Micron Document
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<title>Entdeckung von Plutonium</title>
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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Entdeckung von Plutonium</span></h1>
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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Der <b>Entdeckung von <a href="Plutonium" title="Plutonium">Plutonium</a></b> (Element 94) und den damit verbundenen <a href="Radiochemie" title="Radiochemie">radiochemisch</a>-analytischen Experimenten gingen zunächst Studien zu dem neuen Element 93 voraus.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> <a href="Ida_Noddack" title="Ida Noddack">Ida Noddack</a> postulierte das Element 93, das heute <a href="Neptunium" title="Neptunium">Neptunium</a> genannt wird, bereits im Jahr 1934. Zu dieser Zeit experimentierten <a href="Enrico_Fermi" title="Enrico Fermi">Enrico Fermi</a> und seine Mitarbeiter in <a href="Rom" title="Rom">Rom</a> mit der Möglichkeit der <a href="Transmutation" title="Transmutation">Transmutation</a> von Elementen durch Neutronenbeschuss.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p><p>Mit der <a href="Entdeckung_der_Kernspaltung" title="Entdeckung der Kernspaltung">Entdeckung der Kernspaltung</a> Ende 1938 wurde die Kernforschung bzw. <a href="Kerntechnik" title="Kerntechnik">Kerntechnik</a> zu einer der <a href="Schl%C3%BCsseltechnologie" title="Schlüsseltechnologie">Schlüsseltechnologien</a> des <a href="20._Jahrhundert" title="20. Jahrhundert">20. Jahrhunderts</a>. <a href="Radiochemie" title="Radiochemie">Radiochemiker</a> und Kernphysiker auf der ganzen Welt erforschten die nuklearen Details der Materie, speziell die 1932 entdeckten Neutronen. Neben Präparaten dienten <a href="Neutronenquelle" title="Neutronenquelle">Neutronenquellen</a> und Teilchenbeschleuniger als Instrumente, da Kernreaktoren erst ab 1942 verfügbar wurden, vgl. der „<a href="Chicago_Pile" title="Chicago Pile">Chicago Pile</a>“.
</p><p>Die Suche nach Plutonium war Teil des Manhattan-Projekts im Zweiten Weltkrieg und unterlag daher strengster <a href="Geheimhaltung_(Milit%C3%A4r)" class="mw-redirect" title="Geheimhaltung (Militär)">Geheimhaltung</a>. Viele grundlegende chemisch-physikalischen Eigenschaften des Elements Plutonium wurden im Zeitraum zwischen 1941 und 1945 erforscht. Einige der Erkenntnisse wurden zunächst durch das <a href="Physical_Review" title="Physical Review">Physical Review</a> zurückgehalten und erst nach dem <a href="Zweiter_Weltkrieg" title="Zweiter Weltkrieg">Zweiten Weltkrieg</a> veröffentlicht. Des Weiteren wurde Plutonium als Teil des <a href="Smyth_Report" title="Smyth Report">Smyth Report</a> (1945 veröffentlicht, 1947 ins Deutsche übertragen) erwähnt und damit erste Details der Öffentlichkeit bekannt. Außerdem wurde Fachwissen von anderen Nationen, z. B. <a href="Sowjetunion" title="Sowjetunion">Sowjet</a>-Forschern, im Rahmen der <a href="Genfer_Atomkonferenz" title="Genfer Atomkonferenz">Genfer Atomkonferenzen</a> ab 1955 im Zuge der Entwicklung der <a href="Kerntechnik" title="Kerntechnik">Kerntechnik</a> publiziert.
