プルトニウムは化学元素であり、記号 Pu、原子番号94で表されます。銀灰色のアクチノイド 金属で、空気に触れると変色し、酸化されると鈍い被膜を形成します。プルトニウムは通常、6つの同素体と4つの酸化状態を示します。炭素、ハロゲン、窒素、ケイ素、水素と反応します。湿った空気に触れると、酸化物や水素化物を形成し、試料の体積を最大70%まで膨張させ、自然発火性の粉末として剥がれ落ちます。プルトニウムは放射性物質であり、骨に蓄積する可能性があるため、プルトニウムの取り扱いは危険です。

プルトニウムは、1940年後半から1941年初頭にかけて、カリフォルニア大学バークレー校の1.5メートル（60インチ）サイクロトロンでウラン238に重陽子を衝突させることで初めて合成され、単離された。まず、ネプツニウム238（半減期2.1日）が合成され、これがベータ崩壊して原子番号94、原子量238（半減期88年）の新元素が生成された。ウランは天王星、ネプツニウムは海王星にちなんで命名されていたため、元素番号94は、当時は同じく惑星と考えられていた冥王星にちなんで命名された。戦時中の機密保持のため、カリフォルニア大学のチームは1948年までこの発見を公表できなかった。

プルトニウムは、自然界に存在することが知られている元素の中で最も原子番号が大きい元素です。天然ウラン鉱床では、ウラン238が他のウラン238原子の崩壊によって放出される中性子を捕獲することで、微量のプルトニウムが生成されます。重同位体であるプルトニウム244は半減期が十分に長いため、極微量のプルトニウムは原始（地球形成以来）現在まで残存しているはずですが、これまでの実験ではプルトニウムを検出できるほどの感度は得られていません。

プルトニウム 239とプルトニウム 241は両方とも核分裂性であり、核連鎖反応を持続できるため、核兵器や原子炉に利用できます。プルトニウム 240は自発核分裂率が高く、それを含むサンプルでは中性子束が増加します。プルトニウム 240 が存在すると、プルトニウムサンプルの兵器への使用可能性や原子炉燃料としての品質が制限され、プルトニウム 240 の割合によって等級(兵器級、燃料級、原子炉級) が決まります。プルトニウム 238 は半減期が 87.7 年で、アルファ粒子を放出します。これは、一部の宇宙船の動力源として使用される放射性同位体熱電発電機の熱源です。プルトニウムの同位体は高価で分離が難しいため、特定の同位体は通常、専用の原子炉で製造されます。

プルトニウムを初めて有用な量で製造することは、第二次世界大戦中のマンハッタン計画の主要な部分であり、この計画は世界初の原子爆弾を開発した。1945年7月のトリニティ核実験と1945年8月の長崎への原爆投下において使用されたファットマン爆弾には、プルトニウムの核が使用されていた。プルトニウムを研究する人体放射線実験はインフォームドコンセントなしに実施され、戦後には臨界事故が複数発生し、中には致死的なものもあった。冷戦中に建設された原子力発電所や解体された核兵器から発生するプルトニウム廃棄物の処分は、核拡散と環境への懸念となっている。環境中のプルトニウムの他の発生源としては、現在では禁止されている多くの地上核実験からの放射性降下物が挙げられる。

特徴

物理的特性

プルトニウムは、ほとんどの金属と同様に、最初はニッケルのように明るい銀色の外観をしているが、非常に急速に酸化されて鈍い灰色になるが、黄色やオリーブグリーンも報告されている。[7] [8]室温では、プルトニウムはα（アルファ）型である。[ 9]この同素体は、ねずみ鋳鉄と同程度に硬く脆い。プルトニウムを他の金属と合金にすると、高温のδ同素体が室温で安定し、[10] [11]柔らかく延性になる。ほとんどの金属とは異なり、熱や電気の良導体ではない。融点が低く（640 °C、1,184 °F）、沸点が非常に高い（3,228 °C、5,842 °F）。[7]これにより、プルトニウムが液体となる温度範囲は広く（2,500ケルビン以上）、アクチノイド元素全体や金属全体の中でもこの範囲は広くありません。[12]ネプツニウムはどちらの場合も最も広い範囲を持つと理論づけられています。プルトニウム酸化物は、酸化物に比べて融点が低く、反応性が高いため、原子核分裂炉燃料（ MOX燃料）などの用途に適した形態です。

アルファ崩壊は高エネルギーヘリウム原子核の放出であり、プルトニウムの放射性崩壊の最も一般的な形態である。[13] 5kgの239Puには約12.5 × 10 24原子。半減期は24,100年で、約毎秒 11.5 × 10 12 個の原子が崩壊し、5.157 MeVのアルファ粒子を放出します。これは9.68ワットの電力に相当します。これらのアルファ粒子の減速によって発生する熱により、触ると温かくなります。[14] [15] 238
Puは半減期が非常に短いため、外部からの加熱や冷却なしに放置すると、はるかに高い温度まで加熱され、黒体放射によって赤熱します。この熱は、放射性同位元素を用いた熱電発電機（下記参照） に利用されています。

プルトニウムの室温での抵抗率は金属としては非常に高く、低温になるとさらに高くなります。これは金属としては異例です。[ 16 ]この傾向は100 Kまで続き 、それ以下では新鮮なサンプルの抵抗率は急速に低下します。[16]その後、放射線損傷により抵抗率は20 K付近で時間とともに増加し始め、その増加率はサンプルの同位体組成によって決まります。[16]

自己照射により、プルトニウム試料は結晶構造全体に疲労が生じ、原子の整然とした配列が時間の経過とともに放射線によって乱される。[17]また、自己照射はアニーリングを引き起こし、温度が100 Kを超えると疲労の影響の一部を打ち消す。[18]

ほとんどの物質とは異なり、プルトニウムは溶融すると密度が2.5%増加しますが、液体金属は温度とともに密度が直線的に減少します。[16]融点付近では、液体プルトニウムは他の金属に比べて粘度と表面張力が非常に高くなります。 [17]

同素体

アルファ、ベータ、ガンマ、デルタ、デルタ'、イプシロン相間の相転移における温度上昇に伴う密度の変化を示すグラフ
プルトニウムは大気圧で 6 つの同素体、アルファ (α)、ベータ (β)、ガンマ (γ)、デルタ (δ)、デルタプライム (δ')、およびイプシロン (ε) を持ちます。[19]

プルトニウムは通常6つの同素体を持ち、限られた圧力範囲内の高温では7番目の同素体（ゼータ、ζ）を形成する。[19]これらの同素体は、元素の異なる構造変化または形態であり、内部エネルギーは非常に類似しているが、密度と結晶構造は大きく異なる。そのため、プルトニウムは温度、圧力、または化学的性質の変化に非常に敏感であり、ある同素体から別の同素体への相転移に伴う劇的な体積変化を引き起こす。[17]異なる同素体の密度は16.00 g/cm 3から19.86 g/cm 3まで変化する。[20]

プルトニウムはこれらの多くの同素体の存在により、状態変化が非常に容易であるため、機械加工が非常に困難になります。例えば、非合金プルトニウムでは室温でα型が存在します。α型は鋳鉄に似た機械加工特性を示しますが、わずかに高い温度では塑性があり展性のあるβ型（ベータ型）に変化します。[21]この複雑な状態図の理由は完全には解明されていません。α型は低対称性の単斜晶系構造を有するため、脆く、強度が高く、圧縮性が高く、熱伝導率が低いという特徴があります。[19]

δ（デルタ）型のプルトニウムは通常310℃から452℃の範囲で存在するが、少量のガリウム、アルミニウム、またはセリウムと合金にすると室温で安定し、加工性が向上し、溶接が可能になります。[21] δ型はより典型的な金属特性を持ち、アルミニウムとほぼ同程度の強度と展性があります。[19]核分裂兵器では、プルトニウムコアを圧縮するために使用される爆発的な衝撃波によって、通常のδ相プルトニウムからより密度の高いα型への転移も引き起こされ、超臨界状態の達成に大きく貢献します。[出典が必要] ε相は最も高温の固体同素体であり、他の元素と比較して異常に高い原子自己拡散を示します。[17]

核分裂

プルトニウムは放射性アクチノイド金属であり、その同位体であるプルトニウム239は3つの主要な核分裂性同位体（他の2つはウラン233とウラン235 ）の1つです。プルトニウム241も非常に核分裂性が高いです。プルトニウムが核分裂性を持つとみなされるためには、同位体の原子核が低速の中性子の衝突によって分裂（核分裂）し、さらに核分裂を引き起こす核連鎖反応を維持するのに十分な量の中性子を放出する必要があります。[22]

純粋なプルトニウム239は、1より大きい増倍率（k eff）を持つ場合があり、これは金属が十分な量で適切な形状（例えば、十分な大きさの球体）で存在すれば臨界質量を形成できることを意味する。[23]核分裂の際、原子核を結合させている核結合エネルギーの一部が、大量の電磁エネルギーと運動エネルギーとして放出される（後者の多くはすぐに熱エネルギーに変換される）。1キログラムのプルトニウム239の核分裂は、 TNT火薬21,000トン（88,000  GJ ）に相当する爆発を引き起こす可能性がある。このエネルギーこそが、プルトニウム239を核兵器や原子炉に有用なものにしている。[14]

サンプル内に同位体プルトニウム 240が存在すると、240 Pu の自発核分裂率が比較的高い(1 グラムあたり毎秒約 440 核分裂、1 グラムあたり毎秒 1,000 個を超える中性子)ため、核爆弾としての潜在能力が制限される。 [24]これにより背景中性子レベルが上昇し、その結果、事前爆発のリスクが高まる。[25]プルトニウムは、含まれる240 Puの割合に基づいて、兵器級、燃料級、原子炉級に分類される。兵器級プルトニウムには240 Pu が 7% 未満含まれる。燃料級プルトニウムには 7%～19%、原子炉級プルトニウムには240 Pu が 19% 以上含まれる。240 Puが 4% 未満のスーパーグレードプルトニウムは、放射能が低いため、米国海軍の艦船や潜水艦の乗組員の近くに保管される兵器に使用される。 [26]プルトニウム238は核分裂性物質ではありませんが、高速中性子やアルファ崩壊によって容易に核分裂を起こします。 [14]すべてのプルトニウム同位体は、ベータ崩壊の有無にかかわらず、 1回以上の中性子吸収によって核分裂性物質に「増殖」することができます。このため、プルトニウムの非核分裂性同位体は核分裂性物質となります。

同位体と元素合成

ウラン、トリウム、プロトアクチニウム、プルトニウムの様々な同位体間の相互変換を示す図
ウラン-プルトニウムおよびトリウム-ウラン連鎖

プルトニウムには、 226 Puから247 Puまでの22種類の放射性同位体が同定されています。最も長寿命なのは、半減期が8080万年の244 Pu、半減期が37万3300年の242 Pu、そして2万4110年の239 Puです。その他の同位体はすべて半減期が7000年未満です。この元素には8つの準安定状態も存在しますが、いずれも半減期は1秒未満です。[13] 244 Puは星間空間でも発見されており[27]、原始元素以外の放射性同位体の中で最も長い半減期を持っています。最も安定な同位体である244 Puよりも質量数の小さい同位体の主な崩壊様式は、自発核分裂とアルファ放出であり、主にウラン（陽子数92 ）とネプツニウム（陽子数93）の同位体が崩壊生成物として生成されます（核分裂過程によって生成される様々な娘核は無視されます）。244 Puよりも重い同位体、そして241 Puと243 Puの主な崩壊様式はベータ放出であり、アメリシウム同位体（陽子数95）が生成されます。プルトニウム241はネプツニウム系列の親同位体であり、ベータ放出によってアメリシウム241に崩壊します。[13] [28]

プルトニウム238と239は最も広く合成されている同位体である。[14] 239 Puは、ウラン（U）と中性子（n）を用いたベータ崩壊（β −）によってネプツニウム（Np）を中間体として以下の反応で合成される。[29]

ウラン235の核分裂で生じた中性子はウラン238の原子核に捕獲され、ウラン239を形成します。その後、ベータ崩壊により中性子が陽子に変換され、ネプツニウム239（半減期2.36日）が形成され、さらにベータ崩壊によりプルトニウム239が形成されます。[30]イギリスの チューブアロイ計画に携わっていたエゴン・ブレッチャーは、 1940年にこの反応を理論的に予測しました。[31]

プルトニウム238は、ウラン238に重陽子（Dまたは2H 、重水素の原子核）を衝突させることで以下の反応で合成されます。[32]

重陽子がウラン238に衝突すると、2つの中性子とネプツニウム238が生成され、ネプツニウム238は負のベータ粒子を放出して崩壊し、プルトニウム238を形成します。[33]プルトニウム238は、ネプツニウム237の中性子照射によっても生成されます。[34]

崩壊熱と核分裂特性

プルトニウム同位体は放射性崩壊を起こし、崩壊熱を発生します。同位体によって質量あたりの熱量は異なります。崩壊熱は通常、ワット/キログラムまたはミリワット/​​グラムで表されます。プルトニウムの塊が大きい場合（例えば、兵器ピット）、および熱除去が不十分な場合、結果として生じる自己発熱は顕著になる可能性があります。

化合物と化学

ガラス試験管内の5つの液体：紫色、Pu(III)；濃い茶色、Pu(IV)HClO4；薄紫色、Pu(V)；薄茶色、Pu(VI)；濃い緑色、Pu(VII)
溶液中のプルトニウムの様々な酸化状態

室温では純粋なプルトニウムは銀色ですが、酸化されると変色します。[36]この元素は水溶液中で4つの一般的なイオン酸化状態と1つの稀なイオン酸化状態を示します。[20]

