junio 30, 2022
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Plutonio, ¿qué es y par qué sirve?

El plutonio, reconocido con el símbolo Pu e identificado con el número atómico 94, es un elemento radiactivo metálico utilizado tanto en reactores como en armas nucleares.

Pertenece al grupo de los actínidos de la tabla periódica y es uno de los elementos transuránicos, tal cual lo es el neptunio.

Su descubrimiento

Para el año de 1940, casi en paralelo con el descubrimiento por bombardeo al uranio con deuterones de gran velocidad para así crear el neptunio, se fueron preparando y estudiando los isótopos del plutonio por parte del químico estadounidense Glenn Seaborg junto a la comunidad científica de la Universidad de California en Berkeley.

Luego de tal preparación artificial, tanto por la minería de uranio como la espeleología se han llegado a detectar cantidades menores de plutonio en las minas de uranio, que no son rentables por los procesos para trabajarle.

Ello hace que la rentabilidad y eficacia de control en los procesos de producción del plutonio se realicen mejor en los reactores nucleares.

Características generales del plutonio

El plutonio es químicamente reactivo, teniendo la virtud entre los actínidos de poseer propiedades que le permiten ser procesado y analizado como los lantánidos, del cual es semejante.

Con el proceso artificial que se le procesa se crea un metal plateado, que se hace ligeramente amarillo con la oxidación causada por la exposición al aire.

Este elemento existe en seis formas cristalinas y posee cuatro estados de oxidación diferentes. El metal suele desprender calor continuo debido a su radiactividad, lo que le hace fácil de detectar y además, obliga a mantener condiciones de seguridad intra y extramuros mucho mayores incuso a otros materiales radiactivos.

En la actualidad se reconocen oficialmente quince isótopos diferentes del plutonio, cuyos números másicos van entre el 232 y 246.

La duración en el ambiente de las detonaciones de armas nucleares o fugas radiactivas de plutonio puede durar décadas, haciéndose cada vez más pequeñas, pero pueden ser letales según la continuidad y forma de la exposición que las personas puedan tener.

Los átomos de plutonio tienden a transformarse eventualmente en un elemento diferente que por igual, siguen emitiendo radiación, pudiéndose esta ser mayor o menor. A este proceso químico – físico se le conoce como decaimiento radioactivo.

Se le llama vida media del plutonio al tiempo en el que la mitad de dicho elemento experimenta decaimiento radioactivo y cambia de forma. La vida media del plutonio-238 es de 87.7 años y la del plutonio-239 es de 24.100 años.

Propiedades químicas del plutonio

Número atómico 94

Masa atómica (g/mol) 242

Configuración electrónica [Rn]5f56d17s2

Electronegatividad 1,2

Estado de oxidación +3

Primer potencial de ionización (eV)

Punto de ebullición (ºC) 3235

Punto de fusión (ºC) 640

Radio atómico (Å) 1,63

Radio iónico (Å) 1,07

Valencia 3,4,5,6

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Propiedades físicas del plutonio

Puede mostrar diversos estados de valencia tanto en solución como en estado sólido.

El plutonio metálico es muy electropositivo. Se han preparado variedad de aleaciones de plutonio y las mismas se han caracterizado por el gran número de compuestos intermetálicos.

La reacción del metal de plutonio con hidrógeno produce 2 hidruros que se forman a temperaturas bajas (150ºC aproximadamente).

Su descomposición se logra arriba de los 750ºC y con la misma se prepara polvo de plutonio reactivo.

El óxido más común es el PuO2, que se forma por la ignición de hidróxidos, oxalatos, peróxidos y los oxihalogenuros.

Su compuesto más volátil es el hexafluoruro de plutonio, siendo así un agente fluorante muy poderoso.

Se conocen algunos otros compuestos binarios, como los siliciuros, carburos, seleniuros y sulfuros, que reviste de importancia especial debido a su naturaleza refractaria.

El plutonio es un elemento radioactivo y tóxico, por lo cual todos sus compuestos exigen técnicas de manejo especiales que eviten su inhalación, ingestión o reacción por contundencia en su manejo.

Al plutonio, tanto compuestos como aleaciones se les trabaja en caja de guantes, las cuales pueden llenarse con argón o helio para contrarrestar los ataques de los gases atmosféricos y la humedad.

El plutonio y el medio ambiente

Gran parte del siglo XX fue sometido a pruebas nucleares con plutonio, transformando varias zonas radiactivas y aunque algunas fueron supuestamente descontaminadas, este elemento se encontraba en bajos niveles en suelo y aire.

Uno de los casos más radicales fue la muerte de todo el elenco de una película estadounidense por efectos de radiación, siendo entre los  actores dos de los más conocidos, John Wayne y Agnes Moorhead (Endora en Hechizada).

De dichas pruebas surgieron las partículas de plutonio que aún rondan al planeta. A este se le suman los liberados por los laboratorios de investigación, sea de manera irresponsable, colateral o de descargo para evitar fisión.

El medio ambiente es atacado por grupos oscuros que manejan los desperdicios radiactivos que incluyen a los del plutonio, enterrándolo o enviándolos de un lugar a otro de manera ilegal.

El otro factor de afectación, proviene de los centros de creación de combustible nuclear, armas nucleares y diversos accidentes por majeo irresponsable del plutonio.

Todos los efectos se acrecientan por la facilidad con que el aire logra transportar a este elemento, así como también lo hacen la lluvia y la nieve. De esta forma este elemento radiactivo se deposita en la tierra, agua o se impregna en las rocas o árboles grandes que pueden contenerlo relativamente un tiempo largo, pero que lo expulsan de día como oxígeno y de noche como dióxido de carbono.

De esta forma, los isótopos del plutonio experimentan decaimiento radioactivo en el ambiente, liberando sus perniciosas consecuencias.

Todo esto logra que los seres humanos, animales y plantas nos encontremos expuestos a los niveles de plutonio bajos que se han descargado.

Los efectos principales en contra de la salud son: cáncer ósea, en hígado y riñones; además de fiebres convulsivas, irritación de mucosas y cefaleas constantes.

Quienes están más expuestos a tales males causados por intoxicación con plutonio son los trabajadores de las plantas con reactores de energía nuclear y personas que viven en un radio de 50 kilómetros a dichas plantas, sin que esto minimice el riesgo a quienes viven a menos de 200 kilómetros a la redonda de las mismas.

Usos del plutonio

Es utilizado en fuentes de calor para aplicaciones espaciales, tanto para los transbordadores como los satélites y sondas. Los vehículos de investigación lanzados a La Luna y Marte, tienen entre sus componentes de alimentación al plutonio

En el predio de la medina, sorprendentemente y con el menor de los riesgos posibles, médicos y fabricantes han podido concertar y sintetizar baterías infinitas que se emplean en los marcapasos cardiacos.

Al plutonio-239 le dan uso como combustible nuclear en la producción de isótopos radiactivos para la investigación científica en empresas, estamentos militares y universidades y como agente fisionable en armas nucleares.

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