</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Berkeley,_Raum_307"><span id="Berkeley.2C_Raum_307"></span>Berkeley, Raum 307</h2></div>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Entdeckung_des_Isotop_238">Entdeckung des Isotop 238</h3></div>
<p>Am 23. Februar 1941 gelang im <i>Raum 307</i> einem radiochemischen Labor („Radiation Laboratory“) im Gebäude <i><a href="Gilman_Hall" title="Gilman Hall">Gilman Hall</a></i>, <a href="Glenn_T._Seaborg" title="Glenn T. Seaborg">Glenn T. Seaborg</a> und <a href="Arthur_Wahl" title="Arthur Wahl">Arthur C. Wahl</a> der Nachweis von Mikromengen (sogenannte <i>Tracer</i>) des später <a href="Plutonium" title="Plutonium">Plutonium</a> genannten Elements.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-7" class="reference"><a href="#cite_note-7"><span class="cite-bracket">[</span>7<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Es handelte sich zunächst um das Isotop <sup>238</sup>Pu, welches durch den Beschuss eines <a href="Uran(IV)-oxid" title="Uran(IV)-oxid">Urandioxid</a>-Target <i>U</i> mit <a href="Deuteron" title="Deuteron">Deuteronen</a> <i>D</i>, die durch ein Zyklotron beschleunigt wurden, gebildet wurde:
</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ +\ _{1}^{2}D\ \longrightarrow \ _{\ 93}^{238}Np\ +\ 2\ _{0}^{1}n} }">
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7f22a14718f4ad61763567728379f3e0f39cd497.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -1.005ex; width:31.355ex; height:3.176ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ +\ _{1}^{2}D\ \longrightarrow \ _{\ 93}^{238}Np\ +\ 2\ _{0}^{1}n} }" loading="lazy"></span>
</p><p>Dabei wurden zwei Neutronen <i>n</i> freigesetzt, das Zwischenprodukt Neptunium-238 wandelte sich durch <a href="Betazerfall" title="Betazerfall">Betazerfall</a> in das Plutonium um:
</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 93}Np\ {\xrightarrow[{2,1\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{238}Pu} ~(+~\alpha )}">
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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 93}Np\ {\xrightarrow[{2,1\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{238}Pu} ~(+~\alpha )}</annotation>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/c7be879749edf771df6dd71865e915ba13ff6e45.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.112ex; margin-top: -0.415ex; margin-bottom: -0.559ex; width:23.655ex; height:6.509ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 93}Np\ {\xrightarrow[{2,1\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{238}Pu} ~(+~\alpha )}" loading="lazy"></span>
</p><p>Zunächst wurde bemerkt, dass dem Np-238 ein α-Strahler „nachwuchs“. Um das Element 94 nachzuweisen, wurde ausgenutzt, dass sich die Elemente 93 und 94 hinsichtlich ihrer Oxidation unterscheiden. Verwendet wurden <a href="Kaliumthiosulfat" title="Kaliumthiosulfat">Kaliumthiosulfat</a> und <a href="Silber" title="Silber">Silberionen</a> als <a href="Reduktion_(Chemie)" title="Reduktion (Chemie)">Reduktionsagenten</a>. Der Schlüssel ist, dass sich Plutonium dabei als schwieriger zu oxidieren zeigte als Neptunium.
</p><p>Zu den beteiligten Wissenschaftlern gehörten anfänglich auch <a href="Edwin_Mattison_McMillan" title="Edwin Mattison McMillan">Edwin M. McMillan</a>, sowie <a href="Joseph_William_Kennedy" title="Joseph William Kennedy">Joseph W. Kennedy</a> u.&nbsp;a., welche ebenfalls im Frühjahr 1941, zusammen mit <a href="Emilio_Segr%C3%A8" title="Emilio Segrè">Emilio Segrè</a>, das Plutoniumisotop 239 entdeckten.<sup id="cite_ref-:0_8-0" class="reference"><a href="#cite_note-:0-8"><span class="cite-bracket">[</span>8<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Spaltbarkeit_des_Isotops_239">Spaltbarkeit des Isotops 239</h3></div>
<p>Am 28. März 1941 wurde die <a href="Kernspaltung" title="Kernspaltung">Spaltbarkeit</a> des Isotops 239 durch <a href="Thermisches_Neutron" title="Thermisches Neutron">thermische Neutronen</a> nachgewiesen, sie war etwa 1,7-fach so groß wie bei Uran-235. Im Mai 1941 konnte der <a href="Wirkungsquerschnitt" title="Wirkungsquerschnitt">Wirkungsquerschnitt</a> für diese <a href="Kernreaktion" title="Kernreaktion">Kernreaktion</a> angegeben werden.<sup id="cite_ref-:0_8-1" class="reference"><a href="#cite_note-:0-8"><span class="cite-bracket">[</span>8<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Das Isotop emittiert bei Spaltung statistisch mehr als zwei Neutronen, was eine nukleare Kettenreaktion ermöglicht, da stets mindestens ein zu einer Spaltung führendes Neutron zur Kettenreaktion benötigt. Es wurde auf seine <a href="Spontane_Spaltung" title="Spontane Spaltung">spontane Spaltung</a> untersucht und eine lange <a href="Halbwertszeit" title="Halbwertszeit">Halbwertszeit</a> (<span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \approx }">
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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \approx }</annotation>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/6f58f4c2b73283ce8a5ad28fb3746f2a8c998789.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: 0.125ex; margin-bottom: -0.297ex; width:1.808ex; height:1.509ex;" alt="{\displaystyle \approx }" loading="lazy"></span> 24.100 Jahre) festgestellt, wodurch das Material als <a href="Kernbrennstoff" title="Kernbrennstoff">Kernbrennstoff</a> eingestuft wurde.
