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|work = Wireless Information System for Emergency Responders (WISER) |
|work = Wireless Information System for Emergency Responders (WISER) |
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|accessdate = 2008-11-23 |
|accessdate = 2008-11-23 |
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|title = Nitric acid processing |
|title = Nitric acid processing |
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第162行: | 第162行: | ||
|quote = While plutonium dioxide is normally olive green, samples can be various colors. It is generally believed that the color is a function of chemical purity, stoichiometry, particle size, and method of preparation, although the color resulting from a given preparation method is not always reproducible. |
|quote = While plutonium dioxide is normally olive green, samples can be various colors. It is generally believed that the color is a function of chemical purity, stoichiometry, particle size, and method of preparation, although the color resulting from a given preparation method is not always reproducible. |
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|accessdate = 2010-02-09 |
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}}</ref>。鈽在室溫下以[[鈽的同核異構體|α型]]存在,是元素最普遍的結構型態([[同素異形體]]),質地如[[鑄鐵]]般堅而易脆,但與其他金屬製成[[合金]]後又變得柔軟而富延展性。鈽和多數金屬不同,它不是[[熱導率|熱]]和[[電導率|電]]的良好導體。它的[[熔點]]很低(640 °C),而[[沸點]]異常的高(3327 °C)<ref name = "WISER"/>。 |
}}</ref>。鈽在室溫下以[[鈽的同核異構體|α型]]存在,是元素最普遍的結構型態([[同素異形體]]),質地如[[鑄鐵]]般堅而易脆,但與其他金屬製成[[合金]]後又變得柔軟而富延展性。鈽和多數金屬不同,它不是[[熱導率|熱]]和[[電導率|電]]的良好導體。它的[[熔點]]很低(640 °C),而[[沸點]]異常的高(3327 °C)<ref name = "WISER"/>。 |
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第182行: | 第179行: | ||
|year = 1986 |
|year = 1986 |
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|title = The Making of the Atomic Bomb |
|title = The Making of the Atomic Bomb |
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||isbn = 0-671-65719-4 |
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|pages = 659–660 |
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|publisher = Simon & Schuster |
|publisher = Simon & Schuster |
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|location = New York}} Leona Marshall: "When you hold a lump of it in your hand, it feels warm, like a live rabbit"</ref>。 |
|location = New York}} Leona Marshall: "When you hold a lump of it in your hand, it feels warm, like a live rabbit"</ref>。 |
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第210行: | 第207行: | ||
=== 同核異構體 === |
=== 同核異構體 === |
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{{Main|鈽的同素異形體}} |
{{Main|鈽的同素異形體}} |
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[[File:Pu-phases.png| |
[[File:Pu-phases.png|thumb|鈽因周圍壓力變化而有六種同素異形體:α、β、γ、δ、δ'及ε<ref name = "Baker1983"/>]] |
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在一般情況下,鈽有六種[[同素異形體]],並在高溫、限定壓力範圍下有第七種(ζ)存在<ref name = "Baker1983"> |
在一般情況下,鈽有六種[[同素異形體]],並在高溫、限定壓力範圍下有第七種(ζ)存在<ref name = "Baker1983"> |
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{{cite journal |
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第240行: | 第237行: | ||
=== 核分裂 === |
=== 核分裂 === |
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[[File:Plutonium ring.jpg|150px| |
