Plutonio

El plutonio fue descubierto en 1941 por el Dr. Glenn T. Seaborg y Edwin McMillan, Kennedy y Wahl mediante el bombardeo de uranio con deuterones en el ciclotrón de 60 pulgadas del Laboratorio de Radiación de Berkeley en la Universidad de California, Berkeley, pero el descubrimiento se mantuvo en secreto. Se le dio el nombre del planeta Plutón, ya que fue descubierto directamente después del Neptunio. (Plutón es el siguiente planeta después de Neptuno).

El metal tiene un aspecto plateado y adquiere un tono amarillo cuando se oxida ligeramente. Es químicamente reactivo. Un trozo relativamente grande de plutonio es cálido al tacto debido a la energía emitida en la desintegración alfa. Los trozos más grandes producen suficiente calor para hervir el agua. El metal se disuelve fácilmente en ácido clorhídrico concentrado, ácido hidroyódico o ácido perclórico. El metal presenta seis modificaciones alotrópicas con diversas estructuras cristalinas. Las densidades de éstas varían de 16,00 a 19,86 g/cm3.

El isótopo más importante del plutonio es el 239Pu, con una vida media de 24.200 años. Debido a su corto periodo de semidesintegración, sólo existen trazas extremadamente pequeñas de plutonio de forma natural en los minerales de uranio.
Se produce en grandes cantidades en los reactores nucleares a partir del uranio natural: 238U(n, gamma) –> 239U–(beta) –> 239Np–(beta) –> 239Pu. Se conocen quince isótopos de plutonio.

Aplicaciones
El plutonio es un componente fisible clave en las armas nucleares modernas; hay que tener cuidado para evitar la acumulación de cantidades de plutonio que se acerquen a la masa crítica, la cantidad de plutonio que autogenerará una reacción nuclear. A pesar de no estar confinado por una presión externa, como se requiere para un arma nuclear, se calentará por sí mismo y romperá cualquier entorno de confinamiento en el que se encuentre. La forma es relevante; deben evitarse las formas compactas, como las esferas.

El plutonio también podría utilizarse para fabricar armas radiológicas. El isótopo de plutonio 238Pu es un emisor alfa con una vida media de 87 años. Estas características lo hacen muy adecuado para la generación de energía eléctrica para dispositivos que deben funcionar sin mantenimiento directo durante periodos de tiempo aproximados a la vida humana. Por ello, se utiliza en RTGs como los que alimentan las sondas espaciales Galileo y Cassini. El plutonio-238 se utilizó en el vuelo lunar Apolo-14 en 1971 para alimentar los dispositivos sísmicos y otros equipos que quedaron en la Luna, y también fue la fuente de alimentación de las dos supernave Voyager lanzadas en 1977.

El plutonio-239 también puede utilizarse como combustible en una nueva generación de armas nucleares rápidas, que queman un combustible de óxido mixto (MOX) formado por uranio y plutonio.

El plutonio en el medio ambiente

Se encuentran cantidades mínimas de plutonio de forma natural en los minerales ricos en uranio. El ser humano produce la mayor parte del plutonio existente, en reactores nucleares especiales. Además de estar presente de forma natural en cantidades muy pequeñas, el plutonio también puede entrar en el medio ambiente a partir de las emisiones de los reactores nucleares, las plantas de producción de armas y las instalaciones de investigación. Una fuente importante de liberación de plutonio son las pruebas de armas nucleares.
La producción mundial anual de plutonio supera probablemente las 50 toneladas y puede haber más de 1.000 toneladas de metal almacenadas, ya sea en forma de bombas o de barras metálicas.

Efectos del plutonio sobre la salud

El plutonio se describe a veces en los medios de comunicación como la sustancia más tóxica conocida por el hombre, aunque hay un acuerdo general entre los expertos en la materia de que esto es incorrecto. En 2003, todavía no se había producido ninguna muerte humana atribuida oficialmente a la exposición al plutonio. El radio natural es unas 200 veces más radiotóxico que el plutonio, y algunas toxinas orgánicas como la toxina del botulismo son miles de millones de veces más tóxicas que el plutonio.
La radiación alfa que emite no penetra en la piel, pero puede irradiar órganos internos cuando el plutonio se inhala o se ingiere. Las partículas de plutonio extremadamente pequeñas, del orden de los microgramos, pueden causar cáncer de pulmón si se inhalan en los pulmones. Cantidades considerablemente mayores pueden provocar un envenenamiento agudo por radiación y la muerte si se ingieren o se inhalan; sin embargo, hasta ahora no se sabe de ningún ser humano que haya muerto por inhalar o ingerir plutonio y muchas personas tienen cantidades mensurables de plutonio en sus cuerpos. El plutonio es una sustancia peligrosa que se ha utilizado en explosivos durante mucho tiempo. Se libera a la atmósfera principalmente por las pruebas atmosféricas de armas nucleares y por accidentes en los centros de producción de armas. Cuando el plutonio se libera a la atmósfera, vuelve a caer a la tierra y termina en los suelos.
La exposición de los seres humanos al plutonio no es probable, pero a veces se produce como resultado de liberaciones accidentales durante su uso, transporte o eliminación.
Debido a que el plutonio no tiene radiación gamma, no es probable que se produzcan efectos sobre la salud al trabajar con plutonio, a menos que se respire o se ingiera de alguna manera.
Cuando las personas lo respiran, el plutonio puede permanecer en los pulmones o trasladarse a los huesos u órganos. Por lo general, permanece en el cuerpo durante mucho tiempo y expone continuamente los tejidos corporales a la radiación. Al cabo de unos años puede provocar la aparición de cáncer.
Además, el plutonio puede afectar a la capacidad de resistencia a las enfermedades y la radiactividad del plutonio puede provocar fallos en la reproducción.

Efectos medioambientales del plutonio

El plutonio puede entrar en las aguas superficiales a partir de vertidos accidentales y de la eliminación de residuos radiactivos. El suelo puede contaminarse con plutonio a través de la lluvia radiactiva durante las pruebas de armas nucleares. El plutonio se desplaza lentamente hacia abajo en el suelo, hacia las aguas subterráneas.

Las plantas absorben niveles bajos de plutonio, pero estos niveles no son lo suficientemente altos como para causar la bioampliación del plutonio en la cadena alimentaria, o la acumulación en los cuerpos de los animales.

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