</p>

<p>Die Originalprobe dieser Messungen wurde im Jahr 1966 der <a href="Smithsonian_Institution" title="Smithsonian Institution">Smithsonian Institution</a> übergeben.<sup id="cite_ref-9" class="reference"><a href="#cite_note-9"><span class="cite-bracket">[</span>9<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Spurenprobe_von_1941">Spurenprobe von 1941</h3></div>
<p>Für die Analyse des neuen Elements 94 wurden mikroskopische Mengen auf Platinscheiben aufgebracht. In dem nebenstehenden Foto sind auf einer nachträglichen Notiz vom 13. Juli 1941 Daten von einer <a href="Alphastrahlung" title="Alphastrahlung">Alphastrahlungsmessung</a> zu lesen (<i>„α's counted in a <a href="Ionisationskammer" title="Ionisationskammer">magnet field (MF) chamber</a> with a dist. of 2.5 cm. B = 0.025 u<a href="Curie_(Einheit)" title="Curie (Einheit)">Ci</a> ...“</i>). Die Werte geben die zurückgelegte Strecke der <a href="Alphastrahlung" title="Alphastrahlung">Heliumkerne</a> in Luft an. Nach einer approximativen Formel von <a href="Hans_Geiger_(Physiker)" title="Hans Geiger (Physiker)">Geiger</a> (vgl. auch die <a href="Bethe-Formel" title="Bethe-Formel">Bethe-Formel</a>) gilt in Luft näherungsweise ein einfacher Zusammenhang zwischen der Energie der Alphateilchen und ihrer Reichweite: <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle R_{a}=0,324\cdot E_{\alpha }^{3/2}}">
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<mo>,</mo>
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<mo>/</mo>
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<mn>2</mn>
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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle R_{a}=0,324\cdot E_{\alpha }^{3/2}}</annotation>
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/054d339eee79934a92d90e94c7d18c04ad0da501.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:17.819ex; height:3.343ex;" alt="{\displaystyle R_{a}=0,324\cdot E_{\alpha }^{3/2}}" loading="lazy"></span>, d. h. für 3,6 cm ergeben sich <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \alpha \approx 5}">
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<mi>α<!-- α --></mi>
<mo>≈<!-- ≈ --></mo>
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<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \alpha \approx 5}</annotation>
</semantics>
</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/0bdfef84f412dcd9ad477d5a6c634dbfd8fe2616.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:5.749ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \alpha \approx 5}" loading="lazy"></span> MeV. Plutonium ist ein starker α-Strahler.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Jones_Chemical_Laboratory,_Raum_405"><span id="Jones_Chemical_Laboratory.2C_Raum_405"></span>Jones Chemical Laboratory, Raum 405</h2></div>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Erste_Isolation">Erste Isolation</h3></div>
<p>Zwischen dem 18. und 20. August 1942 gelang es <a href="Burris_B._Cunningham" title="Burris B. Cunningham">Burris B. Cunningham</a> und <a href="Louis_B._Werner" title="Louis B. Werner">Louis B. Werner</a> eine erste prinzipiell sichtbare (unter dem Mikroskop) Menge des neuen Elements 94 durch <a href="F%C3%A4llungsreaktion" title="Fällungsreaktion">Fällung</a> darzustellen.<sup id="cite_ref-10" class="reference"><a href="#cite_note-10"><span class="cite-bracket">[</span>10<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> An den Arbeiten war auch der <a href="Mikrochemie" title="Mikrochemie">Mikrochemiker</a> <a href="Michael_Cefola" title="Michael Cefola">Michael Cefola</a> beteiligt.<sup id="cite_ref-11" class="reference"><a href="#cite_note-11"><span class="cite-bracket">[</span>11<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Dies geschah im <i>Raum 405</i> des <i>George Herbert Jones Chemical Laboratory</i>, der <a href="University_of_Chicago" title="University of Chicago">University of Chicago</a>. Die Chemiker übernahmen das Gebäude und die Einrichtung des <i>Jones Chemical Laboratory</i>, Teil des <i>Metallurgical Laboratory („Met Lab“)</i> unter der Leitung von Seaborg.
