Plutoniu

Plutoniul a fost descoperit în 1941 de Dr. Glenn T. Seaborg și Edwin McMillan, Kennedy și Wahl prin bombardarea cu deuteroni a uraniului în ciclotronul de 60 de inch al Laboratorului de Radiații Berkeley de la Universitatea din California, Berkeley, dar descoperirea a fost ținută secretă. Acesta a fost denumit după planeta Pluto, fiind descoperit direct după Neptunium. (Pluto este următoarea planetă după Neptun).

Metal are un aspect argintiu și capătă un luciu galben atunci când este ușor oxidat. Este reactiv din punct de vedere chimic. O bucată relativ mare de plutoniu este caldă la atingere din cauza energiei degajate în dezintegrarea alfa. Piesele mai mari vor produce suficientă căldură pentru a fierbe apa. Metalul se dizolvă ușor în acid clorhidric concentrat, acid hidroiodic sau acid percloric. Metalul prezintă șase modificări alotropice cu structuri cristaline diferite. Densitățile acestora variază între 16,00 și 19,86 g/cm3.

Cel mai important izotop al plutoniului este 239Pu, cu un timp de înjumătățire de 24.200 de ani. Din cauza timpului său scurt de înjumătățire, în minereurile de uraniu există doar urme extrem de mici de plutoniu în mod natural.
Este produs în cantități mari în reactoarele nucleare din uraniu natural: 238U(n, gamma) –> 239U–(beta) –> 239Np–(beta) –> 239Pu. Se cunosc cincisprezece izotopi de plutoniu.

Aplicații
Plutoniul este o componentă fisionabilă cheie în armele nucleare moderne; trebuie avut grijă să se evite acumularea unor cantități de plutoniu care să se apropie de masa critică, cantitatea de plutoniu care va autogenera o reacție nucleară. Deși nu este limitat de o presiune externă, așa cum este necesar pentru o armă nucleară, plutoniul se va încălzi singur și va sparge orice mediu de limitare în care se află. Forma este relevantă; trebuie evitate formele compacte, cum ar fi sferele.

Plutoniul ar putea fi, de asemenea, utilizat pentru fabricarea de arme radiologice. Izotopul 238Pu al plutoniului este un emițător alfa cu un timp de înjumătățire de 87 de ani. Aceste caracteristici îl fac foarte potrivit pentru generarea de energie electrică pentru dispozitive care trebuie să funcționeze fără întreținere directă pentru perioade de timp apropiate de durata unei vieți umane. Prin urmare, este utilizat în RTG-uri, cum ar fi cele care alimentează sondele spațiale Galileo și Cassini. Plutoniul-238 a fost utilizat în timpul zborului lunar Apollo-14 din 1971 pentru a alimenta dispozitivele seismice și alte echipamente lăsate pe Lună și a fost, de asemenea, sursa de alimentare a celor două supernave Voyager lansate în 1977.

Plutoniul-239 poate fi, de asemenea, utilizat ca și combustibil într-o nouă generație de arme nucleare de tip fast-breeder, care ard un combustibil de tip oxid mixt (MOX) format din uraniu și plutoniu.

Plutoniu în mediu

Cantități mici de plutoniu se găsesc în mod natural în minereurile bogate în uraniu. Oamenii produc cea mai mare parte a plutoniului existent, în reactoare nucleare speciale. Pe lângă faptul că este prezent în mod natural în cantități foarte mici, plutoniul poate pătrunde în mediul înconjurător și în urma eliberărilor din reactoare nucleare, uzine de producție de armament și instalații de cercetare. O sursă majoră de eliberare a plutoniului este reprezentată de testarea armelor nucleare.
Producția mondială anuală de plutoniu depășește probabil 50 de tone și este posibil să existe mai mult de 1.000 de tone de metal în depozite, fie sub formă de bombe, fie sub formă de bare de metal.

Efectele plutoniului asupra sănătății

Plutoniul este uneori descris în relatările din mass-media ca fiind cea mai toxică substanță cunoscută de om, deși există un acord general între experții în domeniu că acest lucru este incorect. Până în 2003, nu a existat încă un singur deces uman atribuit oficial expunerii la plutoniu. Radiul natural este de aproximativ 200 de ori mai radiotoxic decât plutoniul, iar unele toxine organice, cum ar fi toxina botulinică, sunt de miliarde de ori mai toxice decât plutoniul.
Radiația alfa pe care o emite nu pătrunde în piele, dar poate iradia organele interne atunci când plutoniul este inhalat sau ingerat. Particulele extrem de mici de plutoniu, de ordinul microgramelor, pot provoca cancer pulmonar dacă sunt inhalate în plămâni. Cantități considerabil mai mari pot provoca otrăvire acută prin radiații și moartea dacă sunt ingerate sau inhalate; cu toate acestea, până în prezent, nu se cunoaște niciun om care să fi murit din cauza inhalării sau ingerării plutoniului, iar multe persoane au cantități măsurabile de plutoniu în organism. Plutoniul este o substanță periculoasă care a fost folosită de mult timp în explozibili. Este eliberat în atmosferă în principal prin testarea în atmosferă a armelor nucleare și prin accidente la locurile de producție a armelor. Atunci când plutoniul este eliberat în atmosferă, el va cădea înapoi pe pământ în cele din urmă și va ajunge în soluri.
Expunerea oamenilor la plutoniu nu este probabilă, dar uneori are loc ca urmare a eliberărilor accidentale în timpul utilizării, transportului sau eliminării.
Pentru că plutoniul nu are radiații gamma, nu este probabil să apară efecte asupra sănătății în timpul lucrului cu plutoniu, cu excepția cazului în care acesta este inhalat sau înghițit cumva.
Când oamenii îl inhalează, plutoniul poate rămâne în plămâni sau se poate deplasa către oase sau organe. În general, acesta rămâne în organism pentru o perioadă lungă de timp și expune continuu țesuturile corpului la radiații. După câțiva ani, acest lucru ar putea duce la apariția cancerului.
În plus, plutoniul poate afecta capacitatea de a rezista la boli, iar radioactivitatea plutoniului poate provoca eșecuri în procesul de reproducere.

Efectele plutoniului asupra mediului

Plutoniul poate pătrunde în apele de suprafață în urma eliberărilor accidentale și a eliminării deșeurilor radioactive. Solul poate fi contaminat cu plutoniu prin precipitații din timpul testelor cu arme nucleare. Plutoniul se deplasează încet în jos în sol, în apele subterane.

Plantele absorb niveluri scăzute de plutoniu, dar aceste niveluri nu sunt suficient de ridicate pentru a provoca bioamplificarea plutoniului în susul lanțului alimentar sau acumularea în corpul animalelor.

Înapoi la tabelul periodic al elementelor.