  • Pu(III)、Pu 3+（青ラベンダー）
  • Pu(IV)、Pu 4+（黄褐色）として
  • Pu(V)、PuOとして+
    2    （薄ピンク）[注1]
  • Pu(VI)、PuOとして2+
    2    （ピンクオレンジ）
  • Pu(VII)、PuOとして3−5
    ​    (緑) 七価イオンは希少です。

プルトニウム溶液の色は、酸化状態と酸性陰イオンの性質の両方に依存します。[38]プルトニウム種の錯形成度（原子が中心原子とどのように結合するか）に影響を与えるのは酸性陰イオンです。さらに、プルトニウムの正式な+2酸化状態は、錯体[K(2.2.2-クリプタンド)] [Pu II Cp″ 3 ]、Cp″ = C 5 H 3 (SiMe 3 ) 2で知られています。[39]

揮発性四酸化物PuOなどのプルトニウム(VIII)化合物の製造
4も主張されているが[40] [41]、その存在については依然として議論の余地がある。[42]

金属プルトニウムは、四フッ化プルトニウムをバリウム、カルシウム、またはリチウムと1200℃で反応させることで生成されます。[43]金属プルトニウムは酸、酸素、水蒸気には侵されますが、アルカリには侵されません。また、濃塩酸、ヨウ化水素酸、過塩素酸には容易に溶解します。[44]溶融金属は、空気との反応を避けるため、真空または不活性雰囲気中に保管する必要があります。[21] 135℃では、金属は空気中で発火し、四塩化炭素に入れると爆発します。[45]

上部に赤い斑点があり、周囲に黄色い粉がある黒いプルトニウムの塊
プルトニウムの自然発火性により、特定の条件下では燃えさしのように見えることがあります。
茶色がかった白い雪のような水酸化プルトニウムの沈殿物が入ったガラス瓶
純粋な水酸化プルトニウム20マイクログラム

プルトニウムは反応性の高い金属です。湿った空気または湿ったアルゴン中では、金属は急速に酸化され、酸化物と水素化物の混合物を生成します。[7]金属が限られた量の水蒸気に十分長くさらされると、粉末状のPuO 2の表面コーティングが形成されます。[7]プルトニウム水素化物も形成されますが、水蒸気が過剰になるとPuO 2のみが形成されます。[44]

プルトニウムは純粋な水素と非常に大きな可逆反応を示し、水素化プルトニウムを形成する。[17]また、酸素とも容易に反応し、PuO、PuO 2、および中間酸化物を形成する。酸化プルトニウムは金属プルトニウムよりも体積比で40%大きい。この金属はハロゲンと反応し、一般式PuX 3（XはF、Cl、Br、またはI）の化合物を生成する。また、 PuF 4も観測される。以下のオキシハロゲン化物が観測されている：PuOCl、PuOBr、PuOI。炭素と反応してPuC、窒素と反応してPuN、シリコンと反応してPuSi 2を形成する。[20] [45]

プルトニウム錯体の有機金属化学は有機アクチニド種に典型的であり、有機プルトニウム化合物の特徴的な例としてプルトノセンが挙げられる。[30] [46]計算化学手法は、プルトニウム-配位子結合における共有結合性の向上を示している。[17] [46]

プルトニウム、その水素化物、そしてPu 2 O 3のような特定の酸化物の粉末は自然発火性 であり、常温で自然発火する可能性があるため、窒素またはアルゴンの不活性な乾燥雰囲気中で取り扱う必要があります。プルトニウム塊は400℃以上に加熱された場合にのみ発火します。Pu 2 O 3は自然発火してPuO 2に変化します。PuO 2は乾燥空気中では安定ですが、加熱すると水蒸気と反応します。[47]

プルトニウムを収容するるつぼは、その強い還元特性に耐えられる必要があります。タンタルやタングステンなどの耐火金属、そしてより安定した酸化物、ホウ化物、炭化物、窒化物、ケイ化物は、この特性に耐えることができます。電気アーク炉で溶解すれば、るつぼを必要とせずにプルトニウムの小さなインゴットを製造することができます。[21]

セリウムはプルトニウムの化学模擬物質として、封じ込め、抽出、その他の技術の開発に使用されています。[48]

電子構造

プルトニウムは、 5f電子が非局在化と局在化の境界となる元素であり、そのため最も複雑な元素の一つと考えられている。 [49]プルトニウムの異常な挙動は、その電子構造に起因する。6dサブシェルと5fサブシェルのエネルギー差は非常に小さい。5fシェルの大きさは、電子が格子内で結合を形成するのにちょうど十分であり、まさに局在化挙動と結合挙動の境界である。エネルギー準位の近接性は、ほぼ等しいエネルギー準位を持つ複数の低エネルギー電子配置をもたらす。これは、5f n 7s 2と5f n−1 6d 1 7s 2の競合する配置につながり、それがプルトニウムの化学的挙動の複雑さの原因となっている。5f軌道の高度な方向性は、プルトニウムの分子および錯体における方向性のある共有結合の原因である。[17]

合金

プルトニウムは、ほとんどの他の金属と合金や中間化合物を形成できる。例外には、アルカリ金属のリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、アルカリ土類金属のマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、希土類金属のユーロピウム、イッテルビウムがある。[44]部分的な例外には、液体プルトニウムには溶けるが、固体プルトニウムには溶けないか、ほとんど溶けない耐火金属のクロム、モリブデン、ニオブ、タンタル、タングステンがある。 [44]ガリウム、アルミニウム、アメリシウム、スカンジウム、セリウムは、室温でδ相プルトニウムを安定させることができる。シリコン、インジウム、亜鉛、ジルコニウムは、急速に冷却すると準安定δ状態を形成できる。ハフニウム、ホルミウム、タリウムを多量に添加すると、室温でもδ相をある程度保持することができます。ネプツニウムは、高温でα相を安定化できる唯一の元素です。[17]

プルトニウム合金は、溶融プルトニウムに金属を添加することで製造できます。合金化金属が十分に還元性を有する場合、プルトニウムは酸化物またはハロゲン化物の形で添加できます。δ相プルトニウム-ガリウム合金（PGA）およびプルトニウム-アルミニウム合金は、溶融ガリウムまたはアルミニウムにフッ化プルトニウム(III)を添加することで製造されます。この方法の利点は、反応性の高いプルトニウム金属を直接扱う必要がないことです。[50]

  • PGAはプルトニウムのδ相を安定化させ、α相およびα-δ相関連の問題を回避するために使用されます。主な用途は爆縮爆弾のピットです。[51]
  • プルトニウム-アルミニウム合金はPGAの代替元素です。元々はδ相安定化元素として検討されていましたが、アルファ粒子と反応して中性子を放出する性質があるため、核兵器への利用性は低いとされています。プルトニウム-アルミニウム合金は、核燃料の成分としても使用できます。[52]
  • プルトニウム・ガリウム・コバルト合金（PuCoGa5 ）は、18.5K以下の温度で超伝導を示す非従来型超伝導体であり、重い電子系の中では最高温度よりも1桁高い超伝導特性を示し、大きな臨界電流を有する。[49] [53]
  • プルトニウム・ジルコニウム合金は核燃料として使用できる。[54]
  • プルトニウム・セリウムおよびプルトニウム・セリウム・コバルト合金は核燃料として使用されます。[55]
  • プルトニウム・ウラン合金（プルトニウム含有量約15～30モル%）は、高速増殖炉の核燃料として用いることができる。自然発火性と、空気に触れると自己発火または崩壊に至るほどの腐食性を有するため、他の成分との合金化が必要となる。アルミニウム、炭素、銅を添加しても崩壊速度は著しく改善されない。ジルコニウムと鉄の合金は耐食性に優れているが、空気中では数ヶ月で崩壊してしまう。チタンおよび／またはジルコニウムを添加すると、合金の融点が大幅に上昇する。[56]
  • プルトニウム・ウラン・チタンおよびプルトニウム・ウラン・ジルコニウムは、核燃料としての利用が研究された。第三元素の添加により、耐食性が向上し、可燃性が低下し、延性、加工性、強度、熱膨張率が向上する。プルトニウム・ウラン・モリブデンは酸化物の保護膜を形成するため、最も優れた耐食性を示すが、物理的理由からチタンとジルコニウムが好まれる。[56]
  • トリウム・ウラン・プルトニウムは高速増殖炉の核燃料として研究された。[56]

発生

自然界には微量のプルトニウム238、プルトニウム239、プルトニウム240、プルトニウム244が存在する。プルトニウム239とその崩壊生成物は、ガボンのオクロにある天然の核分裂炉[58]のようなウラン濃縮鉱石中に、ごく微量（数兆分の1）で自然に存在する。[57]シガーレイク鉱山のウラン鉱床におけるプルトニウム239とウランの比率は、2.4 × 10 −12から44 × 10 −12です。[59]これらの微量の239 Puは、次のような仕組みで発生します。238 Uはまれに自発核分裂を起こし、その過程で原子核から1つまたは2つの運動エネルギーを持つ自由中性子が放出されます。これらの中性子の1つが別の238 U原子の原子核に衝突すると、その原子核に吸収され、239 Uになります。239 Uは比較的短い半減期で239 Npに崩壊し、さらに239 Puに崩壊します。[60] [61]最後に、極めてまれなウラン238の二重ベータ崩壊に起因する極微量のプルトニウム238が天然ウラン試料中に発見されています。[62]

プルトニウム 244 は半減期が約 8000 万年と比較的長いため、原始核種として自然に発生することが示唆されていましたが、検出に関する初期の報告は確認できませんでした。[63]太陽系での初期の豊富さから判断すると、2022 年時点の実験では、生きた原始244 Pu を検出することはほぼ不可能です。[64]しかし、半減期が長いため、絶滅する前に太陽系内を循環していたことが確実であり、[65]実際に、絶滅した244 Puの自然核分裂の証拠が隕石で見つかっています。[66]初期の太陽系に244 Puが存在したことは確認されており、今日ではその娘核種である232 Th (アルファ崩壊経路から) またはキセノン同位体 (自然核分裂から) の過剰として現れています。後者の方が一般的に有用である。なぜなら、トリウムとプルトニウムの化学的性質は比較的類似しており（どちらも主に四価である）、したがって、トリウムの過剰は、その一部がプルトニウム娘核として生成されたことの強力な証拠にはならないからである。[67] 244 Puはすべての超ウラン核種の中で最も長い半減期を持ち、超新星と衝突する中性子星のr過程でのみ生成される。これらの事象から原子核が高速で放出されて地球に到達する際、超ウラン核種の中で244 Puだけが旅を生き延びるのに十分な半減期を持っているため、深海底で微量の星間244 Puが発見されている。240 Puも244 Puの崩壊系列で発生するため、より微量ではあるが、永年平衡状態にあるはずである。[68]

プルトニウムの天体物理学的検出は非常に限られており、化学的に極めて特異な プシビルスキー星のスペクトル中に発見されています。[69]

これまでに実施された550回の大気圏内核実験と水中核実験、そして少数の大規模な原子力事故により、人体には微量のプルトニウムが通常検出されている。[45]大気圏内核実験および水中核実験のほとんどは、核保有国である米国、英国、ソ連が署名・批准した1963年の部分的核実験禁止条約によって停止された。フランスは1974年まで大気圏内核実験を継続し、中国は1980年まで大気圏内核実験を継続した。その後の核実験はすべて地下で行われた。[70]

歴史

発見

エンリコ・フェルミとローマ大学の科学者チームは、1934年に元素番号94を発見したと報告した。[71]フェルミはこの元素をヘスペリウムと呼び、1938年のノーベル賞受賞講演で言及した。 [72]サンプルには実際には核分裂生成物、主にバリウムとクリプトンが含まれていた。[注 2] [73]核分裂は1938年にドイツでオットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンによって発見されたが、当時は知られていなかった。[74]

スーツを着た年老いたシーボーグ
グレン・T・シーボーグとバークレーの彼のチームはプルトニウムを初めて生産した。

プルトニウム（具体的にはプルトニウム238）は、1940年12月から1941年2月の間に、カリフォルニア大学バークレー校のバークレー放射線研究所の60インチ（150 cm）サイクロトロンでウランに重陽子を衝突させることで、グレン・T・シーボーグ、エドウィン・マクミラン、エミリオ・セグレ、ジョセフ・W・ケネディ、アーサー・ウォールによって初めて生成、単離され、化学的に特定されました。[75] [76] [77] 衝突によってネプツニウム238が直接生成されましたが、半減期が2日強のベータ線崩壊を起こし、94番元素が形成されたことが示されました。[45]最初の衝突は1940年12月14日に行われ、この新元素は1941年2月23日から24日の夜に酸化反応によって初めて特定されました。[76]

この発見を記録した論文は研究チームによって作成され、1941年3月にフィジカル・レビュー誌に提出されたが[45] 、安全保障上の懸念から、第二次世界大戦終結から1年後まで出版が延期された。[78]ケンブリッジのキャベンディッシュ研究所では、エゴン・ブレッチャーとノーマン・フェザーが、ウランを燃料とする低速中性子炉が理論上、副産物として相当量のプルトニウム239を生成することに気づいた。彼らは、元素番号94は核分裂性があり、ウランとは化学的に異なるという利点があり、容易に分離できると計算した。[31]

マクミランは当時、超ウラン元素の最初の元素を海王星にちなんでネプツニウムと名付け、その次の元素である94番元素を当時次の惑星と考えられていた冥王星にちなんで名付けることを提案した。[14] [注 3]ケンブリッジ大学の ニコラス・ケマーも、バークレー大学のチームと同じ理由から、独立して同じ名前を提案した。[31]シーボーグは当初「プルチウム」という名前を検討していたが、後に「プルトニウム」ほど響きが良くないと判断した。[80]彼は「Pu」という文字を冗談で選んだ。これは、周期表にいつの間にか入ってしまった、特に不快な臭いを表す感嘆詞「P U」にちなんで名付けられた。[注 4]シーボーグらが検討した別の名前は「ウルティミウム」または「エクストリミウム」であった。これは、周期表の最後の元素を発見したという誤った考えからであった。[82]