</p><p>Im September erhielten Cunningham und Werner eine neue bestrahlte Probe aus Berkeley (von 1941 bis 1949 unter Leitung von <a href="Wendell_Mitchell_Latimer" title="Wendell Mitchell Latimer">Wendell M. Latimer</a> als <a href="Dekan_(Hochschule)" title="Dekan (Hochschule)">Dekan</a> des <i>College of Chemistry</i>). Dabei wurden mit dem 60-Zoll-<a href="Zyklotron" title="Zyklotron">Zyklotron</a> des <i><a href="William_Henry_Crocker" title="William Henry Crocker">Crocker</a> Laboratory</i><sup id="cite_ref-12" class="reference"><a href="#cite_note-12"><span class="cite-bracket">[</span>12<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> die 12 MeV-Deuteronen auf ein <a href="Beryllium" title="Beryllium">Beryllium</a>-Target mittels (d,n)-Reaktion zur Freisetzung von Neutronen verwendet, welche in rund 5 kg <a href="Uranylnitrat" title="Uranylnitrat">Uranylnitrat</a>-Hexahydrat (UNH), mit der chemischen Formel UO<sub>2</sub>(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·6 H<sub>2</sub>O, etwa 1 μg Plutonium-239 produzierten. Dabei findet die folgende (n,γ)−<a href="Kernreaktion" title="Kernreaktion">Kernreaktion</a> statt:
</p><p><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ +\ _{0}^{1}n\ \longrightarrow \ _{\ 92}^{239}U\ {\xrightarrow[{23\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 93}^{239}Np\ {\xrightarrow[{2,3\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{239}Pu} }">
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<mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7aaa6ae59422f247cf575d8957def78c1299339f.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.112ex; margin-top: -0.415ex; margin-bottom: -0.559ex; width:46.326ex; height:6.509ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ +\ _{0}^{1}n\ \longrightarrow \ _{\ 92}^{239}U\ {\xrightarrow[{23\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 93}^{239}Np\ {\xrightarrow[{2,3\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{239}Pu} }" loading="lazy"></span>.
