El plutonio es un metal plateado radiactivo que puede usarse para crear o destruir. Si bien se usó para la destrucción poco después de que se hizo, 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 usó para fabricar la bomba atómica "Fat Man" que se arrojó sobre Nagasaki al final de la Segunda Guerra Mundial, solo cinco años después de su primera producción, dijo Amanda Simson, profesora asistente de Ingeniería química en la Universidad de New Haven.
Solo los hechos
Estas son las propiedades del plutonio, según el 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 habían sido acelerados en un dispositivo de ciclotrón, que creó neptunio-238 y dos neutrones libres. El neptunio-238 se descompuso en plutonio-238 a través de la desintegración beta.
Este experimento no fue compartido con el resto de la comunidad científica hasta 1946, después de la Segunda Guerra Mundial. Seaborg presentó un artículo sobre su descubrimiento a la revista Physical Review en marzo de 1941, pero se retiró cuando se descubrió que un isótopo de plutonio, Pu-239, puede usarse para crear una bomba atómica.
Pronto, Seaborg fue enviado para 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 aventura 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. Pudieron crear una pequeña cantidad de plutonio que era visible para el ojo. Solo equivalía a alrededor de 1 microgramo. A partir de la pequeña muestra, el científico determinó el peso atómico del plutonio.
El Proyecto Manhattan finalmente produjo suficiente plutonio para la "Prueba de la Trinidad". 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 el director del Laboratorio de Los Alamos Robert Oppenheimer y el general del ejército Leslie Groves.
De 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 frase de la escritura hindú, el Bhagavad-Gita. Vishnu está intentando Para persuadir al Príncipe de que debe cumplir con su deber e impresionarlo, adopta 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 ", según la Royal Society of Chemistry.
La explosión tuvo el equivalente energético de aproximadamente 20,000 toneladas de TNT. La primera bomba atómica de uso de guerra cayó sobre Hiroshima, Japón, el 6 de agosto de 1945. Sin embargo, esa bomba atómica, llamada "Little Boy", tenía un núcleo de uranio. La segunda bomba, lanzada sobre Nagasaki, Japón, el 9 de agosto de 1945, tenía un núcleo de plutonio. El "Hombre Gordo", como se le llamaba, aceleró el final de la Segunda Guerra Mundial.
Propiedades del plutonio.
El metal de plutonio recién preparado tiene un color plateado brillante pero adquiere un color gris opaco, amarillo o verde oliva cuando se oxida en el aire. El metal se disuelve rápidamente en ácidos minerales concentrados. Un gran pedazo de plutonio se siente cálido al tacto debido a la energía que emite la desintegración alfa; Las piezas más grandes pueden producir suficiente calor para hervir 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 la forma 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 pastillas de combustible nuclear. Sus compuestos vienen en una variedad de colores, dependiendo del estado de oxidación y de la complejidad de los distintos ligandos. En solución acuosa hay cinco estados iónicos de valencia.
El plutonio, junto con todos los demás elementos de transuranio, es un peligro radiológico y debe manejarse con equipos y precauciones especializados. 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 del plutonio se encuentran en los minerales de uranio naturales. Aquí, se forma de forma similar al neptunio: por irradiación de uranio natural con neutrones seguido de desintegración beta.
Principalmente, sin embargo, el plutonio es un subproducto de la industria de la energía nuclear. Cada año, se producen alrededor de 20 toneladas de plutonio, según el Laboratorio Nacional de Los Alamos. El combustible nuclear gastado también puede reprocesarse para separar el plutonio utilizable de otros elementos en el 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 la Asociación Mundial de Energía Nuclear.
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, el plutonio-238 y el plutonio-239, se usan para algo.
El plutonio-238 se utiliza para generar electricidad para sondas espaciales con 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 mayores usos del plutonio es la energía. Según la Asociación Mundial de Energía Nuclear, más de un tercio de la energía producida en la mayoría de las centrales nucleares proviene del plutonio. El plutonio es el combustible principal en los reactores de neutrones rápidos.
¿Quien sabe?
Durante décadas, los científicos se preguntaron por qué el plutonio no actuó como otros metales en 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 se ha estado ocultando su "magnetismo perdido" y tiene que ver con el comportamiento extraño de los electrones en la capa externa del elemento. A diferencia de otros metales, que tienen un número determinado de electrones en sus capas externas, cuando se encuentra en estado fundamental, el plutonio puede tener cuatro, cinco o 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.
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 a través de la desintegración alfa, según el Laboratorio Jefferson.
Plutonio fue nombrado después del planeta, Plutón. Esto se debe a que vino después de Uranio, que recibió su nombre del planeta Urano, y neptunio, que recibió su nombre del planeta Neptuno.
El plutonio emite neutrones, partículas beta y rayos gamma.