[[File:Plutonium ring.jpg|150px|thumb|電解法精煉的[[武器級]]鈽元素環狀物。環狀物重5.3公斤,直徑約11公分,足夠製作一枚[[氫彈|核彈]]。它的形狀有助於維繫[[核臨界安全|臨界安全]]。|alt=生鏽的圓柱狀金屬]] |
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鈽是一種具放射性的[[錒系元素|錒系]]金屬。它的[[電子排布|5f電子]]是離域和定域之間的過渡界線;鈽因此常被認為是最複雜的元素之一<ref name="physicsworld.com">{{cite news|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/16443|title=Plutonium is also a superconductor|publisher=PhysicsWeb.org|author=Dumé, Belle|date=2002-11-20}}</ref>。它的[[同位素]][[鈽-239]]是三個最重要的[[核裂變|易裂變]]同位素之一(另外二者為[[鈾-233]]和[[鈾-235]])<ref>{{cite web|url = http://www.epa.gov/rpdweb00/glossary/termdef.html#f|title = Fissile Material|work = Radiation Glossary|publisher = United States Environmental Protection Agency|year = 2008|accessdate = 2008-11-23|author = EPA contributors}}</ref>;[[鈽-241]]也具有高度易裂變性。所謂的具「易裂變性」(fissile),是指同位素的[[原子核]]受到[[中子溫度|慢中子]]撞擊後,能夠產生[[核分裂]],並另釋放出足以支持[[核連鎖反應]]、進一步促使原子核分裂的中子。 |
鈽是一種具放射性的[[錒系元素|錒系]]金屬。它的[[電子排布|5f電子]]是離域和定域之間的過渡界線;鈽因此常被認為是最複雜的元素之一<ref name="physicsworld.com">{{cite news|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/16443|title=Plutonium is also a superconductor|publisher=PhysicsWeb.org|author=Dumé, Belle|date=2002-11-20}}</ref>。它的[[同位素]][[鈽-239]]是三個最重要的[[核裂變|易裂變]]同位素之一(另外二者為[[鈾-233]]和[[鈾-235]])<ref>{{cite web|url = http://www.epa.gov/rpdweb00/glossary/termdef.html#f|title = Fissile Material|work = Radiation Glossary|publisher = United States Environmental Protection Agency|year = 2008|accessdate = 2008-11-23|author = EPA contributors}}</ref>;[[鈽-241]]也具有高度易裂變性。所謂的具「易裂變性」(fissile),是指同位素的[[原子核]]受到[[中子溫度|慢中子]]撞擊後,能夠產生[[核分裂]],並另釋放出足以支持[[核連鎖反應]]、進一步促使原子核分裂的中子。 |
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第305行: | 第302行: | ||
=== 混合物與化學性質 === |
=== 混合物與化學性質 === |
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{{See also|:Category:鈽混合物|l1 = 鈽混合物}} |
{{See also|:Category:鈽混合物|l1 = 鈽混合物}} |
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[[File:Plutonium in solution.jpg| |
[[File:Plutonium in solution.jpg|thumb|right|300px|鈽在溶液中的各種氧化態|alt=五支盛裝著溶液試管:藍紫色、貼有標籤「Pu(III)」;深棕色、貼有標籤「Pu(IV)HClO4」;淺紫色、貼有標籤「Pu(V)」;淺棕色、貼有標籤「Pu(VI)」;墨綠色、貼有標籤「Pu(VII)」。]] |
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室溫時,純鈽金屬是銀灰色、但因氧化而鏽蝕<ref name = "Heiserman1992"/><!-- Note: page 339; ref for alpha form, which is the most common at room temps -->。鈽在[[水溶液]]中形成四種離子[[氧化態]]<ref name = "CRC2006p4-27"/>: |
室溫時,純鈽金屬是銀灰色、但因氧化而鏽蝕<ref name = "Heiserman1992"/><!-- Note: page 339; ref for alpha form, which is the most common at room temps -->。鈽在[[水溶液]]中形成四種離子[[氧化態]]<ref name = "CRC2006p4-27"/>: |
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*Pu(III) — Pu<sup>3+</sup>(藍紫色) |
*Pu(III) — Pu<sup>3+</sup>(藍紫色) |
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第318行: | 第315行: | ||
|last = Crooks |
|last = Crooks |
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|first = William J. |
|first = William J. |
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|archiveurl = https://web.archive.org/web/20060320153404/http://ncsp.llnl.gov/ncset/Module10.pdf |
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|archivedate = 2006-03-20 |
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*Pu(VI) — PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup>(粉桔色) |