ハーンとシュトラスマン、そしてクルト・シュタルケも、この時点でベルリンで超ウラン元素の研究を行っていた。ハーンとシュトラスマンはプルトニウム239が核分裂性であることを認識していた可能性が高い。しかし、彼らは強力な中性子源を持っていなかった。元素番号93は、1942年にハーンとシュトラスマン、そしてシュタルケによって報告されている。ハーンのグループは元素番号94の研究を行わなかったが、これはおそらく、マクミランとアベルソンが元素番号93を発見した際にその単離に成功しなかったことに落胆したためだろう。しかし、ハーンのグループはこの時点でパリのより強力なサイクロトロンを利用できたため、たとえ微量（数ベクレル）であっても、試みればプルトニウムを検出できた可能性が高い。[83]

初期の研究

プルトニウムの名前の由来となった準惑星 冥王星

数ヶ月の初期研究の後、プルトニウムの化学的性質はウランに似ていることがわかった。[45]初期の研究はシカゴ大学の秘密の冶金研究所で続けられた。1942年8月20日、この元素の痕跡量が初めて単離され、測定された。ウランと核分裂生成物と結合した約50マイクログラムのプルトニウム239が生成され、約1マイクログラムのみが単離された。[57] [84]この手順により、化学者は新しい元素の原子量を決定することができた。[85] [注 5] 1942年12月2日、シカゴ大学スタッグフィールドの西側スタンドの下のラケットコートで、エンリコ・フェルミ率いる研究者らは、CP-1として知られるグラファイトとウランの堆積物で最初の自己持続的な連鎖反応を達成した。 CP-1の運転から得られた理論的情報に基づき、デュポン社はオークリッジにX-10として知られる空冷式実験生産炉とパイロット化学分離施設を建設した。この分離施設は、グレン・T・シーボーグとメトロポリタン研究所の研究チームによって開発された方法を用いて、X-10原子炉で照射されたウランからプルトニウムを除去した。CP-1から得られた情報は、ハンフォード用の水冷式プルトニウム生産炉を設計していたメトロポリタン研究所の科学者にとっても有用であった。建設は1943年半ばに開始された。[86]

1943年11月、三フッ化プルトニウムを還元してプルトニウム金属の最初のサンプル、すなわち数マイクログラムの金属ビーズが作られました。[57]プルトニウムが十分に生産されたため、プルトニウムは初めて肉眼で見える合成元素となりました。[87]

プルトニウム239の核特性も研究され、中性子に衝突すると、より多くの中性子とエネルギーを放出して分裂（核分裂）することが分かりました。これらの中性子はプルトニウム239の他の原子に衝突し、指数関数的に速い連鎖反応を引き起こします。この連鎖反応は、プルトニウム239の同位体が十分に濃縮されて臨界質量を形成すると、都市を破壊するほどの爆発を引き起こす可能性があります。[45]

研究の初期段階では、放射性物質の健康への影響を調べるために動物が使用されました。これらの研究は1944年にカリフォルニア大学バークレー校放射線研究所で始まり、ジョセフ・G・ハミルトンによって実施されました。ハミルトンは、プルトニウムが体内でどのように変化するか（被曝モード（経口摂取、吸入、経皮吸収）、体内での滞留率、そして組織への固定化と各臓器への分布）といった疑問を解明しようとしていました。ハミルトンは、異なる原子価状態と異なるプルトニウム導入方法（経口、静脈内など）を用いて、可溶性マイクログラム量のプルトニウム239化合物をラットに投与し始めました。最終的に、シカゴの研究所でも、マウス、ウサギ、魚、さらにはイヌなど、異なる動物を用いて独自のプルトニウム注入実験を行いました。バークレーとシカゴでの研究結果は、プルトニウムの生理学的挙動がラジウムとは大きく異なることを示しました。最も憂慮すべき結果は、肝臓と骨の「活発に代謝されている」部分にプルトニウムが顕著に沈着していたことです。さらに、排泄物中のプルトニウムの排出率は動物種によって最大5倍も異なりました。このようなばらつきのため、ヒトにおける排出率を推定することは極めて困難でした。[88]

マンハッタン計画中の生産

第二次世界大戦中、米国政府は原子爆弾開発のためのマンハッタン計画を発足させた。この計画の主要な研究・生産拠点は、現在のハンフォード・サイトにあるプルトニウム生産施設、テネシー州オークリッジのウラン濃縮施設、そして現在のロスアラモス国立研究所（LANL）として知られる兵器研究開発施設の3つであった。 [89]

上から見た、高くて四角い工業用部屋。セメントの壁に金属製のはしごや金網が張られ、床には12人ほどの作業員が作業している。
建設中のハンフォードB原子炉の正面図。プルトニウム生産のための最初の原子炉。
ハンフォードの航空写真
ハンフォード・サイトは、米国の高レベル放射性廃棄物の容積の3分の2を占めています。 1960年1月、コロンビア川沿いのハンフォード・サイトの川岸には原子炉が並んでいます。

プルトニウム239を製造した最初の生産炉は、X-10グラファイト原子炉でした。この原子炉は1943年に稼働を開始し、後にオークリッジ国立研究所となるオークリッジの施設で建設されました。[45] [注 6]

1944年1月、作業員たちは最初の化学分離棟であるTプラント（200-West）の基礎工事を行いました。Tプラントと、200-Westにある姉妹施設であるUプラントは、10月までに完成しました（Uプラントはマンハッタン計画中、訓練のみに使用されました）。200-Eastの分離棟であるBプラントは1945年2月に完成しました。200-Eastに計画されていた2番目の施設は中止されました。建設作業員から「クイーン・メアリー」と名付けられた分離棟は、長さ800フィート（約240メートル）、幅65フィート（約19メートル）、高さ80フィート（約24メートル）の峡谷のような壮大な構造で、40のプロセスプールを備えていました。7フィート（約2メートル）のコンクリート遮蔽板の向こう側から、作業員が上部のギャラリーからテレビモニターや潜望鏡を通して遠隔操作機器を操作する様子は、内部が不気味な雰囲気を醸し出していました。プロセスプールには巨大なコンクリート製の蓋が取り付けられていましたが、放射線被曝に対する予防措置は不可欠であり、プラント設計のあらゆる側面に影響を与えました。[86]

1944年4月5日、ロスアラモス研究所のエミリオ・セグレはオークリッジから原子炉で生成されたプルトニウムの最初のサンプルを受け取りました。 [91] 10日以内に、彼は原子炉で生成されたプルトニウムの濃度がサイクロトロンで生成されたプルトニウムよりも高いことを発見しました。240 Puは自発核分裂率が高く、プルトニウムサンプル全体の背景中性子レベルを高めます。[92]その結果、「シンマン」というコードネームで呼ばれた当初の銃型プルトニウム兵器は放棄されました。自発中性子数の増加は、核爆発前の爆発（フィズル）の可能性を示唆していたからです。[93]

ロスアラモスにおけるプルトニウム爆弾の設計は、すぐに「ファットマン」というコードネームで呼ばれる、より複雑な爆縮装置へと変更されました。爆縮爆弾では、プルトニウムは爆縮レンズによって高密度に圧縮されます。これは単純な銃型爆弾よりも技術的に困難な作業ですが、プルトニウム爆弾には不可欠です。一方、ウランはどちらの方法でも使用できます。[93]

物質生産を目的とした最初の産業規模の原子炉であるハンフォードB原子炉の建設は1945年3月に完了した。B原子炉は第二次世界大戦中に使用されたプルトニウム兵器の核分裂性物質を生産した。 [注 7] B、D、Fはハンフォードに最初に建設された原子炉であり、その後、さらに6基のプルトニウム生産原子炉がこの場所に建設された。[96]

1945年1月末までに、高度に精製されたプルトニウムは完成した化学隔離棟で更なる濃縮が行われ、残留不純物は無事に除去された。ロスアラモスは2月2日にハンフォードから最初のプルトニウムを受け取った。終戦までに爆弾製造に十分な量のプルトニウムを生産できるかどうかは依然として不透明であったが、ハンフォードは1945年初頭には稼働を開始していた。フランクリン・マティアス大佐がコロンビア川沿いに仮司令部を設置してからわずか2年しか経っていなかった。[86]

ケイト・ブラウンによると、ロシアのハンフォードとマヤックのプルトニウム生産工場は、40年間にわたり「両工場とも2億キュリー以上の放射性同位元素を周辺環境に放出した。これはチェルノブイリ原発事故で放出された量の2倍に相当する」[97] 。長年にわたる放射能汚染のほとんどは通常の操業によるものであったが、予期せぬ事故が発生したため、工場の管理者はこれを秘密にし、汚染は止まることなく続いた[97] 。

2004年、ハンフォード核施設の埋葬溝の発掘調査中に金庫が発見されました。金庫の中には、後に現存する最古の兵器級プルトニウムのサンプルと特定された白っぽいスラリーが入った大きなガラス瓶など、様々な品物が入っていました。パシフィック・ノースウエスト国立研究所による同位体分析の結果、瓶の中のプルトニウムは1944年にオークリッジのX-10グラファイト原子炉で製造されたことが示されました。[98] [99] [100]

トリニティとファットマンの原子爆弾

兵器の組み立てを示す2つの図。上：「銃型組み立て方式」：楕円形の殻の中に左側の通常爆薬が封入され、その爆発により右側の臨界前のウラン235の破片が押し合わされる。下：「爆縮組み立て方式」：球形の殻の中に8個の高性能爆薬が封入され、爆発すると核内のプルトニウムが圧縮される。
原子炉で増殖したプルトニウムには240 Puが含まれているため、「ファットマン」と「トリニティ」では爆縮設計が開発されました。

最初の原子爆弾実験は「トリニティ」というコード名で呼ばれ、1945年7月16日にニューメキシコ州アラモゴード近郊で爆発し、核分裂性物質としてプルトニウムが使用された。[57]トリニティ装置のコード名「ガジェット」の爆縮設計では、従来の爆縮レンズを使用してプルトニウムの球を超臨界質量に圧縮し、同時にポロニウムとベリリウムで作られた起爆装置「アーチン」から中性子を浴びせた（中性子源：（α、n）反応）。[45]これらが組み合わさって、暴走連鎖反応と爆発が確実に起こった。この兵器は4トン以上あったが、プルトニウムはわずか6kgだった。[101]トリニティ兵器内のプルトニウムの約20％が核分裂した。約2万トンのTNT火薬に相当するエネルギーを放出した。[102] [注 8]

1945年8月9日に長崎に投下された「ファットマン」にも全く同じ設計が使用されており、 3万5000人から4万人が死亡し、長崎の軍需品の68%から80%が破壊された。 [104]最初の原子爆弾の発表後、マンハッタン計画のスミス報告書によってプルトニウムの存在と名称が公表された。[105]

冷戦期の使用と浪費

冷戦期には、ソ連とアメリカ合衆国の両国で大量の兵器級プルトニウムが備蓄された。アメリカ合衆国のハンフォード原子炉とサウスカロライナ州サバンナリバーサイトではそれぞれ103トンが生産され[106]、ソ連では推定170トンの軍用プルトニウムが生産された。[107] [注 9]原子力産業の副産物として、現在でも年間約20トンのプルトニウムが生産されている。 [20] 1000トンものプルトニウムが貯蔵されているとみられ、そのうち200トン以上が核兵器に内蔵されているか、核兵器から抽出されている。[45] SIPRIは、2007年の世界全体のプルトニウム備蓄量を約500トンと推定しており、これは兵器用と民生用に均等に配分されている。[109]

ロッキーフラッツ原子力発電所における放射能汚染は、主に1957年と1969年の2度の大規模なプルトニウム火災によって引き起こされました。1952年から1992年までの発電所の稼働期間中、はるかに低濃度の放射性同位体が放出されました。発電所からの卓越風によって、汚染物質が南と東に空中輸送され、デンバー北西部の人口密集地域にまで到達しました。火災やその他の発生源によるプルトニウムによるデンバー地域の汚染は、1970年代まで公表されませんでした。エドワード・マーテルが共同執筆した1972年の研究によると、「デンバーの人口密集地域では、表土のプルトニウム汚染レベルは放射性降下物の数倍に達し」、また「ロッキーフラッツ原子力発電所のすぐ東側では、プルトニウム汚染は核実験による汚染の数百倍に達する」とされています。[110]カール・ジョンソンがAmbio誌で指摘しているように、「デンバー地域の多くの人々が、この工場からの排気ガスに含まれるプルトニウムやその他の放射性核種に被曝したのは1953年まで遡る」。[111]ロッキーフラッツ工場での兵器生産は、1989年のFBIとEPAの合同捜査と長年にわたる抗議活動の後、停止された。その後、工場は閉鎖され、建物は解体され、敷地内から完全に撤去された。[112]

米国では、解体された核兵器から抽出されたプルトニウムの一部を溶かして、重さ2トンのプルトニウム酸化物のガラス柱にする。 [45]このガラスは、カドミウムとガドリニウムを混ぜたホウケイ酸塩でできている。[注 10]これらの柱はステンレス鋼で覆われ、掘削孔の地下4km（2マイル）に保管され、その後コンクリートで埋め戻される予定である。[45]米国は、ネバダ州ラスベガスの北東約160km（100マイル）にあるユッカマウンテン核廃棄物貯蔵所に、このようにプルトニウムを保管する計画であった。[113]

