El documento proporciona información sobre el elemento químico plutonio, incluyendo su descubrimiento, propiedades, usos e impactos. El plutonio es un metal radiactivo producido en reactores nucleares que se utiliza en armas nucleares y reactores. Se describen sus propiedades físicas y químicas, así como sus isótopos y los peligros asociados con su manipulación debido a su radiactividad.
2. ÍNDICE
→ Introducción.
→ Historia y Etimología.
→ Propiedades.
→ Plutonio en el medio ambiente.
→ Composición del Plutonio.
→ Isótopos.
→ Aplicaciones.
→ Curiosidades.
→ Opinión personal.
3. INTRODUCCIÓN
El Plutonio (Pu), es un elemento metálico radiactivo que se utiliza en reactores y
armas nucleares. Su número atómico es 94. Es uno de los elementos transuránicos
del grupo de los actínidos del sistema periódico.
El Plutonio es un metal blanco-plateado que existe en forma sólida bajo
condiciones normales. Es producido cuando el uranio absorbe una partícula
atómica. Cantidades muy bajas de plutonio ocurren naturalmente, sin embargo,
se
han producido grandes cantidades en reactores nucleares.
El Plutonio muestra diversos estados de valencia en solución y en estado sólido.
El
Plutonio metálico es muy electropositivo. Se han preparado muchas aleaciones de
Plutonio y se han caracterizado gran número de compuestos intermetálicos.
Por su radiotoxicidad, el plutonio y sus compuestos requieren técnicas de manejo
especiales para prevenir su ingestión o inhalación; por ello, todo trabajo con
Plutonio y sus compuestos debe efectuarse en caja de guantes. Para trabajar con
Plutonio, y sus aleaciones, que son atacados por la humedad y por los gases
atmosféricos, estas cajas pueden llenarse con helio o argón.
4. HISTORIA Y
ETIMOLOGÍA
El isótopo 238 Pu fue obtenido y estudiado en la Universidad de California en
Berkeley, en 1.940, por el químico estadounidense Glenn T. Seaborg y sus
colaboradores J.W. Kennedy, E.M. McMillan y C.A. Wahl, bombardeando
uranio con deutones.
Un año después obtuvieron 239 Pu por bombardeo del uranio con neutrones. El
plutonio fue el segundo elemento transuránido de la serie de los actínidos
sintetizado.
En 1.971 se encontraros trazas de 244Pu y otros elementos transuránidos en la
bastnaesita (mineral perteneciente al grupo V “carbonatos”) , constituyendo este
hallazgo la única prueba de la presencia de estos elementos en la naturaleza, cuya
procedencia puede remontarse a la formación del sistema solar. En cuanto a la
etimología delnombre se asemeja a Plutón, el dios griego de las riquezas.
Plutón era hijo de Saturno y Ops, y esposo de Proserpina, a quien raptó para
casarse con ella.
5. PROPIEDADES Pu
Propiedades atómicas Propiedades físicas
Masa atómica 244 u Estado de la materia Sólido
Radio atómico 175 pm Punto de fusión 912.5 K
Configuració elec.
n 5f6 7s² Punto de ebullición 3,501 K
Estados de oxidación 6, 5, 4, 3 Entalpía de vaporización 333.5 kJ/mol
Estructura cristalina Monoclínica Entalpía de fusión 2.82 kJ/mol
Presió de vapor
n 10.00 Pa a 2.926 K
Velocidad del sonido 2,260 m/s a 293,15 K
6. Pu EN EL MEDIO
AMBIENTE en los minerales ricos
Cantidades traza de plutonio se encuentran naturalmente
en uranio. Los humanos producimos 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 por escapes de reactores
nucleares, plantas de producción de armas, e instalaciones de investigación. Una
fuente importante de escapes de plutonio son las pruebas de armas nucleares.
El plutonio puede entrar en las aguas superficiales por escapes accidentales y
vertidos de desechos radioactivos. El suelo puede contaminarse con plutonio a
través de la lluvia radiactiva durante las pruebas de armas nucleares. El plutonio
se
mueve lentamente hacia abajo en el suelo, hasta las aguas subterráneas.