*Pu(VI) — PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup>(粉桔色) |
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*Pu(VII) — PuO<sub>5</sub><sup>3−</sup>(綠色)–七價離子較稀有 |
*Pu(VII) — PuO<sub>5</sub><sup>3−</sup>(綠色)–七價離子較稀有 |
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}}</ref>。 |
}}</ref>。 |
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[[File:Glenn_Seaborg_-_1964.jpg| |
[[File:Glenn_Seaborg_-_1964.jpg|thumb|[[格倫·西奧多·西博格]]和他在柏克萊的團隊首度製造出鈽。|alt=一位年長男人身著西裝、看著鏡頭左方。]] |
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1940年12月14日,鈽(特別是鈽-238)才首度被製造、獨立分離出。1941年2月23日,[[格倫·西奧多·西博格]]、[[埃德溫·麥克米倫]]、[[約瑟夫·肯尼迪]]和{{link-en|歐亞哲|Arthur Wahl}}博士在[[柏克萊加州大學]],在一個60英吋(150公分)的[[迴旋加速器]]中以[[氘|氘核]]撞擊鈾、首度成功地以物理方法得到鈽元素<ref name='ACS'> |
1940年12月14日,鈽(特別是鈽-238)才首度被製造、獨立分離出。1941年2月23日,[[格倫·西奧多·西博格]]、[[埃德溫·麥克米倫]]、[[約瑟夫·肯尼迪]]和{{link-en|歐亞哲|Arthur Wahl}}博士在[[柏克萊加州大學]],在一個60英吋(150公分)的[[迴旋加速器]]中以[[氘|氘核]]撞擊鈾、首度成功地以物理方法得到鈽元素<ref name='ACS'> |
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{{cite web |
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第372行: | 第366行: | ||
|author = LBNL contributors |
|author = LBNL contributors |
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|publisher = Advanced Computing for Science Department, Lawrence Berkeley National Laboratory |
|publisher = Advanced Computing for Science Department, Lawrence Berkeley National Laboratory |
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|deadurl = yes |
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|archiveurl = https://web.archive.org/web/20080920143117/http://acs.lbl.gov/Seaborg.talks/65th-anniv/14.html |
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|archivedate = 2008-09-20 |
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}}</ref>。在1940年的實驗裡,科學家以撞擊直接製造出[[錼]]-238,但在二天後產生[[β衰變]],後被認定是元素94的形成<ref name = "Emsley2001">{{harvnb|Emsley|2001}}</ref>。 |
}}</ref>。在1940年的實驗裡,科學家以撞擊直接製造出[[錼]]-238,但在二天後產生[[β衰變]],後被認定是元素94的形成<ref name = "Emsley2001">{{harvnb|Emsley|2001}}</ref>。 |
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=== 曼哈顿项目 === |
=== 曼哈顿项目 === |
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[[File:X10 Reactor Face.jpg| |
[[File:X10 Reactor Face.jpg|thumb|300px|两名工人在移动平台上向[[X-10石墨反应堆]]插入铀燃料棒]] |
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世界上第一座钚生产堆是1943年3月[[杜邦公司]]在[[橡树岭]]建设的[[X-10石墨反应堆]]及配套的钚化学分离厂。反应堆是边长为7.3 m的立方体,重1,500吨,由厚达2.1 m的高密度混凝土墙构成辐射防护屏障。铀燃料装在铝质外壳的燃料棒内。空气强制冷却。1943年11月3日装入30吨铀后临界运行,功率500至4000 kW,月产钚500毫克。 |
世界上第一座钚生产堆是1943年3月[[杜邦公司]]在[[橡树岭]]建设的[[X-10石墨反应堆]]及配套的钚化学分离厂。反应堆是边长为7.3 m的立方体,重1,500吨,由厚达2.1 m的高密度混凝土墙构成辐射防护屏障。铀燃料装在铝质外壳的燃料棒内。空气强制冷却。1943年11月3日装入30吨铀后临界运行,功率500至4000 kW,月产钚500毫克。 |
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[[File:Hanford B-Reactor Area 1944.jpg| |
[[File:Hanford B-Reactor Area 1944.jpg|thumb|left|300px|1944年6月汉福德B-反应堆。]] |
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为了批产钚239,1943年10月10日杜邦公司开始在[[华盛顿州]][[汉福德]]建设大型石墨水冷反应堆。功率25万千瓦。混凝土厂房高37米。计划建造6座反应堆,1944年2月反应堆动工,三座反应堆分别于1944年9月13日、12月17日、1945年2月5日启动。 |
为了批产钚239,1943年10月10日杜邦公司开始在[[华盛顿州]][[汉福德]]建设大型石墨水冷反应堆。功率25万千瓦。混凝土厂房高37米。计划建造6座反应堆,1944年2月反应堆动工,三座反应堆分别于1944年9月13日、12月17日、1945年2月5日启动。 |