2009年3月5日、スティーブン・チュー・エネルギー長官は 上院公聴会で「ユッカ・マウンテン・サイトはもはや原子炉廃棄物の保管場所として考慮されていない」と述べた。[114] 1999年から、軍が生成した核廃棄物はニューメキシコ州の廃棄物隔離実験施設に保管されている。

2010年1月29日付の大統領覚書において、オバマ大統領はアメリカの核の将来に関するブルーリボン委員会を設立した。[115]最終報告書において、委員会は包括的な戦略を策定するための勧告を提示した。これには以下が含まれる。[116]

「勧告1：米国は、使用済み燃料と高レベル放射性廃棄物の安全な処分のための1つ以上の恒久的な深地層施設を適時に開発することにつながる統合的な放射性廃棄物管理プログラムを実施すべきである。」[116]

医学実験

第二次世界大戦中および終戦後、マンハッタン計画やその他の核兵器研究プロジェクトに携わっていた科学者たちは、実験動物およびヒトに対するプルトニウムの影響について研究を行った。[117]動物実験では、組織1kgあたり数ミリグラムのプルトニウムが致死量であることが判明した。[118]

被験者の場合、これは通常5マイクログラム（μg）のプルトニウムを含む溶液を、末期症状または加齢や慢性疾患により余命10年未満と判断された入院患者に注射することを意味した。[117] 1945年7月、動物実験でプルトニウムが骨に分布する方法がラジウムよりも危険であることが判明したため、この量は1μgに減らされた。[118]アイリーン・ウェルサムによると、被験者のほとんどは貧困、無力、そして病気であった。[119]

1945年から47年にかけて、18人の被験者にインフォームドコンセントなしにプルトニウムが注入された。この検査は、プルトニウムを取り扱う際の安全基準を開発するため、体内でのプルトニウムの摂取量を測定する診断ツールを作成するために使用された。[117] エブ・ケイドは、1945年4月10日にテネシー州オークリッジで4.7マイクログラムのプルトニウムを注入する医学実験に不本意ながら参加した。[120] [121]この実験はハロルド・ホッジの監督下で行われた。[122]米国原子力委員会とマンハッタン計画が指揮したその他の実験は、 1970年代まで続けられた。プルトニウム・ファイルは、関係者それぞれの名前を挙げ、科学者や医師によって秘密裏に行われた倫理的および医学的研究について論じることで、秘密プログラムの被験者の生活を記録している。この事件は現在、医療倫理とヒポクラテスの誓いに対する重大な違反とみなされている。[123]

政府は1993年までこれらの行為の大部分を隠蔽していましたが、ビル・クリントン大統領が政策変更を命じ、連邦政府機関が関連記録を公開しました。これを受けて大統領の人体放射線実験諮問委員会が調査を行い、プルトニウムを用いた人体実験に関する多くの資料が明らかになりました。委員会は1995年に物議を醸した報告書を発表しましたが、その中で「不正行為が行われた」と述べられていましたが、加害者を非難していませんでした。[119]

アプリケーション

爆発物

灰色の幹と白い頂部を持つ核のキノコ雲の写真
1945年に日本の長崎に投下された原子爆弾にはプルトニウムの核が含まれていた。

プルトニウム239は、核分裂の容易さと入手しやすさから、核兵器における重要な核分裂性物質です。核爆弾のプルトニウムピットをタンパー（高密度物質の層）で覆うことで、漏れ出した中性子をプルトニウムコアに反射させ、臨界質量を減少させます。これにより臨界質量は16kgから10kgに減少し、これは直径約10センチメートル（4インチ）の球体となります。[124]この臨界質量は、ウラン235の約3分の1です。[14]

ファットマンプルトニウム爆弾は、プルトニウムを爆発的に圧縮することで通常よりもはるかに高い密度を実現し、中央の中性子源と組み合わせることで反応を開始し効率を高めた。そのため、TNT火薬20キロトンに相当する爆発威力を得るのに、わずか6kgのプルトニウムしか必要なかった。 [102] [125]仮説的には、非常に高度な組立設計を用いれば、わずか4kg、あるいはそれ以下のプルトニウムで原子爆弾1個を製造できる可能性がある。[125]

混合酸化物燃料

通常の軽水炉の使用済み核燃料にはプルトニウムが含まれていますが、プルトニウム242、240、239、238の混合物です。この混合物は効率的な核兵器に十分な濃縮度ではありませんが、MOX燃料として1回使用することができます。[126]事故による中性子捕獲により、プルトニウムが原子炉内で低速の「熱」中性子で照射されるたびにプルトニウム242と240の量が増加するため、2サイクル目以降はプルトニウムは高速中性子炉でのみ消費されます。高速中性子炉が利用できない場合（通常は高速中性子炉が利用できない場合）、余剰プルトニウムは通常廃棄され、核廃棄物の中で最も長寿命の成分の一つとなります。このプルトニウムやその他の超ウラン燃料を消費し、廃棄物の放射毒性を低減したいという願望が、原子力技術者が高速中性子炉を建設する一般的な理由です。[127]

最も一般的な化学プロセスであるPUREX（プルトニウム・ウラン分離法）は、使用済み核燃料を再処理してプルトニウムとウランを抽出し、原子炉で再利用するための混合酸化物（MOX）燃料を形成する。この燃料混合物には兵器級プルトニウムを加えることができる。MOX燃料は軽水炉で使用され、燃料1トンあたり60kgのプルトニウムを含む。4年後にはプルトニウムの4分の3が燃焼（他の元素に変換）される。[45] MOX燃料は1980年代から使用されており、ヨーロッパで広く使用されている。[126] 増殖炉は、消費するよりも多くの核分裂性物質を生成するように特別に設計されている。[128]

MOX燃料は総燃焼率を向上させる。燃料棒は使用後3年で再処理され、廃棄物が除去される。その時点で廃棄物は燃料棒の総重量の3%を占める。[45]この3年間に生成されたウランまたはプルトニウム同位体は残され、燃料棒は再び生産工程に戻る。[注 11]兵器級プルトニウム合金には質量あたり最大1%のガリウムが含まれており、軽水炉の長期運転に支障をきたす可能性がある。[129]

使用済み原子炉燃料から回収されたプルトニウムは、非核分裂性のプルトニウム240とプルトニウム242による過剰な汚染のため、核拡散の危険性は低い。これらの同位体の分離は現実的ではない。効率的な核兵器に適した物質を生産するには、一般的に、非常に低い燃焼度で運転する専用原子炉（したがって、新たに生成されたプルトニウム239が追加の中性子にさらされ、より重い同位体に変換されるのを最小限に抑える）が必要となる。「兵器級」プルトニウムは（総プルトニウムの）少なくとも92%のプルトニウム239を含むと定義されているが、米国は、プルトニウム239が約85%しか含まれていないと考えられるプルトニウム、いわゆる「燃料級」プルトニウムを用いて、 20キロトン未満の核爆発装置を爆発させることに成功した。[130]通常の軽水炉燃焼サイクルで生成される「原子炉級」プルトニウムは、通常、プルトニウム239が60%未満、プルトニウム240/242が最大30%、核分裂性プルトニウム241が10～15%含まれています。[130]再処理された民生用核廃棄物から得られたプルトニウムを使用した装置が爆発するかどうかは不明ですが、仮に爆発して大規模な都市部に放射性物質を拡散させる可能性があります。IAEAは、すべての同位体ベクターのプルトニウムを保守的に「直接使用」物質、すなわち「核変換やさらなる濃縮なしに核爆発物の構成物質の製造に使用できる核物質」に分類しています。[130]

電力と熱源

円形の穴の中に立つ、輝く酸化プルトニウムの円筒
238 PuO 2の輝く円筒
プルトニウム238酸化物を含む光るグラファイト立方体
キュリオシティ探査機の238 PuO 2 放射性同位元素熱電発電機

プルトニウム238の半減期は87.74年です。[131]プルトニウム238は、ガンマ線／光子と中性子の両方を低レベルに放出しながら、大量の熱エネルギーを放出します。 [132]アルファ線放出体であるため、高エネルギー放射線と低透過性を兼ね備えており、遮蔽は最小限で済みます。プルトニウム238からのアルファ粒子を遮蔽するには、紙一枚で十分です。この同位体1kgは約570ワットの熱を発生します。[14] [132]

これらの特性により、人間の寿命に近い時間スケールで直接的なメンテナンスなしに動作する必要があるデバイスの電力生成に適しています。そのため、カッシーニ[133]、ボイジャー[134] 、ガリレオ[135]、ニューホライズンズ[136]の宇宙探査機、そしてキュリオシティ[ 137]やパーサヴィアランス（Mars 2020）火星探査車に搭載されている放射性同位体熱電発電機や放射性同位体ヒーターユニットなどに使用されています。

1977年に打ち上げられた2機のボイジャー宇宙船には、それぞれ500ワットのプルトニウム電源が搭載されていました。30年以上経った今でも、各電源は約300ワットの出力を維持しており、各宇宙船の限定的な運用を可能にしています。[136]同じ技術の初期バージョンは、1969年のアポロ12号に始まり、 5機のアポロ月面実験パッケージに電力を供給しました。 [45]

238 Pu は、繰り返しの手術のリスクを減らすために、人工心臓ペースメーカーの電源としても効果的に使用されてきた。 [137] [138]大部分はリチウムベースの一次電池に置き換えられたが、2003 年の時点で、米国では 50 から 100 台のプルトニウムを動力源とするペースメーカーがまだ生体患者に埋め込まれ、機能していた。[139] 2007 年末までに、プルトニウムを動力源とするペースメーカーの数はわずか 9 台にまで減少したと報告されている。[140] 238 Pu は、スキューバ ダイビングに補助的な熱を供給する方法として研究された。[ 141] 238 Pu をベリリウムと混合して、研究目的で中性子を生成するために使用される。[45]

予防

毒性

プルトニウムの有害な影響には、放射能と重金属中毒という2つの側面があります。プルトニウム化合物は放射性であり、骨髄に蓄積します。プルトニウム酸化物による汚染は、核兵器が燃焼した軍事原子力事故を含む、原子力災害や放射能事故によって発生しています。 [142]これらの小規模放出の影響、および広島と長崎への原爆投下後に広まった放射線中毒による病気や死亡に関する研究は、放射線中毒の危険性、症状、予後に関する多くの情報を提供してきました。日本の生存者の場合、放射線中毒はプルトニウムへの直接的な被曝とはほとんど関係がありませんでした。[143]

プルトニウムの崩壊により、アルファ(α)、ベータ(β)、ガンマ(γ) の 3 種類の電離放射線が放出される。急性または長期の被曝のいずれの場合も、放射線病、遺伝子損傷、癌、死亡を含む深刻な健康被害の危険がある。被曝量が増えるほど危険は増す。[45] α 線は短距離しか移動できず、人体の皮膚の外側の死んだ層を通過することができない。β 線は人体の皮膚を透過できるが、体全体に浸透することはできない。γ 線は体全体に浸透する。[144] α 線は皮膚を透過できないとしても、摂取または吸入したプルトニウムは内臓を照射する。[45]吸入したプルトニウムによって発生したα 粒子が、ヨーロッパの原子力労働者のコホートで肺癌を引き起こすことが判明している。[145]プルトニウムが蓄積する骨格と、プルトニウムが集まって濃縮される肝臓が危険にさらされている。[44]プルトニウムは摂取されても体内に効率的に吸収されず、摂取後プルトニウム酸化物のわずか0.04%しか吸収されません。[45]体内に吸収されたプルトニウムは非常にゆっくりと排泄され、生物学的半減期は200年です。[146]プルトニウムは細胞膜​​や腸の境界をゆっくりとしか通過しないため、摂取による吸収と骨構造への取り込みは非常にゆっくりと進行します。[147] [148]ドナルド・マスティックは誤って少量の塩化プルトニウム(III)を飲み込みましたが、その後30年間検出されましたが、悪影響はなかったようです。[149]

プルトニウムは、経口摂取よりも吸入の方が危険です。吸入したプルトニウムの総放射線量当量が400ミリシーベルトを超えると、肺がんのリスクは増加します。[150]米国エネルギー省は、直径約3μmのプルトニウム粒子5,000個を吸入した場合の生涯がんリスクは、米国の背景放射線量の1%増と推定しています。[151]大量のプルトニウムを経口摂取または吸入すると、急性放射線中毒を引き起こし、場合によっては死に至る可能性があります。しかし、プルトニウムを吸入または経口摂取したことで死亡した人は知られておらず、多くの人の体内に測定可能な量のプルトニウムが存在します。[130]

プルトニウムの塵が肺組織の局所的な部分を照射するという「ホットパーティクル」理論は、主流の研究では支持されていない。このような粒子は当初考えられていたよりも移動性が高く、粒子状であることによる毒性の顕著な増加はないからである。 [147]吸入されると、プルトニウムは血流に入る可能性がある。血流に入ると、プルトニウムは体全体に広がり、骨、肝臓、その他の臓器に蓄積する。臓器に到達したプルトニウムは、通常数十年間体内に留まり、周囲の組織を放射線にさらし続け、がんを引き起こす可能性がある。[152]

ラルフ・ネーダーのよく引用される言葉に、大気中に拡散したプルトニウムの塵1ポンドは80億人の命を奪うのに十分であるというものがある[153] 。これに対し、放射線毒性に関する一般的に受け入れられている閾値なし線形モデルに反対するバーナード・コーエンは異議を唱えた。コーエンは、1ポンドのプルトニウムを吸入した場合、200万人を超える命を奪うことはできないと推定しており、プルトニウムの毒性は神経ガスとほぼ同等である。[154]

