متآصلات البلوتونيوم

يوجد البلوتونيوم في مجموعة متنوعة من المتآصلات ، حتى عند الضغط الحوي. تختلف هذه المتآصلات بشكل كبير في التركيب البلوري والكثافة ؛ تختلف المتآصلات α و δفي الكثافة بأكثر من 25٪ عند ضغط ثابت.

نظرة عامة 
يحتوي البلوتونيوم عادةً على ستة تآصلات ويٌشكل متأصل سابع (زيتا ، ζ) في درجة حرارة عالية ونطاق ضغط محدود.  تتمتع هذه المتآصلات بمستويات طاقة متشابهة جدًا ولكنها متفاوتة بشكل كبير في الكثافة والتراكيب البلورية . هذا يجعل البلوتونيوم شديد الحساسية للتغيرات في درجة الحرارة أو الضغط أو الكيمياء ، ويسمح بتغييرات كبيرة في الحجم تبعا لانتقالات الطور .  على عكس معظم المواد ، تزداد كثافة البلوتونيوم عندما يذوب ، بنسبة 2.5٪ ، لكن المعدن السائل يُظهر انخفاضًا في الكثافة مع درجة الحرارة.  تختلف كثافات التآصلات المختلفة من 16.00 جرام / سم 3 إلى 19.86 جرام / سم 3 .

تصنيع البلوتونيوم 
إن وجود هذه المتآصلات العديدة يجعل تصنيع البلوتونيوم أمرًا صعبًا للغاية ، لأن حالته تتغير بسهولة شديدة. على سبيل المثال ، يوجد الطور α عند درجة حرارة الغرفة في البلوتونيوم غير المسبك. وله خصائص تصنيع مشابهة للحديد الزهر ولكنه يتغير إلى الطور β ( المرحلة التجريبية ) عند درجات حرارة أعلى قليلاً. أسباب مخطط طوره المعقد ليست مفهومة تماما ؛ ركزت الأبحاث الحديثة على بناء نماذج حاسوبية دقيقة لتحولات الطور. يتميز الطور α بهيكل بلوري أحادي الميل منخفض التماثل ، وبالتالي يكون ضعيف الموصلية والهشاشة والقوة والانضغاط.

الاستقرار 
يوجد البلوتونيوم في الطور δ ( طور دلتا ) عادة بين درجة حرارة 310 درجة مئوية إلى 452  درجة مئوية ولكنه مستقر في درجة حرارة الغرفة عند خلطه (سباكته) بنسبة صغيرة من الغاليوم أو الألومنيوم أو السيريوم ، مما يعزز قابلية التشكيل ويسمح له باللحام في تطبيقات الأسلحة. يتميز طور δ بطابع معدني نموذجي ، وهو قوي ومرن مثل الألومنيوم. في أسلحة الانشطار ، ستؤدي موجات الصدمة المتفجرة المستخدمة لضغط قلب البلوتونيوم أيضًا إلى الانتقال من طور البلوتونيوم المعتادة من طور δ دلتا إلى طور ألفا الأكثر كثافة ، مما يساعد بشكل كبير على تحقيق النقطة أو المنطقة الحرجة الفائقة .  سبيكة البلوتونيوم-الغاليوم هي السبائك الأكثر شيوعًا المستقرة δ.

يمكن للغاليوم والألمنيوم والأمريسيوم والسكانديوم والسيريوم أن يجعل طور δ البلوتونيوم مستقرا في درجة حرارة الغرفة. يسمح السيليكون والإنديوم والزنك والزركونيوم بتكوين طور δ غير مستقرة عند تبريده بسرعة. تسمح كمية كبيرة من الهافنيوم والهولميوم والثاليوم أيضًا بالاحتفاظ ببعض طور δ في درجة حرارة الغرفة. النبتونيوم هو العنصر الوحيد الذي يمكنه تثبيت الطور α (ألفا) عند درجات حرارة أعلى. يعمل التيتانيوم والهافنيوم والزركونيوم على استقرار الطور β (بيتا) عند درجة حرارة الغرفة عند تبريده بسرعة.

المراجع 

بلوتونيوم
تشكيل المعادن