Las plantas absorben bajos niveles de plutonio, pero estos niveles no son lo
suficientemente altos como para provocar biomagnificación del plutonio en la
cadena alimenticia, o acumulación en los cuerpos de animales.
7. COMPOSICIÓN Pu
El metal presenta seis variedades alotrópicas con diversos tipos de estructuras
cristalinas, cuyas densidades oscilan entre 16,00 y 19,86 g/cm3 y puede actuar con
cuatro estados de oxidación.
En solución acuosa se han reconocido Pu+3 (azul), Pu+4 (amarillo parduzco),
PuO+ (ligeramente rosado) y PuO+2 (rosa anaranjado).
El ión PuO+ es inestable en estas soluciones, transformándose en Pu+4 y PuO+2.
El Pu+4 formado oxida el PuO+ a PuO+2, que a su vez se reduce a Pu+3.
A causa de su alto poder de emisión de partículas alfa y por ser absorbido por la
médula ósea, el plutonio, así como el resto de los transuránidos, si exceptuamos
el
neptunio, son venenos radiológicos y deben manejarse con muchas precauciones
y
equipo especial.
El metal se disuelve fácilmente en ácido clorhídrico concentrado, ácido
yodhídrico
y ácido perclórico. También reacciona con el vapor de agua, liberando hidrógeno.
8. ISÓTOPOS Pu
Se han encontrado cantidades menores de Plutonio en las minas de uranio, pero
en la actualidad se preparan cantidades relativamente grandes de plutonio en los
reactores nucleares.
Se conocen 15 isótopos diferentes del plutonio, con números másicos entre 232 y
246; el plutonio 244 es el más estable. El isótopo de número másico 239 tiene un
periodo de semidesintegración de 24,360 años y se produce bombardeando uranio
238 con neutrones lentos; esto forma uranio 239 (con un periodo de
semidesintegración de unos 23.45 minutos) , que por emisión de una partícula
beta
forma neptunio 239, que a su vez emite una partícula beta formando plutonio 239.
El plutonio es el elemento transuránico más importante económicamente porque
el plutonio 239 admite fácilmente la fisión y puede ser utilizado y producido en
grandes cantidades en los reactores nucleares. Es un veneno extremadamente
9. APLICACIONES
Se emplea como explosivo en armas nucleares y en la industria nuclear, debido a que es
fácilmente fisionable con neutrones.
El isótopo 238Pu se ha utilizado en las misiones Apolo como fuente de los sismógrafos y
de otros equipos de la superficie lunar.
Ocurrieron varias tragedias a causa del Plutonio usado en armas nucleares:
→ Chernóbil.
→ Bomba nuclear de Hiroshima (6 de agosto de 1945)
→ Bomba nuclear de Nagasaki (9 de agosto de 1945)
10. CURIOSIDADES
→ Cuando se manipula hay que tener en cuenta que tiene una masa crítica del orden de
300 g. La masa crítica es masa mínima que es necesario juntar para que se produzca una
reacción en cadena auto-sostenida.
→ Es de gran valor estratégico debido a su uso en reactores y armas nucleares. Un
kilogramo de plutonio puede producir 22 millones de kWh de energía calorífica en un
reactor nuclear. La desintegración de un kilogramo de plutonio en una explosión nuclear
equivale a 20.000 toneladas de explosivo convencional.
Un trozo grande de plutonio se encuentra caliente al tacto debido a la producción de
partículas alfa en su constante desintegración.
→ Junto con la mayoría de los elementos transuránidos debe manejarse con grandes
precauciones debido a las peligrosas radiaciones que emite.
11. OPINIÓN PERSONAL
Este trabajo me ha parecido bastante bueno, pues me ha ayudado principalmente en
conocer más los elementos de la tabla periódica.
El Plutonio lo conocía, pero ahora con toda esta información, curiosidades, de donde
proviene, … lo he conocido bastante en profundidad.
Me ha sorprendido mucho este elemento porque son muchas las cosas que se pueden hacer
con el, algunas malas y otras buenas.
Por mi parte, he aprendido otra cosa más y, además, muy interesante.