プルトニウムの粉塵に曝露した複数の人々（例えば、ネバダ州の核実験場の風下に住む人々、長崎の被爆者、原子力施設の作業員、そして1945年から46年にかけてプルトニウムの代謝を研究するためにプルトニウムを注入された「末期患者」）が綿密に追跡調査され、分析された。コーエンは、これらの研究がプルトニウムの毒性に関する高い推定値と矛盾していると判断し、プルトニウムを注入された後も老齢まで生存したアルバート・スティーブンスのような事例を挙げた。 [147]「1940年代にロスアラモス国立研究所の作業員約25人が相当量のプルトニウムの粉塵を吸入した。ホットパーティクル理論によれば、彼らは皆、現在までに肺癌で死亡している確率が99.5%であるが、肺癌患者は一人も出ていない。」[154] [155]

海洋毒性

プルトニウムは、廃棄物の投棄や原子力発電所からの漏洩事故によって海洋環境に流入することが知られています。海洋環境におけるプルトニウムの最高濃度は堆積物中に存在しますが、プルトニウムの複雑な生物地球化学循環により、他のあらゆる場所にも存在します。[156]例えば、栄養循環を助ける様々な動物プランクトン種は、プルトニウムを日常的に摂取します。動物プランクトンが摂取したプルトニウムを完全に排泄するため、その排泄は表層水からプルトニウムを清掃する上で極めて重要なメカニズムとなります。[157]しかし、大型生物による捕食に屈した動物プランクトンは、魚類へのプルトニウムの伝播媒体となる可能性があります。

魚はプルトニウムを食用とするだけでなく、世界中に分布することでもプルトニウムに曝露される可能性があります。ある研究では、チェルノブイリ立入禁止区域（CEZ）に生息する様々な魚類に対する超ウラン元素（プルトニウム238、プルトニウム239、プルトニウム240）の影響を調査しました。その結果、CEZに生息するメスのパーチの一部に生殖腺の成熟不全または遅延が見られました。[158]同様の研究では、タラ、ヒラメ、ニシンの呼吸器官と消化器官にプルトニウムが大量に蓄積していることが確認されました。[156]

プルトニウムの毒性は、核廃棄物区域に生息する魚類の幼生にも同様に有害です。未発達の卵は、これらの廃棄物区域でプルトニウムに曝露された成魚よりもリスクが高くなります。オークリッジ国立研究所は、プルトニウムを含む溶液で育てられたコイとミノーの胚は孵化せず、孵化した卵は対照群の胚と比較して顕著な異常を示したことを明らかにしました。[159]この研究は、高濃度のプルトニウムが、プルトニウムに曝露された海洋生物に問題を引き起こすことが判明していることを明らかにしました。

臨界電位

約25cm四方の正方形の金属板を積み重ねたもの。上板の直径7.6cmの穴には、プルトニウムを模した灰色の金属球が入っています。
ハリー・ダリアンの1945年の実験を再現した、中性子を反射する炭化タングステンブロックに囲まれたプルトニウムの球体

プルトニウムの臨界質量はウラン235のわずか3分の1であるため、臨界質量に近づく量のプルトニウムの蓄積を避けるように注意する必要がある。[14]プルトニウムが臨界質量に達すると、致死量の中性子とガンマ線が放出される。[160]プルトニウムは、水中の水素による減速作用により、固体よりも溶液状態の方が臨界質量に達する可能性が高くなる。 [疑わしい–議論が必要] [20]

臨界事故は実際に発生しており、死者も出ている。1945年8月21日、ロスアラモス研究所で6.2kgのプルトニウム球を囲む炭化タングステンブロックの不注意な取り扱いにより、科学者ハリー・ダリアンが推定5.1シーベルト（510 レム）の放射線を浴び、25日後に死亡した。[161] [162] 9ヶ月後、ロスアラモス研究所の別の科学者ルイス・スローティンが、ベリリウム反射体と、ダリアンの死因となったプルトニウムコア（「悪魔のコア」）が関与した同様の事故で死亡した。[163]

1958年12月、ロスアラモス原子力発電所でプルトニウムの精製作業中に、混合容器内で臨界質量が発生し、化学分析官のセシル・ケリーが死亡しました。ソ連、日本、アメリカ合衆国、その他多くの国でも、同様の原子力事故が発生しています。 [164]

可燃性

金属プルトニウムは、特に細かく砕かれた場合、火災の危険性があります。湿潤環境下では、プルトニウムは表面に水素化物を形成します。これは自然発火性があり、常温の空気中で発火する可能性があります。プルトニウムは酸化されると体積が最大70%膨張するため、容器が破損する可能性があります。 [47]燃焼物の放射能も別の危険性があります。プルトニウムの火災を消火するには、おそらく酸化マグネシウム砂が最も効果的です。これは燃焼物を冷却し、ヒートシンクとして機能し、酸素を遮断します。プルトニウムはどのような形態であっても保管または取り扱う際に特別な注意が必要です。一般的には乾燥した不活性ガス雰囲気が必要です。[47] [注 12]

交通機関

陸と海

プルトニウムの通常の輸送は、密封された包装に入ったより安定したプルトニウム酸化物で行われる。典型的な輸送は、1台のトラックで保護された輸送コンテナ1個を運び、総重量が80～200kgのプルトニウム酸化物を複数個積載するものである。海上輸送は複数のコンテナで構成され、各コンテナに密封された包装が入る。[166]米国原子力規制委員会は、内容物が0.74 テラベクレル（20 キュリー）を超える放射能を含む場合は、粉末ではなく固体でなければならないと規定している。[167] 2016年には、パシフィック・ニュークリア・トランスポート社のパシフィック・イーグレット[168]とパシフィック・ヘロンが、サウスカロライナ州サバンナリバーにある米国政府施設に331キログラム（730ポンド）のプルトニウムを輸送した。[169] [170]

空気

米国政府の航空輸送規則では、同じ便に搭載される他の危険物、梱包要件、航空機後部への収納に関する制限を条件に、プルトニウムの航空輸送が許可されている。[171]

2012年、メディアはプルトニウムがノルウェーから商業旅客機でほぼ2年ごとに輸送されており、2011年に1回輸送されたことを明らかにした。 [172]規則では、1機あたり15グラムの核分裂性物質の輸送が許可されている。[172]このようなプルトニウムの輸送は問題なく行われていると、 Statens strålevernの上級顧問（seniorrådgiver）は述べている。[172]

注記

脚注

  1. ^ PuO​+
    2    イオンは溶液中で不安定であり、Pu 4+とPuOに不均化します。2+
    2    ; Pu 4+は残りのPuOを酸化します+
    2    PuOへ2+
    2    、Pu 3+に還元される。したがって、PuO+
    2    時間の経過とともにPu 3+とPuOの混合物になる傾向がある2+
    2    . UO+
    2    同じ理由で不安定である。[37]
  2. ^ フェルミのサンプルには実在元素93と94の痕跡も含まれていた可能性が高いが、その量は検出するには少なすぎるものであったと思われる。
  3. ^ 「プルトニウム」が新元素の名称として提案されたのはこれが初めてではない。バリウムが発見されてから10年後、ケンブリッジ大学のある教授が、バリウムが（ギリシャ語の語源である「バリス」から推測されるように）重くないことから「プルトニウム」に改名することを提案した。彼は、プルトニウムが比較的新しい電気分解技術によって生成されたため、その名称は「火」を意味するべきだと考えた。そこで彼は、ローマ神話の冥界の神プルートンにちなんで名付けることを提案した。[79]
  4. ^ ある記事は、シーボーグが講演で述べた情報に言及し、「シンボルとして当然Plが選ばれるはずだったが、シーボーグは冗談めかして、子供が何か臭いを嗅いだ時に『ピーヨー！』と叫ぶようなPuを提案した。シーボーグはこの提案でかなりの批判を受けるだろうと思っていたが、命名委員会は何も言わずにシンボルを受け入れた」と述べている。[81]
  5. ^ ジョージ・ハーバート・ジョーンズ研究所の405号室は、プルトニウムの最初の分離が行われた場所で、 1967年5月に国定歴史建造物に指定されました。
  6. ^ マンハッタン計画の間、プルトニウムは単に「49」と呼ばれることもあった。4はプルトニウムの原子番号94の最後の数字であり、9は核爆弾に使用される兵器級核分裂性同位体であるプルトニウム239の最後の数字であった。[90]
  7. ^ アメリカ機械学会（ASME）は1976年9月にB原子炉を国立歴史機械工学ランドマークに指定しました。[94] 2008年8月、B原子炉は米国国定歴史建造物に指定されました。[95]
  8. ^ 効率計算は、1kgのプルトニウム239（またはウラン235）が核分裂すると約17ktのエネルギーが放出されるという事実に基づいており、 20ktの収量を生み出すために実際に核分裂したプルトニウムは1.2kgと概算される。[103]
  9. ^このプルトニウムの多くは 、テラー・ウラム設計を採用した熱核兵器の一種の核分裂性核の製造に使用された。これらのいわゆる「水素爆弾」は、核分裂爆弾を用いて重水素同位体の核融合反応を引き起こす核兵器の一種である。その破壊力は、核分裂のみを利用する核兵器のTNT換算で数千トンであるのに対し、通常数百万トンにも及ぶ。[108]
  10. ^ 酸化ガドリニウムジルコニウム（Gd
    2    Zr
    2    お
    7    ）はプルトニウムを最長3000万年保持できる可能性があるため研究されてきた。[108]
  11. ^ 使用済み核燃料棒中のプルトニウムの内訳：プルトニウム239（約58%）、240（24%）、241（11%）、242（5%）、238（2%）。[108]
  12. ^ 1969年、コロラド州ボルダー近郊のロッキーフラッツ原子力発電所でプルトニウムを原因とする大規模な火災が発生した。[165]

