O plutônio é um metal prateado radioativo que pode ser usado para criar ou destruir. Embora tenha sido usado para destruição logo após ser feito, hoje o elemento é usado principalmente para criar energia em todo o mundo.
O plutônio foi produzido e isolado pela primeira vez em 1940 e foi usado para fabricar a bomba atômica "Fat Man" que foi lançada sobre Nagasaki no final da Segunda Guerra Mundial, apenas cinco anos após sua primeira produção, disse Amanda Simson, professora assistente de engenharia química na Universidade de New Haven.
Apenas os fatos
Aqui estão as propriedades do plutônio, de acordo com o Laboratório Nacional de Los Alamos:
- Número atômico: 94
- Símbolo atômico: Pu
- Peso atômico: 244
- Ponto de fusão: 640 ° C
- Ponto de ebulição: 5.842 F (3.228 C)
Descoberta e história
O plutônio foi descoberto em 1941 pelos cientistas Joseph W. Kennedy, Glenn T. Seaborg, Edward M. McMillan e Arthur C. Wohl na Universidade da Califórnia, Berkley. A descoberta ocorreu quando a equipe bombardeou o urânio-238 com deuterons que haviam sido acelerados em um dispositivo de ciclotrão, que criou o neptúnio-238 e dois nêutrons livres. O neptúnio-238 decaiu em plutônio-238 por meio de decaimento beta.
Esse experimento não foi compartilhado com o resto da comunidade científica até 1946, após a Segunda Guerra Mundial. Seaborg enviou um artigo sobre sua descoberta à revista Physical Review em março de 1941, mas o artigo foi removido quando foi descoberto que um isótopo de plutônio, Pu-239, pode ser usado para criar uma bomba atômica.
Logo, Seaborg foi enviado para liderar o Laboratório de Produção de Plutônio, também conhecido como Met Lab, na Universidade de Chicago, de acordo com o Laboratório Nacional de Los Alamos. O objetivo do laboratório era criar plutônio como parte do Projeto Manhattan. O Projeto Manhattan foi um empreendimento secreto durante a Segunda Guerra Mundial que trabalhou exclusivamente para desenvolver uma bomba atômica.
Em 18 de agosto de 1942, eles tiveram seu primeiro grande sucesso. Eles foram capazes de criar uma quantidade vestigial de plutônio visível aos olhos. Era igual a apenas 1 micrograma. A partir da pequena amostra, o cientista determinou o peso atômico do plutônio.
O Projeto Manhattan acabou produzindo plutônio suficiente para o "Teste da Trindade". Durante o teste, a primeira bomba atômica do mundo, ou "O Gadget", foi explodida perto de Socorro, Novo México, em 16 de julho de 1945, pelo diretor do Laboratório Los Alamos Robert Oppenheimer e pelo general do Exército Leslie Groves.
Sobre o teste, Oppenheimer disse: "Sabíamos que o mundo não seria o mesmo. Algumas pessoas riram, outras choraram. A maioria das pessoas ficou em silêncio. Lembrei-me da linha das escrituras hindus, o Bhagavad-Gita. Vishnu está tentando persuadir o príncipe de que ele deveria cumprir seu dever e impressioná-lo assume sua forma de várias armas e diz: 'Agora eu me tornei a morte, a destruidora de mundos'. Suponho que todos pensamos assim, de um jeito ou de outro ", de acordo com a Royal Society of Chemistry.
A explosão teve a energia equivalente a aproximadamente 20.000 toneladas de TNT. A primeira bomba atômica de uso militar foi lançada em Hiroshima, no Japão, em 6 de agosto de 1945. Porém, a bomba atômica, apelidada de "Garotinho", tinha um núcleo de urânio. A segunda bomba, lançada em Nagasaki, no Japão, em 9 de agosto de 1945, tinha um núcleo de plutônio. O "homem gordo", como era chamado, apressou o fim da Segunda Guerra Mundial.