</p><p>Diese Probe aus Berkeley wurde von Uran, Neptunium und Spaltprodukten gereinigt. Im Raum 405 wurde am 20. August 1942 in mehrfachen analytischen Reinigungs-, Oxidations- und Reduktions-Schritten mittels <a href="F%C3%A4llungsreaktion" title="Fällungsreaktion">Mitfällung</a> (genauer mit dem <a href="Lanthanfluorid" title="Lanthanfluorid">Lanthanfluorid</a>-Trägerverfahren)<sup id="cite_ref-13" class="reference"><a href="#cite_note-13"><span class="cite-bracket">[</span>13<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-14" class="reference"><a href="#cite_note-14"><span class="cite-bracket">[</span>14<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> schlussendlich ein Plutoniumfluorid-Niederschlag (Plutonium in den Hauptvalenzzuständen Pu(III) und Pu(IV)) gewonnen.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Erste_Wägung"><span id="Erste_W.C3.A4gung"></span>Erste Wägung</h3></div>
<p>Am 10. September 1942 wurde eine weitere Probe als Plutoniumhydroxid gefällt. Das Plutoniumoxid PuO<sub>2</sub> wurde zu 2,77 μg gewogen. Es war das erste gewogene Plutonium in Reinform.<sup id="cite_ref-15" class="reference"><a href="#cite_note-15"><span class="cite-bracket">[</span>15<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p><p>Zu dieser Zeit wurden weitere kleine Mengen analytisch dargestellt. Erst später wurden am <a href="Los_Alamos_National_Laboratory" title="Los Alamos National Laboratory">Los Alamos National Laboratory</a> (LASL) erste Grammmengen (&gt;&gt; 10 g) hergestellt.<sup id="cite_ref-16" class="reference"><a href="#cite_note-16"><span class="cite-bracket">[</span>16<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Darüber hinaus wurde in <a href="Chalk_River_Laboratories" title="Chalk River Laboratories">Chalk River</a> in <a href="Kanada" title="Kanada">Kanada</a> sehr früh mit der Erforschung von Plutonium und Kernbrennstoffen als Teil der Kerntechnik begonnen.<sup id="cite_ref-17" class="reference"><a href="#cite_note-17"><span class="cite-bracket">[</span>17<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> In Frankreich wurde das neue Kernmaterial erstmals in den 1950er Jahren dargestellt.<sup id="cite_ref-18" class="reference"><a href="#cite_note-18"><span class="cite-bracket">[</span>18<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Metall_und_weitere_Eigenschaften">Metall und weitere Eigenschaften</h3></div>
<p>Ende 1943 gelang es anderen Wissenschaftlern des „Met Lab“, metallisches Plutonium (etwa 3 μg) darzustellen.<sup id="cite_ref-19" class="reference"><a href="#cite_note-19"><span class="cite-bracket">[</span>19<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Dabei reagierten rund 35 μg PuF<sub>4</sub> mit metallischem <a href="Barium" title="Barium">Barium</a> bei 1.400 °C. Die Dichte der dabei entstandenen Plutonium-Kügelchen wurde als rund 16 g/cm³ bestimmt.
</p><p>Etwa ab diesem Zeitpunkt wurden Produktionskapazitäten in <a href="Hanford_Site" title="Hanford Site">Hanford</a> errichtet. Später untersuchten Seaborg und seine Mitarbeiter auch das natürliche Vorkommen von Plutonium.<sup id="cite_ref-20" class="reference"><a href="#cite_note-20"><span class="cite-bracket">[</span>20<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Erst ab Mitte der 1950er Jahre wurde der technische <a href="PUREX-Prozess" title="PUREX-Prozess">PUREX-Prozess</a> aufgebaut. Dieser ist heute der Stand der Technik für den nuklearen <a href="Brennstoffkreislauf" title="Brennstoffkreislauf">Brennstoffkreislauf</a> zur <a href="Wiederaufarbeitung" title="Wiederaufarbeitung">Wiederaufarbeitung</a> von Kernbrennstoffen.
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>
<div class="hauptartikel" role="navigation"><span class="hauptartikel-pfeil" title="siehe" aria-hidden="true" role="presentation">→&nbsp;</span><i><span class="hauptartikel-text">Hauptartikel</span>: <a href="Plutonium" title="Plutonium">Plutonium</a></i></div>
<p>Plutonium ist neben <a href="Thorium" title="Thorium">Thorium</a> und <a href="Uran" title="Uran">Uran</a> ein <a href="Kernbrennstoff" title="Kernbrennstoff">Kernbrennstoff</a>. Das künstliche Element hatte vor der Nutzung der Kernenergie bzw. deren Erforschung praktisch nicht existiert. In natürlichen Vorkommen lässt es sich nur in Spuren finden, die nicht erschlossen werden können.
