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Datos sobre el plutonio

Estos botones de plutonio refinado se usaron en el núcleo de la bomba de Fat Man lanzada sobre Nagasaki.
Imagen: © Departamento de Energía de EE. UU.

El plutonio es un metal plateado radiactivo que se puede usar para crear o destruir. Si bien se usó para la destrucción poco después de su fabricación, hoy el elemento se usa principalmente para crear energía en todo el mundo.

El plutonio se produjo y aisló por primera vez en 1940 y se utilizó para fabricar la bomba atómica "Fat Man" que se lanzó sobre Nagasaki al final de la Segunda Guerra Mundial, solo cinco años después de su primera producción, dijo Amanda Simson, asistenteprofesor de ingeniería química en la Universidad de New Haven.

solo los hechos

Aquí están las propiedades del plutonio, según Laboratorio Nacional de Los Alamos :

  • Número atómico: 94
  • símbolo atómico: Pu
  • Peso atómico: 244
  • Punto de fusión: 1,184 F 640 C
  • Punto de ebullición: 5,842 F 3,228 C

Descubrimiento e historia

El plutonio fue descubierto en 1941 por los científicos Joseph W. Kennedy, Glenn T. Seaborg, Edward M. McMillan y Arthur C. Wohl en la Universidad de California, Berkley. El descubrimiento ocurrió cuando el equipo bombardeó uranio-238 con deuterones que habíanse aceleró en un dispositivo ciclotrón, que creó neptunio-238 y dos neutrones libres. El neptunio-238 luego se descompuso en plutonio-238 a través de la desintegración beta.

Este experimento no se compartió con el resto de la comunidad científica hasta 1946, después de la Segunda Guerra Mundial. Seaborg envió un artículo sobre su descubrimiento a la revista Physical Review en marzo de 1941, pero el artículo fue retirado cuando se descubrió que unisótopo de plutonio, Pu-239, se puede utilizar para crear una bomba atómica.

Pronto, Seaborg fue enviado a dirigir el Laboratorio de producción de plutonio, también conocido como Met Lab, en la Universidad de Chicago, según el Laboratorio Nacional de Los Alamos. El propósito del laboratorio era crear plutonio como parte del Proyecto Manhattan. El Proyecto Manhattan fue una empresa secreta durante la Segunda Guerra Mundial que trabajó exclusivamente para desarrollar una bomba atómica.

El 18 de agosto de 1942, tuvieron su primer gran éxito. Fueron capaces de crear una pequeña cantidad de plutonio que era visible a simple vista. Solo equivalía a 1 microgramo. A partir de la pequeña muestra, los científicos determinaron el peso atómico del plutonio.

El Proyecto Manhattan finalmente produjo suficiente plutonio para la "Prueba Trinity". Durante la prueba, la primera bomba atómica del mundo, o "El Gadget", explotó cerca de Socorro, Nuevo México, el 16 de julio de 1945 por Los Alamos.El director del laboratorio, Robert Oppenheimer, y el general del ejército Leslie Groves.

Sobre la prueba, Oppenheimer dijo: "Sabíamos que el mundo no sería el mismo. Algunas personas se rieron, algunas personas lloraron. La mayoría de la gente guardó silencio. Recordé la línea de la escritura hindú, el Bhagavad-Gita. Vishnuestá tratando de persuadir al Príncipe de que debe cumplir con su deber e impresionarlo toma su forma de brazos múltiples y dice: 'Ahora me he convertido en la Muerte, el destructor de mundos'. Supongo que todos pensamos eso, de una forma u otra," de acuerdo con la Real Sociedad de Química .

La explosión tuvo la energía equivalente a aproximadamente 20.000 toneladas de TNT. La primera bomba atómica de uso bélico lanzada sobre Hiroshima, Japón, el 6 de agosto de 1945. Esa bomba atómica, apodada "Little Boy", tenía un núcleo de uranio, aunque. La segunda bomba, lanzada sobre Nagasaki, Japón, el 9 de agosto de 1945, tenía un núcleo de plutonio. El "Fat Man", como se le llamó, aceleró el final de la Segunda Guerra Mundial.