Propriedades do plutônio
O metal de plutônio recém-preparado tem uma cor prateada brilhante, mas adquire uma mancha cinza cinza, amarela ou verde oliva quando oxidado no ar. O metal se dissolve rapidamente em ácidos minerais concentrados. Um grande pedaço de plutônio se sente quente ao toque por causa da energia liberada pela decaimento alfa; pedaços maiores podem produzir calor suficiente para ferver a água. À temperatura ambiente, o plutônio na forma alfa (a forma mais comum) é tão duro e quebradiço quanto o ferro fundido. Pode ser ligado com outros metais para formar a forma delta estabilizada à temperatura ambiente, que é macia e dúctil. Ao contrário da maioria dos metais, o plutônio não é um bom condutor de calor ou eletricidade. Tem um baixo ponto de fusão e um ponto de ebulição excepcionalmente alto.
O plutônio pode formar ligas e compostos intermediários com a maioria dos outros metais e compostos com uma variedade de outros elementos. Algumas ligas têm habilidades supercondutoras e outras são usadas para fazer pellets de combustível nuclear. Seus compostos vêm em uma variedade de cores, dependendo do estado de oxidação e da complexidade dos vários ligantes. Em solução aquosa, existem cinco estados iônicos de valência.
O plutônio, juntamente com todos os outros elementos do transurânio, é um risco radiológico e deve ser tratado com equipamentos e precauções especializadas. Estudos em animais descobriram que alguns miligramas de plutônio por quilograma de tecido são letais.
Fontes
O plutônio geralmente não é encontrado na natureza. Os oligoelementos do plutônio são encontrados em minérios de urânio que ocorrem naturalmente. Aqui, ele é formado de maneira semelhante ao neptúnio: pela irradiação de urânio natural com nêutrons, seguida de decaimento beta.
Principalmente, no entanto, o plutônio é um subproduto da indústria de energia nuclear. A cada ano, são produzidas cerca de 20 toneladas de plutônio, de acordo com o Laboratório Nacional de Los Alamos. O combustível nuclear usado também pode ser reprocessado para separar o plutônio utilizável de outros elementos no combustível.
Testes de armas atmosféricas nas décadas de 1950 e 1960 deixaram toneladas de plutônio na atmosfera da Terra que ainda existe hoje, de acordo com a Associação Nuclear Mundial.
Usos
Na maioria das vezes, o plutônio não é usado por muito. De fato, dos cinco isótopos comuns, apenas dois dos isótopos do plutônio, plutônio-238 e plutônio-239, são usados para qualquer coisa.
O plutônio-238 é usado para produzir eletricidade para sondas espaciais usando geradores termoelétricos por radioisótopos. Esses geradores são ligados quando as sondas não conseguem energia solar suficiente porque viajaram muito longe do sol. Algumas sondas que usam plutônio-238 são Cassini e Galileo.
Quando concentrado o suficiente, o plutônio-239 sofre uma reação em cadeia de fissão. Por esse motivo, é usado em armas nucleares e em alguns reatores nucleares.
De fato, um dos maiores usos do plutônio é a energia. Segundo a Associação Nuclear Mundial, mais de um terço da energia produzida na maioria das usinas nucleares vem do plutônio. O plutônio é o principal combustível dos reatores rápidos de nêutrons.
Quem sabia?
Durante décadas, os cientistas se perguntaram por que o plutônio não agia como outros metais em seu grupo. Por exemplo, o plutônio é um mau condutor de eletricidade e não adere a ímãs. Agora, os pesquisadores descobriram onde seu "magnetismo ausente" está se escondendo e isso tem a ver com o comportamento maluco dos elétrons na camada externa do elemento. Ao contrário de outros metais, que possuem um número definido de elétrons em suas conchas externas, quando no estado fundamental, o plutônio pode ter quatro, cinco ou seis elétrons lá.
Esse número flutuante de elétrons da camada externa explica por que o plutônio não é magnético: para que um átomo interaja com ímãs, os elétrons não emparelhados em sua camada externa devem se alinhar em um campo magnético.
O isótopo mais estável do plutônio, o plutônio-244, pode durar muito tempo. Tem uma meia-vida de cerca de 82 milhões de anos e decai em urânio-240 através de decaimento alfa, de acordo com o Laboratório Jefferson.
Plutônio foi nomeado após o planeta, Plutão. Isso ocorre porque veio depois de Uranium, que recebeu o nome do planeta Urano, e neptúnio, que recebeu o nome do planeta Netuno.
O plutônio emite nêutrons, partículas beta e raios gama.