引用

  1. ^ abc Arblaster, John W. (2018). Selected Values of the Crystallographic Properties of Elements . Materials Park, Ohio: ASM International. ISBN 978-1-62708-155-9。
  2. ^ Windorff, Cory J.; Chen, Guo P; Cross, Justin N.; Evans, William J.; Furche, Filipp; Gaunt, Andrew J.; Janicke, Michael T.; Kozimor, Stosh A.; Scott, Brian L. (2017). 「プルトニウムの正式な+2酸化状態の同定：{Pu II [C 5 H 3 (SiMe 3 ) 2 ] 3 } −の合成と特性評価」. J. Am. Chem. Soc . 139 (11): 3970– 3973. doi :10.1021/jacs.7b00706. PMID  28235179.
  3. ^ abcd Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (第2版). Butterworth-Heinemann . p. 28. doi :10.1016/C2009-0-30414-6. ISBN 978-0-08-037941-8。
  4. ^ プルトニウム(VIII)化合物の製造が主張されている、Zaitsevskii、Andréiを参照。モシャギン、ニコライ S.。チトフ、アナトリー V.。キセレフ、ユーリ・M. (2013 年 7 月 21 日)。 「プルトニウムとアメリシウムの高級酸化物分子の相対論的密度汎関数理論モデリング」。化学物理学ジャーナル。139 (3) 034307。書誌コード:2013JChPh.139c4307Z。土井：10.1063/1.4813284。PMID  23883027。そしてキセレフ、ユウ。 M.;ニコノフ、MV;ドルジェンコ、バージニア州。エルミロフ、A.ユウ。イグアナ州タナナエフ。ミャソエドフ、BF（2014年1月17日）。 「プルトニウム(VIII)誘導体の存在と性質について」。ラジオキミカ アクタ。102 (3): 227–237。土井:10.1515/ract-2014-2146。S2CID  100915090。しかし、その存在は部分的に反証されている。Fedosseev , Alexander M.; Bessonov, Alexi A.; Shilov, Vladimir P. (2022年9月5日) を参照。「アルカリ水溶液中での酸化反応で、8価プルトニウムは本当に生成されるのか？」Radiochimica Acta . 110 (12): 955– 959. doi :10.1515/ract-2022-0056.
  5. ^ Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」(PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3) 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  6. ^ Magurno & Pearlstein 1981、835ページ以降。
  7. ^ abcd 「放射性プルトニウム」。緊急対応者向けワイヤレス情報システム（WISER）。ベセスダ（メリーランド州）：米国国立医学図書館、国立衛生研究所。2011年8月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年11月23日閲覧。（パブリックドメインテキスト）
  8. ^ 「硝酸処理」.アクチニド研究季刊誌（第3四半期）. ロスアラモス（ニューメキシコ州）：ロスアラモス国立研究所. 2008年. 2016年9月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年2月9日閲覧。二酸化プルトニウムは通常オリーブグリーンですが、サンプルによっては様々な色になることがあります。一般的に、色は化学的純度、化学量論、粒子径、調製方法によって決まると考えられていますが、特定の調製方法から得られる色が必ずしも再現できるとは限りません。
  9. ^ log-web.de の結晶構造の視覚化
  10. ^ Babak Sadigh、Per Söderlind、Wilhelm G. Wolfer (2003): δ-Puの構造と電子構造：理論的研究Physical Review B 68, 241101(R)
  11. ^ Moore, KT; Söderlind, P.; Schwartz, AJ; Laughlin, DE (2006). 「δプルトニウムの対称性と安定性：電子構造の影響」. Physical Review Letters . 96 (20) 206402. Bibcode :2006PhRvL..96t6402M. doi :10.1103/PhysRevLett.96.206402. PMID  16803191.
  12. ^ “Liquid Range”. webelements.com . 2022年2月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年2月28日閲覧。
  13. ^ abc Sonzogni, Alejandro A. (2008). 「核種チャート」. Upton: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory . 2011年7月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年9月13日閲覧。
  14. ^ abcdefgh ハイザーマン 1992, p. 338
  15. ^ Rhodes 1986, pp. 659–660レオナ・マーシャル：「塊を手に持つと、生きたウサギのように温かく感じる」
  16. ^ abcd Miner 1968、544ページ
  17. ^ abcdefgh Hecker, Siegfried S. (2000). 「プルトニウムとその合金：原子から微細構造まで」（PDF） . Los Alamos Science . 26 : 290–335 . 2009年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2009年2月15日閲覧。
  18. ^ Hecker, Siegfried S.; Martz, Joseph C. (2000). 「プルトニウムとその合金の経年劣化」(PDF) . Los Alamos Science (26). Los Alamos, New Mexico: Los Alamos National Laboratory: 242. 2021年4月28日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2009年2月15日閲覧。
  19. ^ abcd Baker, Richard D.; Hecker, Siegfried S.; Harbur, Delbert R. (1983). 「プルトニウム：戦時中の悪夢だが冶金学者の夢」（PDF） . Los Alamos Science . Los Alamos National Laboratory: 148, 150– 151. 2011年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2009年2月15日閲覧。
  20. ^ abcde Lide 2006、pp. 4–27
  21. ^ abcd Miner 1968、542ページ
  22. ^ 「用語集 – 核分裂性物質」.米国原子力規制委員会. 2014年11月20日. 2015年2月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月5日閲覧。
  23. ^ アシモフ 1988年、905ページ
  24. ^ グラストン、サミュエル、レッドマン、レスリー・M. (1972年6月). 「核兵器入門」(PDF) . 原子力委員会軍事応用部. p. 12. WASH-1038. 2009年8月27日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
  25. ^ ゴスリング 1999、40ページ
  26. ^ 「プルトニウム：最初の50年」（PDF） . 米国エネルギー省. 1996. DOE/DP-1037. 2013年2月18日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
  27. ^ ウォールナー、A.;フェルスターマン、T.ファイギ、J.フェルドスタイン、C.ニー、Ｋ．コルシネク、G.クッチェラ、W.オーファン、A.ポール、M.クイント、F.ルーゲル、G.シュタイアー、P. (2015)。 「地球上の深海の貯留層に豊富な生きた244Puが存在することは、アクチニド元素合成が希少であることを示している。」ネイチャーコミュニケーションズ。6 5956.arXiv : 1509.08054。​ Bibcode :2015NatCo...6.5956W。土井：10.1038/ncomms6956。ISSN  2041-1723。PMC 4309418。PMID  25601158。 
  28. ^ ハイザーマン 1992, 340ページ
  29. ^ Kennedy, JW; Seaborg, GT; Segrè, E.; Wahl, AC (1946). 「元素番号94の特性」. Physical Review . 70 ( 7–8 ): 555– 556. Bibcode :1946PhRv...70..555K. doi : 10.1103/PhysRev.70.555 .
  30. ^ グリーンウッド 1997、1259ページ
  31. ^ abc クラーク1961年、124-125頁。
  32. ^ Seaborg, Glenn T.; McMillan, E.; Kennedy, JW; Wahl, AC (1946). 「ウラン上の重陽子からの放射性元素94」. Physical Review . 69 ( 7–8 ): 366. Bibcode :1946PhRv...69..366S. doi :10.1103/PhysRev.69.366.
  33. ^ バーンスタイン 2007年、76～77頁。
  34. ^ ミオトラ、デニス (2008年4月21日). 「プルトニウム238代替生産の評価：原子力諮問委員会向け説明」(PDF) . Energy.gov. 2022年3月16日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2022年2月28日閲覧。
  35. ^ 「原子炉級プルトニウムは核分裂兵器を製造できるか？」核燃料サイクル協議会・日本エネルギー経済研究所。2001年5月。2021年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年1月30日閲覧。
  36. ^ ハイザーマン 1992, 339ページ
  37. ^ Crooks, William J. (2002). 「核臨界安全工学トレーニングモジュール10 – 材料処理作業における臨界安全、パート1」(PDF) . 2006年3月20日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2006年2月15日閲覧。
  38. ^ マトラック、ジョージ (2002). 『プルトニウム入門：プルトニウムの化学と放射能入門』ロスアラモス国立研究所. LA-UR-02-6594.
  39. ^ Windorff, Cory J.; Chen, Guo P; Cross, Justin N.; Evans, William J.; Furche, Filipp; Gaunt, Andrew J.; Janicke, Michael T.; Kozimor, Stosh A.; Scott, Brian L. (2017). 「プルトニウムの正式な+2酸化状態の同定：{Pu II [C 5 H 3 (SiMe 3 ) 2 ] 3 } −の合成と特性評価」. J. Am. Chem. Soc . 139 (11): 3970– 3973. doi :10.1021/jacs.7b00706. PMID  28235179.
  40. ^ ザイツェフスキー、アンドレイ;モシャギン、ニコライ S.。チトフ、アナトリー V.。キセレフ、ユーリ・M. (2013 年 7 月 21 日)。 「プルトニウムとアメリシウムの高級酸化物分子の相対論的密度汎関数理論モデリング」。化学物理学ジャーナル。139 (3): 034307。書誌コード:2013JChPh.139c4307Z。土井：10.1063/1.4813284。PMID  23883027。
  41. ^ キセレフ、ユウ。 M.;ニコノフ、MV;ドルジェンコ、バージニア州。エルミロフ、A.ユウ。イグアナ州タナナエフ。ミャソエドフ、BF（2014年1月17日）。 「プルトニウム(VIII)誘導体の存在と性質について」。ラジオキミカ アクタ。102 (3): 227–237。土井:10.1515/ract-2014-2146。S2CID  100915090。
  42. ^ Fedosseev, Alexander M.; Bessonov, Alexi A.; Shilov, Vladimir P. (2022年9月5日). 「アルカリ水溶液中での酸化反応で、8価プルトニウムは本当に形成されるのか？」Radiochimica Acta . 110 (12): 955– 959. doi :10.1515/ract-2022-0056.
  43. ^ イーグルソン 1994、840ページ
  44. ^ abcde Miner 1968、545ページ
  45. ^ abcdefghijklmnopqrs エムズリー 2001, pp. 324–329
  46. ^ ab Apostolidis, Christos; Walter, Olaf; Vogt, Jochen; Liebing, Phil; Maron, Laurent; Edelmann, Frank T. (2017). 「構造的に特徴付けられた有機金属プルトニウム(IV)錯体」. Angewandte Chemie International Edition . 56 (18): 5066– 5070. Bibcode :2017ACIE...56.5066A. doi :10.1002/anie.201701858. ISSN  1521-3773. PMC 5485009. PMID 28371148  . 
  47. ^ abc 「自然発熱と自然発火性に関する入門書 - 自然発火性金属 - プルトニウム」ワシントンD.C.：米国エネルギー省、原子力安全・品質保証・環境局。1994年。2007年4月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  48. ^ Crooks, WJ; et al. (2002). 「ReillexTM HPQと硝酸の低温反応」.溶媒抽出とイオン交換. 20 ( 4–5 ): 543– 559. doi :10.1081/SEI-120014371. S2CID  95081082. 2011年6月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年1月24日閲覧。
  49. ^ ab Dumé, Belle (2002年11月20日). 「プルトニウムも超伝導体である」. PhysicsWeb.org. 2012年1月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年1月24日閲覧。
  50. ^ ムーディー、ハッチオン、グラント 2005、169ページ
  51. ^ Kolman, DG & Colletti, LP (2009). 「硝酸塩水溶液および塩化物水溶液に曝露されたプルトニウム金属およびプルトニウム-ガリウム合金の水性腐食挙動」ECS Transactions . 16 (52). Electrochemical Society: 71. Bibcode :2009ECSTr..16Z..71K. doi :10.1149/1.3229956. ISBN 978-1-56677-751-3. S2CID  96567022. 2022年3月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年12月2日閲覧。
  52. ^ ハースト＆ワード 1956
  53. ^ Curro, NJ (2006年春). 「PuCoGa5の非従来型超伝導」(PDF) . ロスアラモス国立研究所. 2011年7月22日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2010年1月24日閲覧。
  54. ^ McCuaig, Fr​​anklin D. 「高温箔型燃料用Pu-Zr合金」米国特許4,059,439、1977年11月22日発行
  55. ^ Jha 2004、73ページ
  56. ^ abc Kay 1965、456ページ
  57. ^ abcd Miner 1968、541ページ
  58. ^ 「オクロ：天然原子炉」米国エネルギー省、民間放射性廃棄物管理局。2004年。2008年10月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年11月16日閲覧。
  59. ^ Curtis, David; Fabryka-Martin, June; Paul, Dixon; Cramer, Jan (1999). 「自然界の珍しい元素：プルトニウムとテクネチウム」. Geochimica et Cosmochimica Acta . 63 (2): 275– 285. Bibcode :1999GeCoA..63..275C. doi :10.1016/S0016-7037(98)00282-8. 2021年6月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年6月29日閲覧。
  60. ^ バーンスタイン2007年、75～77頁。
  61. ^ Hoffman, DC; Lawrence, FO; Mewherter, JL; Rourke, FM (1971). 「自然界におけるプルトニウム244の検出」. Nature . 234 (5325): 132– 134. Bibcode :1971Natur.234..132H. doi :10.1038/234132a0. S2CID  4283169.
  62. ^ ピーターソン、アイヴァース（1991年12月7日）「ウランは稀な種類の放射能を示す」サイエンスニュース140 ( 23). Wiley-Blackwell : 373. doi :10.2307/3976137. JSTOR  3976137.
  63. ^ Hoffman, DC; Lawrence, FO; Mewherter, JL; Rourke, FM (1971). 「自然界におけるプルトニウム244の検出」. Nature . 234 (5325): 132– 134. Bibcode :1971Natur.234..132H. doi :10.1038/234132a0. S2CID  4283169. Nr. 34.
  64. ^ Wu, Yang; Dai, Xiongxin; Xing, Shan; Luo, Maoyi; Christl, Marcus; Synal, Hans-Arno; Hou, Shaochun (2022). 「バヤンオボ・バストネサイト中の原始的244Puの直接探索」. Chinese Chemical Letters . 33 (7): 3522– 3526. doi :10.1016/j.cclet.2022.03.036. 2024年1月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年1月29日閲覧。
  65. ^ Turner, Grenville; Harrison, T. Mark; Holland, Greg; Mojzsis, Stephen J.; Gilmour, Jamie (2004年1月1日). "Extinct 244Pu in Ancient Zircons" (PDF) . Science . 306 (5693): 89– 91. Bibcode :2004Sci...306...89T. doi :10.1126/science.11​​01014. JSTOR  3839259. PMID  15459384. S2CID  11625563. 2020年2月11日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
  66. ^ Hutcheon, ID; Price, PB (1972年1月1日). 「プルトニウム244の核分裂飛跡：39億5千万年前の月の岩石における証拠」. Science . 176 (4037): 909– 911. Bibcode :1972Sci...176..909H. doi :10.1126/science.176.4037.909. JSTOR  1733798. PMID  17829301. S2CID  25831210.
  67. ^ クンツ, ヨアヒム; シュタウダッハー, トーマス; アレグレ, クロード J. (1998年1月1日). 「地球のマントルでプルトニウム核分裂キセノンを発見」. Science . 280 (5365): 877–880 . Bibcode :1998Sci...280..877K. doi :10.1126/science.280.5365.877. JSTOR  2896480. PMID  9572726.
  68. ^ Wallner, A.; Faestermann, T.; Feige, J.; Feldstein, C.; Knie, K.; Korschinek, G.; Kutschera, W.; Ofan, A.; Paul, M.; Quinto, F.; Rugel, G.; Steiner, P. (2014年3月30日). 「地球の深海リザーバーにおける活性プルトニウム244の豊富さは、アクチニド元素合成の希少性を示している」. Nature Communications . 6 5956. arXiv : 1509.08054 . Bibcode :2015NatCo...6.5956W. doi :10.1038/ncomms6956. PMC 4309418. PMID 25601158.  S2CID 119286045  . 
  69. ^ Gopka, VF; Yushchenko, AV; Yushchenko, VA; Panov, IV; Kim, Ch. (2008). 「Przybylski's star (HD 101065) のスペクトルにおける短半減期アクチニドの吸収線の同定」. Kinematics and Physics of Celestial Bodies . 24 (2): 89– 98. Bibcode :2008KPCB...24...89G. doi :10.3103/S0884591308020049. ISSN  0884-5913.
  70. ^ “1945年から現在までの核実験”. 包括的核実験禁止条約機構. 2022年2月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年2月7日閲覧。
  71. ^ ホールデン、ノーマン・E. (2001). 「核データとその評価の小史」.米国エネルギー省（USDOE）断面積評価ワーキンググループ第51回会議. ブルックヘブン国立研究所、国立核データセンター、アプトン（ニューヨーク州）. オリジナルより2012年8月5日アーカイブ. 2009年1月3日閲覧。
  72. ^ フェルミ、エンリコ（1938年12月12日）「中性子衝撃による人工放射能：ノーベル賞受賞講演」（PDF）スウェーデン王立科学アカデミー。2011年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2009年1月4日閲覧。
  73. ^ Darden, Lindley (1998). 「科学的探究の本質」. メリーランド大学カレッジパーク校哲学部. 2012年8月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年1月3日閲覧。
  74. ^ バーンスタイン 2007年、44～52頁。
  75. ^ Seaborg, Glenn T. 「LBNLの初期の歴史：元素93と94」ローレンス・バークレー国立研究所、科学のための先端計算部門。2014年11月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年9月17日閲覧。
  76. ^ ab Glenn T. Seaborg (1981年9月). 「プルトニウムの物語」. ローレンス・バークレー研究所, カリフォルニア大学. LBL-13492, DE82 004551. 2013年5月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年3月16日閲覧。
  77. ^ E. セグレ『心は常に動く』カリフォルニア大学出版局、1993年、162-169頁
  78. ^ シーボーグ＆シーボーグ 2001、71～72ページ。
  79. ^ ハイザーマン 1992年、338ページ。
  80. ^ Clark, David L.; Hobart, David E. (2000). 「伝説の遺産を振り返る：グレン・T・シーボーグ、1912–1999」（PDF） . Los Alamos Science . 26 : 56–61 , on 57. 2016年6月3日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2009年2月15日閲覧。
  81. ^ Clark, David L.; Hobart, David E. (2000). 「伝説の遺産を振り返る：グレン・T・シーボーグ、1912–1999」（PDF） . Los Alamos Science . 26 : 56–61 , on 57. 2016年6月3日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） . 2009年2月15日閲覧。
  82. ^ “Frontline interview with Seaborg”. Frontline . PBS. 1997. 2018年6月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年12月7日閲覧。
  83. ^ ウィンターバーグ, フリードヴァルト; ヘルマン, ギュンター; フォードール, イゴール; ウォルフェンシュタイン, リンカーン; シンガー, マーク E. (1996). 「ナチス・ドイツが原子爆弾の開発に失敗した経緯について」. Physics Today . 49 (1): 11– 15, 83. Bibcode :1996PhT....49a..11W. doi :10.1063/1.2807455.
