Plutonium(IV)-oxid

Kristallstruktur
__ Pu4+     __ O2−
Kristallsystem	kubisch
Raumgruppe	$Fm \bar3 m$
Gitterkonstanten	a = 540 pm
Koordinationszahlen	Pu[8], O[4]
Allgemeines
Name	Plutonium(IV)-oxid
Andere Namen	Plutoniumdioxid
Verhältnisformel	PuO2
CAS-Nummer	12059-95-9
Kurzbeschreibung	gelbbrauner kristalliner Feststoff[1]
Eigenschaften
Molare Masse	276,06 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	11,50 g·cm−3[1]
Schmelzpunkt	2400 °C[1]
Siedepunkt	2800 °C[1]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2] keine Einstufung verfügbar R- und S-Sätze R: siehe oben S: siehe oben
Radioaktivität
Radioaktiv
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

Plutonium(IV)-oxid, meistens als Plutoniumdioxid bezeichnet, ist das chemisch stabilste Oxid des Plutoniums. Es ist ein kristalliner gelb-brauner Feststoff mit hoher Schmelztemperatur.

Eigenschaften

Plutoniumdioxid ist wenig reaktiv und wird von Wasser oder salzhaltigem Wasser fast nicht angegriffen. Es kann auch zu keramischem Material gesintert werden, das bei Schlageinwirkung in größere Bruchstücke zerbricht anstatt zu zerstäuben.

Kristallstruktur

Plutoniumdioxid weist ein kubisches Kristallsystem auf, hat die Raumgruppe $Fm \bar3 m$, die Elementarzellen haben als Gitterparameter a = 540 pm, der Strukturtyp ist der CaF₂-Typ (Fluorit) und die Koordinationszahlen sind Pu[8], O[4].

Gewinnung und Darstellung

Plutoniumdioxid entsteht spontan durch die Oxidation von Plutoniummetall in einer oxidierenden Atmosphäre bei Normaltemperatur und -druck. Bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennstäben wird es gewonnen, indem Plutoniumoxalat (Pu(C₂O₄)₂ · 6 H₂O) bei 300 °C kalziniert wird.

Verwendung

Gesintertes Plutoniumdioxid wird in Radionuklidbatterien^[3][4] verwendet und als Material für Brennstäbe eingesetzt.

Sicherheitshinweise

PuO₂ glüht durch den Zerfall des enthaltenen Isotops ²³⁸Pu

Einstufungen nach der Gefahrstoffverordnung liegen nicht vor, obwohl die chemische Giftigkeit von Plutonium bekannt ist. Wichtig sind die auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren. Plutoniumdioxid ist je nach Art der verwendeten Plutoniumisotope unterschiedlich radioaktiv, und durch die beim radioaktiven Zerfall entstehende Wärme bei kurzlebigen Alphastrahlern auch heiß.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Plutoniumdioxid bei www.webelements.com.
2. ↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
3. ↑ Tilmann Althaus: „Cassini und die Nuklearenergie“, in: Sterne und Weltraum, 1998, 37 (3), S. 220–223.
4. ↑ http://saturn.jpl.nasa.gov/spacecraft/safety/appendc.pdf

Literatur

• David L. Clark, Siegfried S. Hecker, Gordon D. Jarvinen, Mary P. Neu: Plutonium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 813–1264; doi:10.1007/1-4020-3598-5_7.