</p><p>Plutonium hat nur den Zweck, für Kernenergie zu zivilen oder militärischen Zwecken eingesetzt zu werden. Die erste Bombe, die Plutonium verwendete, wurde beim <a href="Trinity-Test" title="Trinity-Test">Trinity-Test</a> gezündet. In kommerziellen <a href="Kernkraftwerk" title="Kernkraftwerk">Kernkraftwerken</a> wird Plutonium-239 zu etwa einem Drittel neben dem spaltbaren Uran-235 gespalten und liefert somit einen Beitrag zur Energiegewinnung. Eine weitere Anwendung ist, dass Plutonium-238 für <a href="Radionuklidbatterie" title="Radionuklidbatterie">Radionuklidbatterien</a> benötigt wird. Schätzungen zufolge wurden im Jahr 2003 etwa 1.855 Tonnen Plutonium produziert bzw. existierten.<sup id="cite_ref-22" class="reference"><a href="#cite_note-22"><span class="cite-bracket">[</span>22<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Außerdem schätzt man, dass das Testen von Kernwaffen in der Atmosphäre zu rund einer Tonne Plutonium in der Umwelt geführt hat. Durch das <a href="Vertrag_%C3%BCber_das_Verbot_von_Kernwaffenversuchen_in_der_Atmosph%C3%A4re%2C_im_Weltraum_und_unter_Wasser" title="Vertrag über das Verbot von Kernwaffenversuchen in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser">LTBT-Moratorium</a> wurden diese Tests unter die Erde verlegt.
</p><p>Des Weiteren ist Plutonium das gefährlichste chemische Element des Periodensystems, es wirkt <a href="Radiotoxizit%C3%A4t" title="Radiotoxizität">radiotoxisch</a> im Körper aufgrund seiner hohen <a href="Aktivit%C3%A4t_(Physik)#Spezifische_Aktivität" title="Aktivität (Physik)">spezifischen Aktivität</a> von Plutonium-239 <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \approx }">
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</p><p>Aufgrund fehlender geeigneter Daten zu den Auswirkungen einer Plutoniuminhalation auf die Gesundheit von Menschen oder Tieren wurden <i>keine</i> akuten, intermediären oder chronischen Minimales Risiko Level (MRL)-Werte<sup id="cite_ref-23" class="reference"><a href="#cite_note-23"><span class="cite-bracket">[</span>23<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> für Plutonium abgeleitet.<sup id="cite_ref-24" class="reference"><a href="#cite_note-24"><span class="cite-bracket">[</span>24<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Siehe auch das Toxikologische Profil von der US-amerikanischen <a href="Centers_for_Disease_Control_and_Prevention" title="Centers for Disease Control and Prevention">CDC</a>/Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) zu dem Element.<sup id="cite_ref-25" class="reference"><a href="#cite_note-25"><span class="cite-bracket">[</span>25<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Die Maximal zulässige Konzentration in Luft für eine 40-Stunden-Woche ist etwa 10<sup>−12</sup> μ<a href="Curie_(Einheit)" title="Curie (Einheit)">Ci</a>/<a href="Kubikcentimeter" class="mw-redirect" title="Kubikcentimeter">cc</a>. Empfehlungen für die Grenzwerte für die Arbeit mit <a href="Ionisierende_Strahlung" title="Ionisierende Strahlung">ionisierender Strahlung</a> und nuklearem Material werden von der <a href="Internationale_Strahlenschutzkommission" title="Internationale Strahlenschutzkommission">International Commission on Radiological Protection</a> (ICRP) gegeben.
</p><p>Ein zweites Risiko besteht für das Isotop 239 durch die sogenannte <a href="Kritische_Masse" title="Kritische Masse">kritische Masse</a>, welche für die Verarbeitung oder Prozesstechnik strengen Vorgaben genügen muss. Ein drittes Problem ist, dass das Material sicherheitstechnisch als „kritisch“ gilt, d. h., es unterliegt Regulierungen der Besitzerländer und der weltweiten <a href="Kernmaterial%C3%BCberwachung" title="Kernmaterialüberwachung">Kernmaterialüberwachung</a>, z. B. durch die <a href="Internationale_Atomenergie-Organisation" title="Internationale Atomenergie-Organisation">Internationale Atomenergie-Organisation</a> (IAEO) und Partnerinstitutionen.
