1

El plutoni és un element químic, transurànic (element amb

nombre atòmic superior al 92, el nombre de l’urani), radioactiu i

químicament tòxic. El seu símbol químic és Pu i el nombre atòmic

és 94. Té una massa atòmica de 244, la massa atòmica és el

resultat de dividir la massa d’un àtom entre la dotzena part de

la massa d’un isòtop de carboni (un isòtop és un àtom que en el

nucli té el mateix nombre de protons, però diferent nombre de

neutrons).

És un metall actínid (Elements de la taula periòdica del nombre atòmic 89 fins al

103. Tenen característiques similars als lantànids, una de les més importants és

que són metalls tous). Així que està en el grup de elements de transició interiors,

juntament amb el altres actínids i tots els lantànids. Aquest grup també és

anomenat bloc f

(de fonamental), a

la taula periòdica

hauria d’anar amb

els altres

elements, però són

apartats de la

resta.

Dins del bloc f el plutoni se situa a la zona encerclada:

2

La seva configuració electrònica (distribució dels electrons al voltant del nucli de

l’àtom) és la següent:

La densitat és elevada: 19,816 g/cm3 (a temperatura ambient) i 16,63 g/cm3 (al

punt de fusió). El punt de fusió és 639,4 °C i el punt d’ebullició és 3.228 °C.

Té 21 isòtops diferents, el més estable (o sigui, el que té una esperança de vida

més llarga) és el 239Pu, que pot arribar a viure 24.110 anys.

Té molts estats d’oxidació (un estat d’oxidació és el nombre de càrregues

elèctriques positives i negatives d’un àtom, també ens indica el nombre d’electrons

que l’àtom ha acceptat), té els estats 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 i 1. El vuit és el més alt

conegut, molt pocs elements el tenen.

El color del Pu varia segons els isòtops i els estats d’oxidació. Normalment el

trobem així:

Però si fem diferents solucions amb diferents estats d’oxidació trobem el següent:

I, per exemple, aquí trobem el plutoni vermell amb l’isòtop 238PuO2:

3

El plutoni reacciona amb el carboni, l’halogen, el nitrogen i el silici.

Es pot trobar a la naturalesa, però en quantitat molt petites. Així que se sol

fabricar a través del bombardeig. Aquest procés es fa a través d’un aparell

anomenat Accelerador de Partícules. Aquesta màquina accelera a les partícules

carregades a través de camps electromagnètics per ajuntar-les i així generar-ne

noves, en aquest cas plutoni. Es bombardegen un isòtops d’urani (238U) amb

neutrons lents, fins arribar a ser plutoni-239 (un isòtop del Pu), aquí hi ha una

foto:

4

El científic italià Enrico Fermi al 1934 va

informar que va trobar l’element 94 (Pu), el va

anomenar hesperi, però hi havia un error. En

realitat no era Plutoni, era una mescla de bari,

criptó i altres elements.

Anys més tard, al 14 de desembre de 1940 a la

Universitat de Califòrnia, Berkeley, es va

produir i aïllar per primera vegada el plutoni

(específicament plutoni-239) i després va ser

identificat químicament pel Dr. Glenn T.

Seaborg i el seu equip (Edwin M. McMillan, J.W.

Kennedy i A. C. Wahl) seguint el procés de

bombardeig que he explicat a l’apartat anterior.

Glenn T. Seaborg va rebre el Nobel de la química al 1951, gràcies a descobrir

gairebé tots el elements transurànics. En concret ell va trobar el plutoni, l’americi,

el curi, el berkeli, el californi, l’einsteini, el fermi, el mendelevi i el nobeli.

Al març de 1941 es va publicar a una revista científica (Physical Review) un

document on es parlava de l’element 94. Més tard va haver de ser retirat perquè

es va descobrir que un isòtop d’aquest nou element (plutoni-239) podria utilitzar-

se per temes nuclears, per tant podia ser útil per una bomba atòmica. No es va

publicar de nou fins un any després del final de la Segona Guerra Mundial per

precaucions de seguretat.

El 18 d’agost de 1942 van seguir investigant al Laboratori Metal·lúrgic de la

Universitat de Chicago. Van veure que era molt semblant a l’urani. Van produir més

plutoni-239 i van calcular la massa atòmica de l’element.

Durant la Segona Guerra Mundial es va desenvolupar el Projecte Manhattan als

Estats Units. Consistia a fer una bomba atòmica que es va investigar utilitzant

plutoni-239.

El 16 de juliol de 1945 a prop d’Alamogordo, Nou Mèxic, es va tirar la primera

proba de bomba atòmica, anomenada Trinity, es va utilitzar plutoni. Gairebé un mes

més tard es va llançar una altra bomba atòmica amb plutoni, anomenada Fat Man, a

sobre de Nagasaki, Japó.

5

Durant la Guerra Freda hi havia un

munt de Pu, tant als Estats Units

com a la Unió Soviètica.

Mentre va durar la Segona Guerra

Mundial i després es van fer

estudis de com afectava el plutoni

als animals i als éssers humans.

Només uns pocs mil·ligrams de plutoni per cada kg de teixit era una dosis letal.

També es va descobrir que el plutoni es pitjor que el radi pels ésser humans.

6

Principalment s’utilitza per 3 coses:

1. Explosius: Es van utilitzar a la Segona Guerra Mundial,

actualment no hi ha guerres nuclears. Les dues bombes més

famoses amb nucli de plutoni són les que he anomenat

anteriorment: Trinity i Fat Man.

2. Combustible nuclear de mescla d’òxids: També

s’anomena MOX (Mescla d’Òxids) És un combustible

nuclear format per un 97% d’urani “empobrit i un 7%

de plutoni. A Europa hi ha un total de 30 reactors

nuclears tèrmics que funcionen amb MOX. Als Estats

Units està prohibit perquè es considera que va en

contra del Tractat de No Proliferació Nuclear de 1968.

3. Energia i font de calor: L’isòtop plutoni-238 emet molta

energia tèrmica. Un kg de l’isòtop pot generar 570

watts de calor. Aquest element es tracta a les centrals

nuclears .

7

El plutoni allibera tres tipus de radiacions: la alfa, la beta i la gamma. La alfa i la

beta no poden passar el cos humà, però la gamma sí.

Estar durant un llarg temps exposat a aquesta radiació (gamma) pot provocar greus

problemes de salut, el dany augmenta amb la quantitat d’exposició: síndrome de la

irradiació aguda (consisteix en un conjunt de síndromes mortals provocats per una

exposició del cos a radiacions nuclears, els síndromes són diarrea, nàusees, vòmits,

anorèxia i taques a la pell, també anomenat eritema), malformacions genètiques,

càncer i fins i tot pot arribar a la mort.

Per tot això totes les persones que estan amb contacte amb el plutoni han de

prendre una sèrie de mesures de protecció: S’han de portar guants, màscares, roba

especialitzada, etc. També porten un dosímetre que és un aparell semblant a un

termòmetre, però no mesura temperatures, sinó que mesura les radiacions que ha

patit el teu cos. Quan s’arriba als límits que la OMS (Organització Mundial de la

Salut) ha establert el treballador ha d’estar de baixa i ha d’anar a l’hospital perquè

mesurin els danys que hi ha al seu cos.

Així mateix s’han de protegir les centrals nuclears per evitar fuites que puguin

contaminar a la població: es posen parets de plom i de formigó, hi ha una autoritat

reguladora que vigila que les barreres estiguin en bon estat, hi ha unes normes

revisades per l’autoritat reguladora, etc.