Hechos Sobre El Plutonio

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Propiedades, fuentes y usos del elemento plutonio.

El plutonio es un metal radioactivo y plateado que se puede usar para crear o destruir. Si bien se usó para la destrucción poco después de su fabricación, hoy el elemento se utiliza 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 lanzó 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, de acuerdo con el Laboratorio Nacional de Los Álamos:

  • 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 ciclotrón, que creó neptunio-238 y dos neutrones libres. El neptunio-238 luego decayó 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 el documento se eliminó cuando se descubrió que un isótopo de plutonio, Pu-239, se puede usar para crear una bomba atómica.

Pronto, Seaborg fue enviado a liderar el Plutonium Production Lab, también conocido como Met Lab, en la Universidad de Chicago, según el Laboratorio Nacional de Los Álamos. El propósito del laboratorio era crear plutonio como parte del Proyecto Manhattan. El Proyecto Manhattan fue una empresa 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 cantidad mínima de plutonio que era visible para el ojo. Igualó alrededor de 1 microgramo. 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 "The 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 de ejército Leslie Groves.

De la prueba, Oppenheimer dijo: "Sabíamos que el mundo no sería lo mismo. Algunas personas se rieron, algunas personas lloraron. La mayoría de las personas estaban en silencio. Recordé la línea de las escrituras hindúes, el Bhagavad-Gita. Vishnu está intentando para persuadir al Príncipe de que cumpla con su deber y para impresionarlo adquiere su forma de múltiples brazos y dice: "Ahora me he convertido en la Muerte, el destructor de los mundos". Supongo que todos pensamos que, de una forma u otra, "según la Royal Society of Chemistry.

La explosión tuvo la energía equivalente a aproximadamente 20,000 toneladas de TNT. La primera bomba atómica de uso bélico 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 en Nagasaki, Japón, el 9 de agosto de 1945, tenía un núcleo de plutonio. El "hombre gordo", como se llamaba, aceleró el fin de la Segunda Guerra Mundial.

Propiedades del plutonio.

El metal de plutonio recién preparado tiene un color plateado brillante, pero adquiere un brillo gris oscuro, amarillo o verde oliva cuando se oxida en el aire. El metal se disuelve rápidamente en ácidos minerales concentrados. Una gran pieza de plutonio se siente cálida al tacto debido a la energía emitida por la descomposición alfa; Las piezas más grandes pueden producir suficiente calor para hervir el agua. A temperatura ambiente, el plutonio en forma alfa (la forma más común) es tan duro y quebradizo como el hierro fundido. Puede ser aleado con otros metales para formar la forma delta estabilizada a temperatura ambiente, que es blanda 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 usan para hacer pellets de combustible nuclear. Sus compuestos vienen en una variedad de colores, según el estado de oxidación y la complejidad de los diferentes ligandos. En solución acuosa hay cinco estados iónicos de valencia.

El plutonio, junto con todos los demás elementos de transuranio, es un riesgo radiológico y debe manejarse con equipos y precauciones especiales. 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 de plutonio se encuentran en los minerales de uranio naturales. Aquí, se forma de una manera similar al neptunio: por irradiación de uranio natural con neutrones seguido de desintegración beta.

Sin embargo, principalmente, 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 Álamos. El combustible nuclear gastado también se puede reprocesar para separar el plutonio utilizable de otros elementos del combustible.

Las pruebas de armas atmosféricas en los años 50 y 60 dejaron toneladas de plutonio en la atmósfera de la Tierra que todavía existe hoy, según la Asociación Nuclear Mundial.

Usos

En su mayor parte, el plutonio no se utiliza para mucho.De hecho, de los cinco isótopos comunes, solo dos de los isótopos de plutonio, plutonio-238 y plutonio-239, se usan para cualquier cosa.

El plutonio-238 se utiliza para generar electricidad para sondas espaciales utilizando 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 utiliza en armas nucleares y algunos reactores nucleares.

De hecho, uno de los mayores usos del plutonio es la energía. Según la Asociación Nuclear Mundial, más de un tercio de la energía producida en la mayoría de las centrales nucleares proviene del plutonio. El plutonio es el principal combustible en los reactores de neutrones rápidos.

¿Quien sabe?

Durante décadas, los científicos se preguntaban por qué el plutonio no actuaba 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 escondido su "magnetismo faltante" y tiene que ver con el extraño comportamiento de los electrones en la capa exterior del elemento. A diferencia de otros metales, que tienen un número determinado de electrones en sus capas externas, cuando están en un 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 pareados en su capa externa deben alinearse en un campo magnético. [Lea más sobre el magnetismo perdido del plutonio]

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 descompone en uranio-240 a través de la desintegración alfa, según el Laboratorio de Jefferson.

Plutonio fue nombrado después del planeta Plutón. Esto se debe a que vino después de Uranium, que recibió su nombre del planeta Uranus, y neptunium, que recibió su nombre del planeta Neptune.

El plutonio emite neutrones, partículas beta y rayos gamma.

Recursos adicionales

  • Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos: Antecedentes sobre el Plutonio
  • NASA: ¿Qué es el plutonio-238?
  • Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades: Resumen de Radioisótopos de Plutonio


Suplemento De Vídeo: Cómo funciona una bomba nuclear.




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