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第447行: | 第438行: | ||
|year = 1997 |
|year = 1997 |
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|accessdate = 2008-12-21 |
|accessdate = 2008-12-21 |
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⚫ | }}</ref>。[[核動力|核能工業]]每年約產出20公噸的副產物鈽元素<ref name="CRC2006p4-27" />。多達1000公噸的鈽受到儲存,其中超過200公噸或用於製作、或提煉自核武器之中<ref name = "Emsley2001"/>。[[斯德哥爾摩國際和平研究所]](SIPRI)估計迄2007年全球約有500公噸的鈽庫存量,平均分配於軍用和民用<ref>{{cite book|title=SIPRI Yearbook 2007: Armaments, Disarmament, and International Security|author=[[斯德哥爾摩國際和平研究所|Stockholm International Peace Research Institute]]|publisher=[[Oxford University Press]]|year=2007|page=567|isbn=0199230218, 9780199230211}}</ref>。 |
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|deadurl = yes |
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|archivedate = 2013-07-05 |
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⚫ | }}</ref>。[[核動力|核能工業]]每年約產出20公噸的副產物鈽元素<ref name="CRC2006p4-27" />。多達1000公噸的鈽受到儲存,其中超過200公噸或用於製作、或提煉自核武器之中<ref name = "Emsley2001"/>。[[斯德哥爾摩國際和平研究所]](SIPRI)估計迄2007年全球約有500公噸的鈽庫存量,平均分配於軍用和民用<ref>{{cite book|title=SIPRI Yearbook 2007: Armaments, Disarmament, and International Security|author=[[斯德哥爾摩國際和平研究所|Stockholm International Peace Research Institute]]|publisher=[[Oxford University Press]]|year=2007|page=567|isbn=0199230218, 9780199230211 |
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=== 醫學實驗 === |
=== 醫學實驗 === |
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== 應用 == |
== 應用 == |
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=== 原子彈 === |
=== 原子彈 === |
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[[File:Nagasakibomb.jpg| |
[[File:Nagasakibomb.jpg|thumb|1945年[[長崎市原子彈爆炸|投於日本長崎市的原子彈]]內含一個鈽核。|alt=原子彈爆炸蕈狀雲(灰色蕈梗和白色蕈頂)的照片。]] |
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同位素鈽-239是[[核武器]]中最重要的裂變成份。將[[鈽核]]置入[[核武器設計|反射體]](質量數大的物質的反射層)中,能使逃逸的中子再反射回彈心,減少中子的損失,進而降低鈽達到[[臨界質量]]的標準量:從原需16公斤的鈽,可減少至10公斤,即一個直徑約10公分的球體的量<ref> |
同位素鈽-239是[[核武器]]中最重要的裂變成份。將[[鈽核]]置入[[核武器設計|反射體]](質量數大的物質的反射層)中,能使逃逸的中子再反射回彈心,減少中子的損失,進而降低鈽達到[[臨界質量]]的標準量:從原需16公斤的鈽,可減少至10公斤,即一個直徑約10公分的球體的量<ref> |
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{{cite book |
{{cite book |
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=== 能源與熱源 === |
=== 能源與熱源 === |
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[[File:Plutonium pellet.jpg| |
[[File:Plutonium pellet.jpg|thumb|發出光、熱的<sup>238</sup>PuO<sub>2</sub>球狀礦|alt=圓形坑中有一個散發出橘光的圓柱體。]] |
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同位素[[鈽-238]]的半衰期為87.74年<ref>{{cite web|url=http://www.ieer.org/ensec/no-3/puchange.html|title=Science for the Critical Masses: How Plutonium Changes with Time|publisher=Institute for Energy and Environmental Research }}</ref>。它會放出大量[[內能|熱能]],伴隨著低能的[[伽馬]]和[[自發裂變]]射線/粒子<ref name="pumper">{{cite journal |
同位素[[鈽-238]]的半衰期為87.74年<ref>{{cite web|url=http://www.ieer.org/ensec/no-3/puchange.html|title=Science for the Critical Masses: How Plutonium Changes with Time|publisher=Institute for Energy and Environmental Research }}</ref>。它會放出大量[[內能|熱能]],伴隨著低能的[[伽馬]]和[[自發裂變]]射線/粒子<ref name="pumper">{{cite journal |
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|url = http://arq.lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/05spring/heart.html |
