O plutônio é um elemento químico usado como combustível nuclear na fabricação de armas nucleares. Embora traços possam ser encontrados na natureza, todos os isótopos de plutônio são de origem artificial.
A primeira vez que quantidades significativas de plutônio foram produzidas foi durante a Segunda Guerra Mundial dentro do Projeto Manhattan. O objetivo deste projeto era fabricar material suficiente para usar a energia nuclear para desenvolver uma bomba nuclear.
Plutônio na tabela periódica
Plutônio (com o símbolo Pu) é o elemento 93 da tabela periódica, ou seja, seu número atômico é 94.
É um elemento químico que pertence à série dos elementos actinídeos. O plutônio possui 16 isótopos, todos eles radioativos. Fisicamente, o plutônio é um metal prateado e possui 5 estruturas cristalinas diferentes.
Quimicamente é um material muito ativo que pode formar compostos com todos os elementos não metálicos, exceto gases nobres. O metal se dissolve em ácidos e reage com a água, embora moderadamente em comparação com os ácidos.
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Massa atômica |
244 u |
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Estado normal |
Sólido |
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Densidade |
19816 kg / m3 |
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Ponto de fusão |
912,5 K (639 ° C) |
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Ponto de ebulição |
3505 K (3232 ° C) |
Plutônio-239 e outros isótopos
O plutônio-239 é um isótopo físsil do plutônio que é composto por 145 prótons e 54 nêutrons. É o isótopo usado principalmente para a fabricação de armas nucleares, mas também é usado como combustível nuclear em reatores de energia e em projetos de pesquisa.
Outro isótopo importante é o plutônio-238 que é usado em fontes de calor para aplicações espaciais, geradores de calor termoelétricos e tem sido usado em marcapassos cardíacos.
De onde é obtido o plutônio?
O plutônio é produzido pela queima de combustível nuclear em reatores nucleares convencionais. O combustível irradiado de reatores nucleares consiste principalmente de urânio (com uma porcentagem de aproximadamente 96%) e plutônio (com uma porcentagem ligeiramente inferior a 1%).
O combustível irradiado pode ser gerenciado de duas maneiras diferentes a longo prazo:
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Gerenciamento de ciclo aberto. No ciclo aberto, o combustível irradiado é considerado um resíduo radioativo altamente ativo a partir do momento em que é descarregado do reator e é armazenado permanentemente.
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Gerenciamento de loop fechado. O ciclo fechado consiste em submeter o combustível irradiado a um processo mecânico-químico, conhecido como reprocessamento ou reprocessamento, que permite a separação do urânio e do plutônio que ainda contêm fissão e produtos transurânicos. O urânio e o plutônio recuperados são usados para fazer novo combustível.
Usos do plutônio, para que serve?
Os principais usos do plutônio são os seguintes:
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Combustível nuclear para usinas nucleares.
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Geradores termelétricos de radiosiope. Um gerador termoelétrico é um dispositivo que converte calor em eletricidade. Essa tecnologia em grande escala é impraticável, mas útil em certas aplicações, como marca-passos artificiais, sondas espaciais e espaçonaves. O plutônio-238 é usado nesta aplicação porque a radiação que ele emite não representa uma ameaça à saúde humana.
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Fabricação de bombas atômicas. O isótopo usado para esse propósito é o plutônio-239. É usado porque sofrerá fissão nuclear. Muito poucos isótopos sofrerão fissão nuclear.
Gerenciamento de plutônio recuperado em reatores nucleares
Como o plutônio é gerado dentro do combustível dos reatores nucleares, ele também se fissão, ajudando o urânio a produzir energia.
Entre 7 e 8 quilogramas por tonelada de plutônio não queimado permanecem no combustível irradiado. Esse plutônio, recuperado no reprocessamento, pode ser usado para substituir o urânio-235 no combustível nuclear, fazendo pelotas de óxido de urânio e óxido de plutônio (combustível MOX) misturados.
O combustível MOX pode substituir o urânio enriquecido em reatores nucleares de água leve.
Efeitos do plutônio na saúde
O plutônio é um elemento químico tóxico e radioativo. O principal tipo de radiação que ele emite é a radiação alfa que não consegue passar pela pele.
O perigo do plutônio é dado por sua radiotoxicidade. Partículas alfa ingeridas ou inaladas podem ser a causa do câncer de pulmão ou de outros tipos de câncer. Em grandes quantidades, podem ser a causa de envenenamento por radiação aguda ou mesmo a morte.
Depois que o plutônio entra no corpo, permanece por muito tempo.
A probabilidade de as pessoas serem expostas ao plutônio é muito baixa. Se isso acontecer, geralmente é devido à sua manipulação.