  84. ^ Glenn T. Seaborg (1977). 「MET Lab Section CIの歴史、1942年4月～1943年4月」.科学技術情報局技術報告書. カリフォルニア大学バークレー校（米国）. ローレンス・バークレー研究所. doi : 10.2172/7110621 . OSTI  7110621. 2020年3月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年6月29日閲覧。
  85. ^ 「Room 405, George Herbert Jones Laboratory」. 国立公園局. 2008年2月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年12月14日閲覧。
  86. ^ abc 「元素周期表」ロスアラモス国立研究所。2019年2月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年9月15日閲覧。
  87. ^ マイナー 1968、540ページ
  88. ^ 「プルトニウム」. Atomic Heritage Foundation. 2019年5月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年9月15日閲覧。
  89. ^ 「サイト選定」。LANLの歴史。ニューメキシコ州ロスアラモス：ロスアラモス国立研究所。2011年9月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年12月23日閲覧。
  90. ^ Hammel, EF (2000). 「『49』の飼いならし ― 短期間で実現するビッグサイエンス。エドワード・F・ハメルの回想録、Cooper NG編『プルトニウム科学の課題』」(PDF)。ロスアラモス・サイエンス26 ( 1): 2– 9. 2017年1月20日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2009年2月15日閲覧。
    Hecker, SS (2000). 「プルトニウム：歴史的概観．プルトニウム科学の課題」ロスアラモス科学誌26 (1): 1– 2. 2017年1月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年2月15日閲覧。
  91. ^ サブレット、ケアリー「原子力歴史年表 1942–1944」ワシントンD.C.：原子力遺産財団。2009年1月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年12月22日閲覧。
  92. ^ ホッデソンら。 1993 年、235 ～ 239 ページ。
  93. ^ ab ホッデソンら。 1993 年、240 ～ 242 ページ。
  94. ^ ワーレン 1989、1ページ。
  95. ^ 「Weekly List Actions」（PDF） . 国立公園局. 2008年8月29日. 2008年10月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年8月30日閲覧。
  96. ^ ワーレン 1989、p. iv、1
  97. ^ ab Lindley, Robert (2013). 「ケイト・ブラウン：核『プルトピア』はアメリカ史上最大の福祉プログラム」History News Network . 2019年5月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年12月19日閲覧。
  98. ^ リンコン、ポール (2009年3月2日). 「米国の核兵器の残骸、ボトルで発見」BBCニュース. 2009年3月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年3月2日閲覧。
  99. ^ Gebel, Erika (2009). 「古いプルトニウム、新しいトリック」.分析化学. 81 (5): 1724. doi : 10.1021/ac900093b .
  100. ^ Schwantes, Jon M.; Matthew Douglas; Steven E. Bonde; James D. Briggs; et al. (2009). 「ボトルに入った核考古学：廃棄物埋立地から得られたトリニティ以前の米国における兵器活動の証拠」.分析化学. 81 (4): 1297– 1306. Bibcode :2009AnaCh..81.1297S. doi :10.1021/ac802286a. PMID  19152306.
  101. ^ Sublette, Carey (2007年7月3日). 「8.1.1 ガジェット、ファットマン、そして「ジョー1」（RDS-1）の設計」核兵器に関するよくある質問集、第2.18版。核兵器アーカイブ。 2008年1月4日閲覧。
  102. ^ ab ジョン・マリク (1985 年 9 月)。 「広島と長崎の爆発の被害」(PDF)。ロスアラモス。 p.表 6. LA-8819。2009 年 2 月 24 日のオリジナルからアーカイブ(PDF)されました。2009 年2 月 15 日に取得。
  103. ^ 1 kg = 17 ktという数値については、リチャード・ガーウィン（2002年10月4日）「国家および非国家主体への核兵器・核物質の拡散：それが原子力発電の将来に及ぼす影響」（PDF）を参照。ミシガン大学シンポジウム。アメリカ科学者連盟。2009年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF）。2009年1月4日閲覧。
  104. ^ Sklar 1984、22–29ページ。
  105. ^ バーンスタイン2007年、70ページ。
  106. ^ 「Historic American Engineering Record: B Reactor (105-B Building)」. リッチランド：米国エネルギー省. 2001年. p. 110. DOE/RL-2001-16. 2008年12月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年12月24日閲覧。
  107. ^ Cochran, Thomas B. (1997). ロシアにおける核兵器用物質の保護(PDF) . 違法核取引に関する国際フォーラム. ワシントンD.C.: 天然資源防衛協議会. 2013年7月5日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2008年12月21日閲覧。
  108. ^ abc エムズリー 2001.
  109. ^ ストックホルム国際平和研究所 2007年、567ページ。
  110. ^ Poet, SE; Martell, EA (1972年10月). 「デンバー地域におけるプルトニウム239およびアメリシウム241の汚染」. Health Physics . 23 (4): 537–48 . Bibcode :1972HeaPh..23..537P. doi :10.1097/00004032-197210000-00012. PMID  4634934. S2CID  26296070.
  111. ^ Johnson, CJ (1981年10月). 「原子力施設付近の放射性核種汚染地域におけるがん発生率」. Ambio . 10 (4): 176–182 . JSTOR  4312671. PMID  7348208.Johnson, C. J. (1981年10月)に転載。「原子力施設付近の放射性核種汚染地域における癌発生率」コロラド医学誌78 ( 10): 385–92 . PMID  7348208.
  112. ^ “ロッキーフラッツ国立野生生物保護区”. 米国魚類野生生物局. 2020年4月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年7月2日閲覧。
  113. ^ 報道官（2002年7月23日）「大統領、ユッカマウンテン法案に署名」ワシントン（D.C.）：ホワイトハウス報道官室。2008年3月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月9日閲覧。
  114. ^ Hebert, H. Josef (2009年3月6日). 「オバマ政権関係者、核廃棄物はネバダ州のユッカ山には送られないと明言」シカゴ・トリビューン. p. 4. 2011年3月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年3月17日閲覧。
  115. ^ “About the Commission”. 2011年6月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  116. ^ ab アメリカの核の将来に関するブルーリボン委員会。「廃棄小委員会報告書（委員会全体への）」（PDF） 。 2017年1月25日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2017年2月26日閲覧。
  117. ^ abc Moss, William; Eckhardt, Roger (1995). 「ヒトプルトニウム注入実験」(PDF) . Los Alamos Science . 23. Los Alamos National Laboratory: 188, 205, 208, 214. 2009年1月14日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2006年6月6日閲覧.
  118. ^ ab Voelz, George L. (2000). 「プルトニウムと健康：リスクはどれほど大きいのか？」ロスアラモス・サイエンス(26). ロスアラモス (NM): ロスアラモス国立研究所: 78–79 .
  119. ^ ab Longworth, RC (1999年11月～12月). 「Injected! 書評：プルトニウム・ファイル：冷戦期におけるアメリカの秘密医療実験」.原子科学者会報. 55 (6): 58– 61. doi : 10.2968/055006016 .
  120. ^ ウィリアム・モス、ロジャー・エックハート (1995). 「人体プルトニウム注入実験」ロスアラモス科学誌 23: 177–233.
  121. ^ Openness, DOE. (1998年6月). 人体放射線実験：ACHRE報告書. 第5章：マンハッタン地区実験；最初の注入. ワシントンD.C. 米国政府印刷局文書管理官.
  122. ^ AEC no. UR-38、1948年四半期技術報告書
  123. ^ Yesley, Michael S. (1995). 「『倫理的危害』とプルトニウム注入実験」(PDF) . Los Alamos Science . 23 : 280–283 . 2009年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2009年2月15日閲覧。
  124. ^ マーティン2000、532ページ。
  125. ^ ab 「核兵器の設計」アメリカ科学者連盟、1998年。2008年12月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年12月7日閲覧。
  126. ^ ab 「混合酸化物（MOX）燃料」ロンドン（英国）：世界原子力協会。2006年。2013年3月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年12月14日閲覧。
  127. ^ ティル＆チャン 2011、254–256頁。
  128. ^ ティル＆チャン 2011、15ページ。
  129. ^ Besmann, Theodore M. (2005). 「兵器材料由来混合酸化物軽水炉（LWR）燃料におけるガリウムの熱化学的挙動」. Journal of the American Ceramic Society . 81 (12): 3071– 3076. doi :10.1111/j.1151-2916.1998.tb02740.x. 2020年3月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年6月29日閲覧。
  130. ^ abcd 「プルトニウム」. 世界原子力協会. 2009年3月. 2010年3月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年2月28日閲覧。
  131. ^ 「臨界質量のための科学：プルトニウムの経時変化」エネルギー環境研究所。2012年2月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年7月2日閲覧。
  132. ^ ab 「熱源から心臓源へ：ロスアラモス、プルトニウム駆動ポンプ用材料を開発」。アクチニド研究季刊誌（1）。ロスアラモス：ロスアラモス国立研究所。2005年。2013年2月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年2月15日閲覧。
  133. ^ 「カッシーニ計画が太陽電池アレイを使用できない理由」（PDF） NASA/JPL、1996年12月6日。 2015年2月26日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2014年3月21日閲覧。
  134. ^ St. Fleur, Nicholas, 「冥王星へのニューホライズンズ宇宙船の放射性核」 Archived January 9, 2017, at the Wayback Machine、New York Times、2015年8月7日。「この宇宙船の125ポンドの発電機は、汎用熱源放射性同位体熱電発電機と呼ばれています。宇宙原子力発電に携わる米国エネルギー省のエンジニア、ライアン・ベクテル氏によると、2006年に地球を離れた際、バッテリーは24ポンドのプルトニウムを搭載し、約240ワットの電力を生成しました。ベクテル氏によると、冥王星フライバイ中、バッテリーは202ワットを生成しました。金属の崩壊に伴い電力は減少し続けますが、ニューホライズンズミッションのNASAプログラムサイエンティスト、カート・ニーバー氏によると、今後20年間は探査機を制御するのに十分な電力が残っています。」 2015年8月10日閲覧。
  135. ^ Mosher, Dave (2013年9月19日). 「NASA​​のプルトニウム問題、深宇宙探査の終焉を招く可能性」Wired . 2015年2月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月5日閲覧。
  136. ^ 「ボイジャー宇宙船の寿命」ジェット推進研究所2014年6月11日. 2007年10月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月5日閲覧。
  137. ^ Venkateswara Sarma Mallela; V. Ilankumaran & N.Srinivasa Rao (2004). 「心臓ペースメーカー用バッテリーの動向」. Indian Pacing Electrophysiol . 4 (4): 201– 212. PMC 1502062. PMID 16943934  . 
  138. ^ “プルトニウム動力ペースメーカー（1974年）”. オークリッジ大学. 2021年10月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年10月11日閲覧。
  139. ^ “プルトニウム動力ペースメーカー (1974)”. オークリッジ: Orau.org. 2021年. 2021年10月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年10月11日閲覧。
  140. ^ “原子力ペースメーカー、34年を経てもなお稼働中”. 2007年12月19日. 2018年1月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年3月14日閲覧。
  141. ^ Bayles, John J.; Taylor, Douglas (1970). SEALAB III – ダイバー用同位体水着ヒーターシステム（報告書）. ポート・ヒューニメ: 海軍土木工学研究所. AD0708680. 2020年3月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  142. ^ 「プルトニウムの毒性プロファイル」（PDF）米国保健福祉省、毒性物質・疾病登録局（ATSDR）。2010年11月。 2012年5月28日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2015年2月9日閲覧。
  143. ^ Little, MP (2009年6月). 「日本の原爆被爆者におけるがんおよび非がん性の影響」. J Radiol Prot . 29 (2A): A43–59. Bibcode :2009JRP....29...43L. doi :10.1088/0952-4746/29/2A/S04. PMID:  19454804. S2CID  : 29868078.
  144. ^ 「プルトニウム、CAS ID番号：7440-07-5」。米国疾病予防管理センター（CDC）毒性物質・疾病登録局。2015年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月5日閲覧。
  145. ^ Grellier, James; Atkinson, Will; Bérard, Philippe; Bingham, Derek; Birchall, Alan; Blanchardon, Eric; Bull, Richard; Guseva Canu, Irina; Challeton-de Vathaire, Cécile; Cockerill, Rupert; Do, Minh T; Engels, Hilde; Figuerola, Jordi; Foster, Adrian; Holmstock, Luc; Hurtgen, Christian; Laurier, Dominique; Puncher, Matthew; Riddell, Tony; Samson, Eric; Thierry-Chef, Isabelle; Tirmarche, Margot; Vrijheid, Martine; Cardis, Elisabeth (2017). 「アルファ粒子放出放射性核種による内部被ばくによる原子力労働者の肺がん死亡リスク」疫学. 28 (5): 675–684。土井:10.1097/EDE.0000000000000684。PMC 5540354。PMID  28520643。 
  146. ^ 「放射線管理技術研修」（PDF） . 米国エネルギー省. 2007年6月30日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2008年12月14日閲覧。
  147. ^ abc Cohen, Bernard L.「プルトニウム毒性の神話」。2011年8月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  148. ^ Cohen, Bernard L. (1977年5月). 「プルトニウムの毒性による危険性」.放射線安全ジャーナル: 健康物理学. 32 (5): 359– 379. Bibcode :1977HeaPh..32..359C. doi :10.1097/00004032-197705000-00003. PMID  881333. S2CID  46325265.
  149. ^ ウェルサム、アイリーン（1999年）『プルトニウム・ファイル：冷戦期におけるアメリカの秘密医療実験』ニューヨーク：ダイアル・プレス、pp.  15– 19. ISBN 0-385-31402-7. OCLC  537755781。
  150. ^ Brown, Shannon C.; Margaret F. Schonbeck; David McClure; et al. (2004年7月). 「ロッキーフラッツ原子力発電所のプルトニウム作業員における肺がんと内部被ばく線量：症例対照研究」. American Journal of Epidemiology . 160 (2). Oxford Journals: 163– 172. doi : 10.1093/aje/kwh192 . PMID  15234938.
  151. ^ 「ANLヒト健康ファクトシート—プルトニウム」（PDF）アルゴンヌ国立研究所、2001年。 2013年2月16日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2007年6月16日閲覧。
  152. ^ 「放射線防護、プルトニウム：体内に入ったプルトニウムはどうなるのか？」米国環境保護庁、2000年8月。2011年3月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年3月15日閲覧。
  153. ^ 「ラルフ・ネーダーは1ポンドのプルトニウムで80億の癌を引き起こす可能性があると言ったのか？」2013年11月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年1月3日閲覧。
  154. ^ バーナード・L・コーエン著「原子力エネルギーオプション、第13章 プルトニウムと爆弾」。2013年7月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年3月28日閲覧。（コーエンの著書「核エネルギーオプション」（プレナム・プレス、1990年）のオンライン版ISBN 0-306-43567-5）。
  155. ^ Voelz, GL (1975). 「ヒトデータからプルトニウムについて学んだこと」 .放射線安全ジャーナル 健康物理学. 29 (4): 551– 561. Bibcode :1975HeaPh..29..551V. doi :10.1097/00004032-197510000-00011. PMID  1205858. S2CID  11705537. 2017年8月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年12月29日閲覧。
  156. ^ ab Skwarzec, B; Struminska, D; Borylo, A (2001). 「グダニスク湾産魚類におけるプルトニウムの生体内蓄積と分布」. Journal of Environmental Radioactivity . 55 (2): 167– 178. Bibcode :2001JEnvR..55..167S. doi :10.1016/s0265-931x(00)00190-9. PMID  11398376.
  157. ^ Baxter, M; Fowler, S; Povined, P (1995). 「海洋におけるプルトニウムの観察」.応用放射線同位体. 46 (11): 1213– 1223. Bibcode :1995AppRI..46.1213B. doi :10.1016/0969-8043(95)00163-8.
  158. ^ Lerebours, A; Gudkov, D; Nagorskaya, L; Kaglyan, A; Rizewski, V; Leshchenko, A (2018). 「チェルノブイリ原発事故で発見された魚類の健康と繁殖状況に対する環境放射線の影響」. Environmental Science & Technology . 52 (16): 9442– 9450. Bibcode :2018EnST...52.9442L. doi : 10.1021/acs.est.8b02378 . PMID  30028950.
  159. ^ Till, John E.; Kaye, SV; Trabalka, JR (1976). 「魚類の発達中の胚に対するウランとプルトニウムの毒性」. Oak Ridge National Laboratory : 187. doi : 10.2172/7344946 . OSTI  7344946. 2022年3月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年11月20日閲覧。
  160. ^ マイナー 1968、546ページ
  161. ^ Roark, Kevin N. (2000). 「臨界事故報告書が発行」ロスアラモス（ニューメキシコ州）：ロスアラモス国立研究所。2008年10月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年11月16日閲覧。
  162. ^ ハナー 2004、85ページ。
  163. ^ 「Raemer Schreiber」.スタッフ略歴. ロスアラモス：ロスアラモス国立研究所. 2013年1月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年11月16日閲覧。
  164. ^ マクローリン、モナハン、プルヴォスト 2000年、17ページ。
  165. ^ オルブライト、デイビッド、オニール、ケビン (1999). 「ロッキーフラッツにおける核秘密の教訓」. ISIS Issue Brief . 科学国際安全保障研究所 (ISIS). 2008年7月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年12月7日閲覧。
  166. ^ 「放射性物質の輸送」世界原子力協会。2015年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月6日閲覧。
  167. ^ 「§ 71.63 プルトニウム輸送に関する特別要件」米国原子力規制委員会。2015年2月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年2月6日閲覧。
  168. ^ “Pacific Egret”. 2016年4月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年3月22日閲覧。
  169. ^ 山口真理. 「英国船2隻、プルトニウムを米国へ輸送するため日本に到着」. 2016年3月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年3月22日閲覧。
  170. ^ 「米国への貯蔵のためプルトニウムを輸送するため、英国船2隻が日本に到着」2016年3月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年3月22日閲覧。
  171. ^ 「Part 175.704 プルトニウム輸送」連邦規則集第49号 - 輸送。2012年4月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年8月1日閲覧。
  172. ^ abc Av Ida Søraunet Wangberg og Annekari Hinna。 「クラスカンペン：フライア・プルトニウム・メッド・ルテフライ」。クラスカンペン.no. 2012 年 8 月 2 日のオリジナルからアーカイブ。2012 年8 月 13 日に取得。