|url = http://arq.lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/05spring/heart.html |
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|year = 2005 |
|year = 2005 |
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|accessdate = 2009-02-15 |
|accessdate = 2009-02-15 |
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|archive-url = https://web.archive.org/web/20130216225324/http://arq.lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/05spring/heart.html |
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|archive-date = 2013-02-16 |
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|dead-url = yes |
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}}</ref>。它是[[α粒子|α輻射體]],同時具有高輻射能及低穿透性,故僅需低度防護措施。單一紙張就可以抵擋鈽-238所放射出的α粒子;同時,每公斤的鈽-238可產生約570瓦特熱能<ref name = "Heiserman1992"/><!-- Note: page 338 --><ref name="pumper"/>。以上特性使鈽-238適宜用於製作[[放射性同位素熱電機]]。 |
}}</ref>。它是[[α粒子|α輻射體]],同時具有高輻射能及低穿透性,故僅需低度防護措施。單一紙張就可以抵擋鈽-238所放射出的α粒子;同時,每公斤的鈽-238可產生約570瓦特熱能<ref name = "Heiserman1992"/><!-- Note: page 338 --><ref name="pumper"/>。以上特性使鈽-238適宜用於製作[[放射性同位素熱電機]]。 |
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== 謠傳 == |
== 謠傳 == |
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中國大陸百科網站[[百度百科]]曾經謠傳只要約一粒[[方糖]]大小(約5[[克]])的鈽便足以令全球人類死亡。香港[[無線電視]]的[[無線新聞|新聞節目]]曾引用此謠傳,結果被[[廣播事務管理局]]警告,指報道令觀眾驚恐,未有提供足夠證據確保報道準確< |
中國大陸百科網站[[百度百科]]曾經謠傳只要約一粒[[方糖]]大小(約5[[克]])的鈽便足以令全球人類死亡。香港[[無線電視]]的[[無線新聞|新聞節目]]曾引用此謠傳,結果被[[廣播事務管理局]]警告,指報道令觀眾驚恐,未有提供足夠證據確保報道準確<!-- removed_ref site221 by WaitSpring-bot (template) -->。<br /> |
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== 參見 == |
== 參見 == |
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== 註釋 == |
== 註釋 == |
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== 參考資料 == |
== 參考資料 == |
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|first = David L. |
|first = David L. |
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|title = Exploring Chemical Elements and their Compounds |
|title = Exploring Chemical Elements and their Compounds |
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第628行: | 第613行: | ||
|isbn = 0-8306-3018-X |
|isbn = 0-8306-3018-X |
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|chapter = Element 94: Plutonium |
|chapter = Element 94: Plutonium |
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|pages = 337–340 |
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|title = A Perspective on the Dangers of Plutonium |
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*{{cite web| url = http://www.globalsecurity.org/wmd/library/report/crs/97-564.htm |
*{{cite web| url = http://www.globalsecurity.org/wmd/library/report/crs/97-564.htm |
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*{{cite web |
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第757行: | 第742行: | ||
|author = Alsos contributors |
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*[ |
*[http://www.rsc.org/chemistryworld/podcast/element.asp Chemistry in its element podcast] (MP3) from the [[Royal Society of Chemistry]]'s [[Chemistry World]]: [http://www.rsc.org/images/CIIE_plutonium_48kbps_tcm18-121120.MP3 Plutonium] |
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