在2012年8月25日,在距离太阳约110亿英里(180亿公里)的地方，美国宇航局的旅行者1号探测器离开了日球层，大胆地走到以前没有目标去过的地方。通过跨越这个边界，旅行者1号越过了太阳系，进入了太阳系星际空间这是历史上的第一次。
看下面一行(传统的)元素周期表你会发现让这次宇宙探险成为可能的元素:钚。
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钚是什么?
钚在20世纪40年代首次被发现，它已被用于创造性和破坏性目的。已故的物理学家约翰·高夫曼一旦被称为钚"地狱之王的元素。"语言学家可能倾向于同意。
但首先我们要多了解一下这个元素。钚的每个原子含有94个质子。相比之下，每个原子只有92个质子铀每个镎原子有93个原子。
因为这两种元素都是以古代的神和行星命名的天王星和海王星在美国，钚也得到了同样的处理。
“1940年末，伯克利实验室(CA)的格伦·西博格和同事发现了钚，”圣母大学(University of Notre Dame)的化学家彼得·c·伯恩斯(Peter C. Burns)在一封电子邮件中说。
十年前当时，天文学家在海王星附近观察到一颗新的矮行星。为了纪念罗马的冥界之神，它被命名为“冥王星”。钚的名字就来源于那个天体。
最初，西博格和他的公司能够通过使用回旋加速器粒子加速器加州大学伯克利分校。用这种装置，被称为“氘核”的粒子被发射到铀样本上。这个实验产生了少量的镎，然后这些镎通过腐烂的过程．
的第一个可称量的钚样本于1942年8月20日在芝加哥大学成立。到那时，一些当事方已经认识到该分子的军事潜力。
钚原子总是有94个质子。但是,中子计数可以变化，化学家把这些变化称为“同位素铀也有同位素。其中一个叫铀- 235(U-235)，很快被确定为原子弹的潜在燃料来源。在钚被发现后不久，它作为另一种为核武器提供动力的方式进入了讨论。原子时代即将开始。
今天，出于各种实际目的，有两种钚:反应堆级和武器级。钚是“胖子”(Fat Man)原子弹背后的关键成分，1945年，这枚原子弹摧毁了日本长崎，造成多人死亡成千上万的人并有效地结束了第二次世界大战
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钚和武器
钚用于军事目的是从钚生产反应堆中辐照了两到三个月的铀燃料中回收的。制造一枚炸弹需要大约22磅(10公斤)几乎纯的钚239同位素(Pu-239)。据报道，这种核弹需要30兆瓦年的核反应堆运行时间，需要不断更换燃料，并对“热”燃料进行再处理世界核协会．这就是为什么“武器级”钚是在增加钚高同位素浓度的特殊反应堆中制造的。
第一颗原子弹爆炸发生在1945年7月16日。地震发生在新墨西哥州，100英里(160公里)以外都能感觉到。这是曼哈顿计划最高机密的一部分。”三位一体核试验“在Alamogordo轰炸范围内。有问题的装置有一个钚核心;没有部署基于铀的核对的实验。
随后，1945年8月6日，美国在日本广岛上空投下了一颗U-235核弹。三天后，美国在长崎投下了第二颗昵称为“胖子”的原子弹。就像当年夏天在新墨西哥州进行的武器试验一样，长崎原子弹也依赖于钚。
美国能源部的报告说:“长崎原子弹袭击造成的死亡人数永远不会确定。官方网站．据他们最准确的估计，“最初有4万人死亡，6万人受伤。”在接下来的几个月和几年里，最终死亡人数可能会攀升至14万或更多。的长崎和平公园每年8月举办一场纪念他们的年度仪式。
如今，武器级钚储备的最大问题是如何处理它。据估计，美国目前有96.6吨(87.7吨)钚——以及储存问题。其中大部分目前储存在南卡罗来纳州萨凡纳河遗址(Savannah River Site)的一栋大楼里。
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钚和权力
今天超过三分之一的能源是由核电站产生的来自钚．然而，美国没有任何依赖钚作为能源的设施。
在核反应堆中形成的最常见的钚同位素是钚-239，它是通过从贫铀(U-238)中捕获中子生成的。当钚-239裂变时，其能量相当于浓缩铀(U-235)核武器．
从历史上看，另一种钚同位素，Pu-238，曾被用来为一些反应堆的电池供电商业心脏起搏器．随着锂电池替代品的上市，这些医疗设备已经过时了。
但在最后的前沿，钚仍然是一种有价值的商品。
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钚与深空
伯恩斯说:“钚最重要、但鲜为人知的用途是用于太空探索期间的发电。”“钚-238在经历放射性衰变时释放出大量热量，这些热量可以用于热电发电机发电。”
pu - 238同位素有很多特性吗非常有吸引力为航天机构工作的工程师。首先，你不需要太多的能量来产生大量的热量，然后这些热量就可以转化为电能。
然后有半衰期这个度规告诉你，给定放射性同位素中一半的原子需要多长时间衰变并转变成别的东西。Pu-238的半衰期为88年，足以让漫游者和太空探测器连续运行几十年。
在远离太阳的地方，在恒星光线暗淡的地方，太阳能卫星不会表现得那么好。与此同时，依赖阳光的火星探测车(就像现在已经不存在的机遇号探测车)必须应对沙尘暴带来的灰尘这会使面板窒息，影响电池功能。
由于这些原因，Pu-238非常适合火星和深空探索。到目前为止，Pu-238已经通电至少30架美国太空飞行器．的毅力探测器它于2021年2月登陆火星发电机由于pu - 238。所以做遥远的航天器就像Voyager 1和Voyager 2，它们一直在太阳系中旅行(及以后自1977年以来)。
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钚和毒性
钚是有放射性的，尽管你可能永远不会接触到它。卡内基科学研究所的罗伯特·m·哈森说，钚“没有天然来源”。“它必须通过增殖反应堆制造，所以地球上使用的所有钚都是人类制造的，”他在电子邮件中解释道。
不过，它可以通过工业工厂或容器释放到环境中，然而，空气、水、土壤和食物中的钚含量非常低。然而，如果你暴露在辐射中，很可能是通过吸入辐射气溶胶或皮肤接触。和许多因素将决定暴露是否会对你造成伤害，包括你与钚接触的程度、时间和方式。
当你吸入它时，有些钚会被困住会转移到你的骨骼和肝脏。如果你通过食物吞下，微量的细菌也会扩散到你的骨骼和肝脏。如果你接触钚，很少——如果有的话——会进入你的身体，但它会灼伤与之接触的皮肤。因此，正如活动人士拉尔夫·纳德(Ralph Nader)所说，尽管钚是一种放射性元素，但它远不是“人类已知的毒性最大的物质”曾经宣称．
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