参考文献

  • アシモフ、アイザック(1988). 「原子炉」. 『物理学を理解する』. ニューヨーク: バーンズ・アンド・ノーブル出版. ISBN 0-88029-251-2。
  • バーンスタイン、ジェレミー（2007年）『プルトニウム：世界で最も危険な元素の歴史』ワシントンD.C.：ジョセフ・ヘンリー・プレス、ISBN 978-0-309-10296-4. OCLC  76481517。
  • クラーク、ロナルド（1961年）『原爆の誕生：世界を変えた兵器における英国の知られざる役割』ロンドン：フェニックスハウス、OCLC  824335
  • イーグルソン、メアリー (1994). 『簡潔な化学百科事典』 ベルリン: Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-011451-5。
  • エムズリー、ジョン (2001). 「プルトニウム」. 『自然の構成要素：元素のA-Zガイド』 . オックスフォード大学出版局 (英国). ISBN 0-19-850340-7。
  • ゴスリング、FG（1999）『マンハッタン計画：原子爆弾の製造』（PDF）オークリッジ：米国エネルギー省。ISBN 0-7881-7880-6DOE/MA-0001-01/99. オリジナル（PDF）から2009年2月24日アーカイブ。2009年2月15日閲覧。
  • グリーンウッド, NN; アーンショウ, A. (1997). 『元素の化学』（第2版）, オックスフォード（英国）, バターワース・ハイネマン. ISBN 0-7506-3365-4。
  • ハイザーマン、デイビッド・L. (1992). 「元素番号94：プルトニウム」 .化学元素とその化合物の探究. ニューヨーク（NY）: TABブックス. pp. 337–340. ISBN 0-8306-3018-X。
  • リリアン・ホッデソン、ポール・W・ヘンリクセン、ロジャー・A・ミード、キャサリン・L・ウェストフォール(1993). 『クリティカル・アセンブリー：オッペンハイマー時代（1943-1945年）におけるロスアラモスの技術史』ニューヨーク：ケンブリッジ大学出版局. ISBN 0-521-44132-3. OCLC  26764320。
  • ハナー、ジョン (2004)。ロスアラモスの発明。オクラホマ大学出版局。ISBN 978-0-8061-3891-6。
  • Hurst, DG; Ward, AG (1956). カナダの研究用原子炉(PDF) . オタワ: カナダ原子力公社. OCLC 719819357. 2015年2月5日時点のオリジナルより アーカイブ(PDF) . 2015年2月6日閲覧.
  • Jha, DK (2004). 原子力エネルギー. ディスカバリー出版社. ISBN 81-7141-884-8. 2022年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年1月6日閲覧。
  • カク・ミチオ、トレーナー・ジェニファー（1983年）『原子力発電の両側面：最も物議を醸す技術に対する賛否両論』WWノートン社、ISBN 978-0-393-30128-1. 2022年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年12月8日閲覧。
  • Kay, AE (1965). plutonium 1965. Taylor & Francis. 2022年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年1月6日閲覧。
  • ライド, デイビッド・R. 編 (2006). 『化学と物理ハンドブック』（第87版）. ボカラトン: CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 0-8493-0487-3。
  • Magurno, BA; Pearlstein, S. 編 (1981). 核データ評価方法および手順に関する会議議事録. BNL-NCS 51363 (PDF) . 第2巻. Upton: Brookhaven National Laboratory . 2021年3月8日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2014年8月6日閲覧.
  • マーティン、ジェームズ・E. (2000). 『放射線防護のための物理学』ワイリー・インターサイエンス. ISBN 0-471-35373-6。
  • マクラフリン、トーマス P.モナハン、シーン P.プルヴォスト、ノーマン L. (2000)。臨界事故のレビュー(PDF)。ロスアラモス: ロスアラモス国立研究所。 LA-13638。2017 年 1 月 18 日のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2015 年2 月 6 日に取得。
  • マイナー、ウィリアム・N.；ショーンフェルド、フレッド・W. (1968). 「プルトニウム」 . クリフォード・A・ハンペル編著『化学元素百科事典』 . ニューヨーク（NY）：ラインホールド・ブック・コーポレーション . pp. 540–546. LCCN  68029938.
  • ムーディー、ケントン・ジェームズ; ハッチオン、イアン・D.; グラント、パトリック・M. (2005). 核鑑識分析. CRC Press. ISBN 0-8493-1513-1. 2022年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年1月6日閲覧。
  • ローズ、リチャード（1986年）『原爆の誕生』ニューヨーク：サイモン＆シュスター、ISBN 0-671-65719-4。
  • シーボーグ, G.T.; シーボーグ, E. (2001). 『原子時代の冒険：ワッツからワシントンまで』 ファラー・ストラウス・アンド・ジルー. ISBN 0-374-29991-9。
  • スクラー、モーティ（1984年）『核への非難：核エネルギーと核兵器に反対する作家と芸術家たち』現代アンソロジーシリーズ、ザ・スピリット・ザット・ムーヴズ・アス・プレス。
  • ストックホルム国際平和研究所（2007年）『SIPRI年鑑2007：軍備、軍縮、国際安全保障』オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-923021-1. 2022年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年1月6日閲覧。
  • ティル, CE; チャン, YI (2011). 『豊かなエネルギー：統合型高速炉の物語、シンプルな原子炉技術の複雑な歴史、非専門家のための科学的根拠の強調』チャールズ・E・ティル、ユン・イル・チャン著. ISBN 978-1-4663-8460-6。
  • Wahlen, RK (1989). 100-Bエリアの歴史(PDF) . ワシントン州リッチランド: ウェスティングハウス・ハンフォード社. WHC-EP-0273. 2009年3月27日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2009年2月15日閲覧。
  • ウェルサム、アイリーン（2000年）『プルトニウム・ファイル：冷戦期におけるアメリカの秘密医療実験』ニューヨーク：ランダムハウス、ISBN 0-385-31954-1。
この記事を聞く（45分）
音声ウィキペディアアイコン
この音声ファイルは、2009 年 7 月 18 日付のこの記事の改訂版から作成されたもので、その後の編集は反映されていません。 (2009-07-18)
（音声ヘルプ ·その他の音声記事）
  • 「核問題に関するデジタル図書館 - プルトニウム」ワシントン・アンド・リー大学。2009年2月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年2月15日閲覧。
  • Sutcliffe, WG; et al. (1995). 「プルトニウムの危険性に関する考察」ローレンス・リバモア国立研究所. 2006年9月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  • 「プルトニウムの物理的、核的、化学的特性」IEER 2005年2009年2月15日閲覧。
  • 「プルトニウムの歴史」ロスアラモス国立研究所. 2023年7月8日閲覧。
  • Bhadeshia, H.「プルトニウム結晶学」。
  • サミュエルズ, D. (2005). 「プルトニウム時代の終焉」.ディスカバー誌. 26 (11).
  • パイク, J.; シャーマン, R. (2000). 「プルトニウム生産」.アメリカ科学者連盟. 2009年2月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年2月15日閲覧。
  • 「プルトニウムの製造と加工」。
  • Ong, C. (1999). 「世界のプルトニウム在庫」. Nuclear Files.org. 2014年8月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年2月15日閲覧。
  • 「プルトニウム科学における課題」ロスアラモス科学誌 I & II (26). 2000年. 2009年2月15日閲覧.
  • 「プルトニウム」.王立化学協会. 2015年2月6日閲覧。
  • 「プルトニウム」。ビデオの周期表。ノッティンガム大学。 2015年2月6日閲覧。
  • アルゴンヌ国立研究所によるプルトニウム燃料製造のYouTube動画