</p><p>Die Legierungen von Plutonium haben keinen anderen konstruktiven oder industriellen Verwendungszweck. Wenn sie als <a href="Brennelement" title="Brennelement">Brennelement</a> genutzt werden, dann in kleineren Prozentmengen zusammen mit Uran als Mischoxid (<a href="MOX-Brennelement" title="MOX-Brennelement">MOX</a>). Des Weiteren kann es aufgrund seiner erhöhten Anzahl freiwerdender Neutronen im Falle einer Kernspaltung für das „Erbrüten“ (vgl. auch <a href="Konversionsrate" title="Konversionsrate">Konversion</a>) von Kernmaterial in sogenannten <a href="Brutreaktor" title="Brutreaktor">Brutreaktoren</a> verwendet werden. Die Hoffnung, mehr Kernmaterial zu erzeugen, als verbraucht wird, ließ sich jedoch nur in ganz wenigen <a href="Kernreaktor" title="Kernreaktor">Kernreaktorsystemen</a> umsetzen, vgl. die <a href="BN-Reaktor" title="BN-Reaktor">BN-Reaktorbaureihe</a> aus Russland. Diese Reaktoren werden jedoch zum „verbrennen“ von Plutonium aus dem <a href="Kalter_Krieg" title="Kalter Krieg">Kalten Krieg</a> verwendet, um das Material zu vernichten, vgl. auch das <a href="Plutonium_Management_and_Disposition_Agreement" title="Plutonium Management and Disposition Agreement">Plutonium Management and Disposition Agreement</a>.<sup id="cite_ref-26" class="reference"><a href="#cite_note-26"><span class="cite-bracket">[</span>26<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p><p>Aufgrund seiner interessanten Eigenschaften, wie beispielsweise sechs <a href="Kristallstruktur" title="Kristallstruktur">Kristallstrukturen</a> (vgl. auch <a href="Phasen%C3%BCbergang" title="Phasenübergang">Phasenumwandlung</a>) und viele weitere physikalische, chemische, mechanische, elektrische, metallurgische Eigenheiten, wird Plutonium bis heute in der Kernforschung untersucht.
</p><p>
Die Entdeckung von Plutonium führte im Zuge der aufkommenden Kernenergie im <a href="Atomzeitalter" title="Atomzeitalter">Atomzeitalter</a> zu einer aktiven Erforschung weiterer Transurane. Der Begründer dieser radiochemischen Forschungsaktivitäten erkannte in dem Dilemma um das nukleare Material und die damit verbundene <a href="Kerntechnik" title="Kerntechnik">Kerntechnik</a> jedoch auch ein wissenschaftliches Potenzial:</p><div class="Vorlage_Zitat" style="margin:1em 40px;">
<div style="margin:1em 0;"><blockquote style="margin:0;">
<p>„The modern technological world appears overwhelming to many people. It drives some to pessimism and despair. It makes others doubt the future of mankind unless we retreat to simpler lives and even to the ways of our ancestors. What these people fail to realize is that we cannot go back to those ways and those days. Furthermore, for all our difficulties, life today is far better for more people, and the possibilities for the future can be brighter than ever if we develop not only new knowledge, but a greater faith and confidence in the human mind and spirit. The development of that spirit, of that faith and confidence, as well as new knowledge, is a major responsibility of our universities throughout the world. It will do us little good to bring forth new ideas and technologies if the world suffers from a general failure of nerve to use them, to venture forth to new frontiers, to accept some risk, to achieve greater gain.“
</p>
</blockquote>
<blockquote style="margin:.5em 0 0 0;" lang="de-Latn">
<p>„Die moderne technologische Welt erscheint vielen Menschen überwältigend. Sie treibt einige zu Pessimismus und Verzweiflung. Sie lässt andere an der Zukunft der Menschheit zweifeln, es sei denn, wir kehren zu einem einfacheren Leben und sogar zu den Lebensweisen unserer Vorfahren zurück. Was diese Menschen nicht erkennen, ist, dass wir nicht zu diesen Lebensweisen und diesen Zeiten zurückkehren können. Darüber hinaus ist das Leben heute trotz aller Schwierigkeiten für mehr Menschen weitaus besser, und die Zukunftsaussichten können besser sein als je zuvor, wenn wir nicht nur neues Wissen entwickeln, sondern auch mehr Vertrauen und Zuversicht in den menschlichen Verstand und Geist. Die Entwicklung dieses Geistes, dieses Glaubens und dieser Zuversicht sowie neuer Kenntnisse ist eine wichtige Aufgabe unserer Universitäten auf der ganzen Welt. Es nützt uns wenig, neue Ideen und Technologien hervorzubringen, wenn die Welt unter einem allgemeinen Mangel an Mut leidet, diese zu nutzen, neue Grenzen zu erschließen, Risiken einzugehen und größere Gewinne zu erzielen.“
