تاریخ کشف پلوتونیوم

ایزوتوپ نپتونیوم 239 از لحاظ اشعه‌ی بتا فعال بود و می‌بایست به طور منظم به ایزوتوپی از عنصر بعدی (شماره‌ی 94) تبدیل شود. البته مک میلان و آبلسن امید داشتند این عنصر را نیز کشف کنند اما رؤیای آنان تحقق نیافت. همان طور که بعدها معلوم گردید، ایزوتوپ عنصر 94 با عدد جرمی 239 دارای زمان نیمه عمر نسبتاً طولانی است،‌ به همین دلیل، فعالیتش کم است. کاشفان نپتونیوم تنها ذرات آلفای یک منبع ناشناخته (بعدها مشخص شد که این تشعشع حاصل از عنصر 94 بوده است) را آشکار ساختند و از ادامه‌ی کار باز ایستادند.
کار روی سنتز عنصر 94 توسط دانشمند مشهور امریکایی، سیبورگ (1)، که گروهش بسیاری از عناصر فرا اورانیوم را کشف کردند، رهبری می‌رشد. آنان طی زمستانهای 1940-1941 واکنش هسته‌ای
را مورد مطالعه قرار دادند که در نهایت به ایزوتوپ نپتونیوم 238 دست یافتند. ماده‌ای که از لحاظ تشعشع آلفا فعال بود با گذشت زمان ذخیره می‌گردید. دانشمندان ماده‌ی فوق را استخراج کرده و دریافتند که ایزوتوپی از عنصر 94 با عدد جرمی 238 و زمان نیمه عمر 50 سال است. عنصر جدید پلوتونیوم نامیده شد. این نام از سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی (پلوتون) مشتق گردیده است.
اما یک بار دیگر ایزوتوپ کشف شده دارای طولانیترین عمر نبود. ایزوتوپی که طولانیترین عمر را داشت و عدد جرمی آن 244 و زمان نیمه عمر آن 107×8/3 سال بود در سال 1952 کشف گردید. تحول مهم و قابل ملاحظه در مطالعه‌ی پلوتونیوم ناشی از سنتز ایزوتوپ 239 این عنصر در بهار 1941 بود. اولین ایزوتوپ، ایزوتوپی با عمر طولانی بود (با زمان نیمه عمر 24360 سال) و دومی ایزوتوپی بود که شدت شکافت آن تحت اثر نوترونهای کم سرعت تا حد زیادی بیشتر از اورانیوم 235 بود. این ویژگی عامل مهمی برای کاربرد آن در سلاحهای هسته‌ای محسوب می‌شد. بنابراین، مطالعه‌ای دقیق و خاص در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی این عنصر تحقق یافت. و پلوتونیوم یکی از عناصر جدول تناوبی شد که مطالعات وسیعی روی آن انجام پذیرفت. به علاوه، پلوتونیوم 239 توانست به عنوان هدفی برای سنتز عناصر فرا اورانیوم بعدی مورد استفاده قرار گیرد. تمام این پدیده‌ها تنها در اواخر دهه‌ی چهارم شناخته شدند، زمانی که پرده از روی مطالعات انرژی هسته‌ای برداشته شد. این یک ویژگی غیرعادی در مورد تاریخچه‌ی کشف عناصر بود که برای مدتی کشف عناصر جدید مخفی نگاه داشته می‌شد.
تلاش متمرکز و فشرده‌ای در مورد پلوتونیوم به کار بسته شد و بزودی، در اوت 1942، مقدار قابل توزینی از آن تهیه گردید (سریعترین کار در تاریخ سنتز عناصر). در زمان حاضر پلوتونیوم در کمیتی بمراتب بیشتر از عناصر پایدار تولید می‌شود. امروزه هفده ایزوتوپ از پلوتونیوم شناخته شده است.
مشابه با وضعیت نپتونیوم، ایزوتوپ پلوتونیوم 239 در سنگ معدنهای اورانیوم کشف گردید، البته در مقداری سمبولیک. این عنصر تحت اثر نوترونهای طبیعی بر اورانیوم تولید می‌گردد. بنابراین، پلوتونیوم را می‌توان از یک نظر حد بالای مرز عناصر طبیعی در جدول تناوبی دانست و نیز می‌توانیم دو تاریخ کشف برای آن در نظر بگیریم.

پی‌نوشت‌:

1. Seaborg.

منبع مقاله :
تریفونوف، دیمیتری نیکولایویچ؛ تریفونوف، ولادیمیر؛ (1390)، تاریخچه‌ی کشف عناصر شیمیایی، برگردان: عبدالله زرافشان، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ چهارم