Características do plutônioO plutônio é um elemento químico radioativo transurânico com o símbolo químico Pu e número atômico 94. É um metal de actinídeos de aparência cinza-prateada que mancha quando exposto ao ar, formando um revestimento maçante quando é oxidado. O elemento normalmente exibe seis alótropos e quatro estados de oxidação. Ele reage com o carbono, halogéneos, azoto e silício.

Quando expostos ao ar úmido, forma óxidos e hidretos que se expandem a até 70% em volume, o que por sua vez, descama como um pó que pode espontaneamente entrar em ignição. Também é radioativo e pode acumular-se nos ossos humanos. Essas propriedades tornam perigosa a manipulação indevida de plutônio.

Metal plutônio em sua forma natural

Metal plutônio em sua forma natural

Plutônio é o elemento mais pesado primordial em virtude de seu isótopo mais estável, plutónio-244, cuja meia-vida de cerca de 80 milhões de anos é apenas o tempo suficiente para o elemento ser encontrado em quantidades vestigiais na natureza. O plutônio é também um subproduto da fissão nuclear em reatores. Alguns dos nêutrons liberados pelo processo de fissão convertem urânio-238 nos isótopos mais importantes de plutônio. O plutônio é o plutônio-239, com meia-vida de 24.100 anos.

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O plutônio 239 é o isótopo mais útil para armas nucleares. O plutônio-239 e 241 é físsil, ou seja, os núcleos de seus átomos podem se dividir quando bombardeado por nêutrons térmicos, liberando a energia da radiação gama e mais nêutrons. Esses nêutrons podem sustentar uma reação nuclear em cadeia, levando a aplicações em armas nucleares e reatores nucleares.

Como a maioria dos metais, o plutônio tem uma aparência brilhante prateada no início, mas oxida muito rapidamente para um acinzentado, embora amarelo e verde de oliva também sejam relatados. Na temperatura ambiente, está na sua forma alfa, ou seja, a forma mais comum estrutural do elemento (alótropo), que é aproximadamente tão dura e quebradiça como ferro fundido cinzento, a menos que seja ligado com outros metais para torná-lo macio e dúctil. Ao contrário da maioria dos metais, não é um bom condutor de calor ou eletricidade.

Energia nuclear depende fortemente do uso do plutônio

Energia nuclear depende fortemente do uso do plutônio

O plutônio foi sintetizado pela primeira vez em 1940 por uma equipe liderada por Glenn T. Seaborg e Edwin McMillan, da Universidade da Califórnia, bombardeando urânio-238 com deutério. Traços de plutônio foram descobertos na natureza.

Plutônio-238 tem uma meia-vida de 88 anos e emite partículas alfa. É uma fonte de calor no radioisótopo de geradores termelétricos, que são usados para algumas sondas. Plutônio-240 tem uma elevada taxa de fissão espontânea, o aumento do fluxo de neutrons de qualquer amostra que está dentro. A presença de plutónio-240 tem limites usabilidade uma amostra para armas ou combustível do reator e determina a sua qualidade. Isótopos de plutônio são caros e inconvenientes para separar, de modo que isótopos particulares são geralmente fabricados em reatores especializados.

A liga plutônio-gálio (Pu-Ga) é uma liga de plutônio e gálio, utilizado em poços de armas nucleares – o componente de uma arma nuclear onde a reação em cadeia de fissão é iniciada. Plutônio metálico tem vários alótropos sólidos. A liga preferida é 3,0-3,5 mol.% (0,8-1,0 em peso.%) de gálio. Covas mais modernas são produzidas por fundição.