</p>
</blockquote></div><div class="cite" style="margin:-1em 0 1em 1em;">– <style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r261921330">
/* start https://de.wikipedia.org/ */


.mw-parser-output .Person{font-variant:small-caps}


/* end https://de.wikipedia.org/ */
</style><span class="Person h-card">Glenn T. Seaborg</span></div></div>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>
<ul><li><a href="Argonne_National_Laboratory" title="Argonne National Laboratory">Argonne National Laboratory</a> (ANL) – 1946 in Chicago gegründet, ein US-Kernforschungszentrum</li>
<li><a href="United_States_Atomic_Energy_Commission" title="United States Atomic Energy Commission">Atomic Energy Commission</a> (AEC) – Die Hauptorganisation der US-Kernforschung ab 1946</li>
<li><a href="Glenn_T._Seaborg_Award_for_Nuclear_Chemistry" title="Glenn T. Seaborg Award for Nuclear Chemistry">Glenn T. Seaborg Award for Nuclear Chemistry</a></li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>
<div class="sieheauch" role="navigation" style="font-style:italic;"><span class="sieheauch-text">Siehe auch</span>: <a href="Plutonium" title="Plutonium">Plutonium</a>, <a href="Transurane" title="Transurane">Transurane</a> und <a href="Actinoide" title="Actinoide">Actinoide</a></div>
<ul><li>Glenn T. Seaborg: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">The Transuranium Elements</cite> (=&nbsp;<cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Atoms for Peace</cite>). Addison-Wesley Publishing Company, New York 1958 (englisch, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://archive.org/details/transuraniumelem0000glen/mode/1up">archive.org</a>).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Entdeckung+von+Plutonium&amp;rft.au=Glenn+T.+Seaborg&amp;rft.btitle=The+Transuranium+Elements&amp;rft.date=1958&amp;rft.genre=book&amp;rft.place=New+York&amp;rft.pub=Addison-Wesley+Publishing+Company&amp;rft.series=Atoms+for+Peace" style="display:none">&nbsp;</span></li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>
<ol class="references">
<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Edwin McMillan, <a href="Philip_Hauge_Abelson" title="Philip Hauge Abelson">Philip Hauge Abelson</a>: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Radioactive Element 93</cite>. In: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Physical Review</cite>. <span style="white-space:nowrap">Band<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>57</span>, <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>12</span>, 15.&nbsp;Juni 1940, <a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a>&nbsp;<span style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%220031-899X%22&amp;key=cql">0031-899X</a></span>, <span style="white-space:nowrap">S.<span style="display:inline-block;width:.2em">&nbsp;</span>1185–1186</span>, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1103/PhysRev.57.1185.2">10.1103/PhysRev.57.1185.2</a></span> (englisch).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Entdeckung+von+Plutonium&amp;rft.atitle=Radioactive+Element+93&amp;rft.au=Edwin+McMillan%2C+Philip+Hauge+Abelson&amp;rft.date=1940-06-15&amp;rft.doi=10.1103%2FPhysRev.57.1185.2&amp;rft.genre=journal&amp;rft.issn=0031-899X&amp;rft.issue=12&amp;rft.jtitle=Physical+Review&amp;rft.pages=1185-1186&amp;rft.volume=57" style="display:none">&nbsp;</span></span>
</li>
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