Propiedades del plutonio

El plutonio metálico recién preparado tiene un color plateado brillante, pero adquiere un brillo gris apagado, amarillo o verde oliva cuando se oxida en el aire. El metal se disuelve rápidamente en ácidos minerales concentrados. Una gran pieza de plutonio se siente caliente al tacto debido ala energía emitida por la desintegración alfa; las piezas más grandes pueden producir suficiente calor para hervir el agua. A temperatura ambiente, el plutonio en forma alfa la forma más común es tan duro y quebradizo como el hierro fundido. Se puede alear con otros metales para formar elForma delta estabilizada a temperatura ambiente, que es suave y dúctil. A diferencia de la mayoría de los metales, el plutonio no es un buen conductor de calor o electricidad. Tiene un punto de fusión bajo y un punto de ebullición inusualmente alto.

El plutonio puede formar aleaciones y compuestos intermedios con la mayoría de los otros metales, y compuestos con una variedad de otros elementos. Algunas aleaciones tienen capacidades superconductoras y otras se utilizan para fabricar pellets de combustible nuclear. Sus compuestos vienen en una variedad de colores, dependiendo de laestado de oxidación y cuán complejos son los diversos ligandos. En solución acuosa hay cinco estados iónicos de cenefa.

El plutonio, junto con todos los demás elementos transuránicos, es un peligro radiológico y debe manejarse con equipo especializado y precauciones. Los estudios en animales han encontrado que unos pocos miligramos de plutonio por kilogramo de tejido son letales.

Fuentes

El plutonio generalmente no se encuentra en la naturaleza. Los oligoelementos de plutonio se encuentran en los minerales de uranio naturales. Aquí, se forma de una manera similar al neptunio: por irradiación de uranio natural con neutrones seguido de desintegración beta.

Sin embargo, principalmente el plutonio es un subproducto de la industria de la energía nuclear. Cada año, según el Laboratorio Nacional de Los Alamos, se producen alrededor de 20 toneladas de plutonio. El combustible nuclear gastado también se puede reprocesar para separar el plutonio utilizable de otros elementos enel combustible.

Las pruebas de armas atmosféricas en las décadas de 1950 y 1960 dejaron toneladas de plutonio en la atmósfera de la Tierra que todavía está allí hoy, según el Asociación Nuclear Mundial .

usos

En su mayor parte, el plutonio no se usa mucho. De hecho, de los cinco isótopos comunes, solo dos de los isótopos del plutonio, plutonio-238 y plutonio-239, se usan para cualquier cosa.

El plutonio-238 se usa para producir electricidad para sondas espaciales usando generadores termoeléctricos de radioisótopos. Estos generadores se encienden cuando las sondas no pueden obtener suficiente energía solar porque se han alejado demasiado del sol. Algunas sondas que usan plutonio-238 son Cassini y Galileo.

Cuando se concentra lo suficiente, el plutonio-239 sufre una reacción en cadena de fisión. Debido a esto, se usa en armas nucleares y en algunos reactores nucleares.

De hecho, uno de los usos más importantes del plutonio es la energía. Según la Asociación Nuclear Mundial, más de un tercio de la energía producida en la mayoría de las centrales nucleares proviene del plutonio. El plutonio es el principal combustible en los reactores de neutrones rápidos.

¿Quién sabía?

Durante décadas, los científicos se preguntaron por qué el plutonio no actuaba como otros metales de su grupo. Por ejemplo, el plutonio es un mal conductor de la electricidad y no se adhiere a los imanes. Ahora los investigadores han descubierto dónde está el "magnetismo faltante".se ha estado escondiendo y tiene que ver con el comportamiento loco de los electrones en la capa exterior del elemento. A diferencia de otros metales, que tienen un número determinado de electrones en sus capas externas, cuando está en un estado fundamental, el plutonio puede tener cuatro, cincoo seis electrones allí.

Este número fluctuante de electrones de la capa externa explica por qué el plutonio no es magnético: para que un átomo interactúe con los imanes, los electrones no apareados en su capa externa deben alinearse en un campo magnético. [ Lea más sobre el magnetismo faltante del plutonio ]

El isótopo más estable del plutonio, el plutonio-244, puede durar mucho tiempo. Tiene una vida media de aproximadamente 82 millones de años y se desintegra en uranio-240 mediante desintegración alfa, según Laboratorio de Jefferson .

El plutonio recibió el nombre del planeta Plutón. Esto se debe a que vino después del uranio, que recibió el nombre del planeta Urano, y el neptunio, que recibió el nombre del planeta Neptuno.

El plutonio emite neutrones, partículas beta y rayos gamma.

Recursos adicionales