van deze oxidatietoestanden zijn kleurrijk. De kleur van de verbinding hangt af van de oxidatietoestand van Plutonium. Hoewel zeer kleine hoeveelheden ²³⁸Pu en ²³⁹Pu is te vinden in de natuur, deze hoeveelheden zijn verwaarloosbaar. Het wordt meestal als een kunstmatig element verkregen door het te produceren ²³⁸U (Uranium-238).

Wat is Uranium

Uranium is een chemisch element dat het atoomnummer 92 en het symbool heeft U. Het is zwak radioactief. Het uiterlijk van Uranium is zilvergrijs. De atomaire massa van Uranium is ongeveer 238.03amu voor de meest voorkomende isotoop van Uranium. Het bevindt zich in het f-blok van het periodiek systeem en behoort tot de actinideserie. De elektronenconfiguratie is [Rn] 5f³6d¹7s². Bij kamertemperatuur en druk is het een solide metaal.

Het smeltpunt van Uranium is gevonden als 1132^OC. Het kookpunt van Uranium is ongeveer 4131^OC. Uraniummetaal is ductiel en paramagnetisch. (Nodulair - Kan in dunne draadachtige draden worden getrokken. Paramagnetisch - Aantrekt tot magnetische velden.).

Figuur 2: Een "Biscuit" van uraniummetaal

Er zijn verschillende isotopen van uranium. ²³⁸U is de meest voorkomende isotoop (overvloed is ongeveer 99%) onder hen.  ²³⁴U en ²³⁵U kunt ook in aanzienlijke hoeveelheden worden gevonden. Deze isotopen van Uranium hebben zeer hoge halfwaardetijden. Daarom wordt Uranium beschouwd als een zwak radioactief element. ²³⁵U is speciaal omdat het een splijtbaar element is.

Latten met vele oxidatietoestanden van uranium zijn in water oplosbaar. De meest voorkomende vormen zijn U⁺³en jij⁺⁴. Afgezien daarvan kan uranium oxiden en carbonaten vormen die vaste verbindingen zijn. Wanneer de juiste omstandigheden worden geboden, kan Uranium fluoriden van Uranium, zoals UF, vormen₄ en UF₆. De belangrijkste toepassingen van uranium omvatten kernreactoren en kernwapens.

Verschil tussen plutonium en uranium

Definitie

Plutonium: Plutonium is een kunstmatig chemisch element met atoomnummer 94 en het symbool Pu.

Uranium: Uranium is een chemisch element met het atoomnummer 92 en het symbool U.

Transuranium elementen

Plutonium: Plutonium is een transuraniumelement.

Uranium: Uranium is geen transuraniumelement.

Radioactiviteit

Plutonium: Plutonium is zeer radioactief.

Uranium: Uranium is een zwak radioactief element.

voorval

Plutonium: Het natuurlijke voorkomen van plutonium is verwaarloosbaar.

Uranium: Uranium is een natuurlijk element.

Aantal f elektronen

Plutonium: Plutonium heeft zes f elektronen.

Uranium: Uranium heeft drie f elektronen.

Halve leven

Plutonium: De halfwaardetijd van Plutonium is relatief laag.

Uranium: De halfwaardetijd van uranium is relatief erg hoog.

Kookpunt

Plutonium: Het kookpunt van Plutonium is 3228^OC.

Uranium: Het kookpunt van Uranium is ongeveer 4131^OC.

Conclusie

Plutonium en uranium zijn elementen die voorkomen in de actinideserie van het periodiek systeem. Ze verschillen van elkaar in verschillende eigenschappen zoals besproken in dit artikel hierboven. Het belangrijkste verschil tussen plutonium en uranium is dat plutonium zeer radioactief is terwijl uranium zwak radioactief is.

Referenties:

1. "Plutonium - Elementinformatie, eigenschappen en toepassingen | Periodiek systeem. "Royal Society of Chemistry - Verbetering van excellentie in de chemische wetenschappen, hier beschikbaar. Toegankelijk 30 augustus 2017.
2. "Transuranium element." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 aug. 2017, hier beschikbaar. Toegankelijk 30 augustus 2017.
3. "Uranium." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 27 aug. 2017, hier beschikbaar. Toegankelijk 30 augustus 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "94 plutonium (Pu) verbeterd Bohr-model" door Ahazard. sciencewriter - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Ames Process uranium biscuit" By Unknown - Ames National Lab (zie OTRS) (Public Domain) via Commons Wikimedia