Plutonio

No confundir con polonio .

Este artículo trata sobre el elemento radiactivo. Para otros usos, consulte Plutonio (desambiguación) .

elemento químico con número atómico 94

Elemento químico con número atómico 94

Plutonio,  ₉₄ Pu

Plutonio
Pronunciación	/ P l U t oʊ n i ə m / ( ploo- TOH -nee-əm )
Apariencia	blanco plateado, empañado a gris oscuro en el aire
Número de masa	[244]
Plutonio en la tabla periódica
Hidrógeno Helio Litio Berilio Boro Carbón Nitrógeno Oxígeno Flúor Neón Sodio Magnesio Aluminio Silicio Fósforo Azufre Cloro Argón Potasio Calcio Escandio Titanio Vanadio Cromo Manganeso Hierro Cobalto Níquel Cobre Zinc Galio Germanio Arsénico Selenio Bromo Criptón Rubidio Estroncio Itrio Circonio Niobio Molibdeno Tecnecio Rutenio Rodio Paladio Plata Cadmio Indio Estaño Antimonio Telurio Yodo Xenón Cesio Bario Lantano Cerio Praseodimio Neodimio Prometeo Samario Europio Gadolinio Terbio Disprosio Holmio Erbio Tulio Iterbio Lutecio Hafnio Tantalio Tungsteno Renio Osmio Iridio Platino Oro Mercurio (elemento) Talio Dirigir Bismuto Polonio Astatine Radón Francio Radio Actinio Torio Protactinio Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio Einstenio Fermio Mendelevio Nobelio Lawrencio Rutherfordio Dubnium Seaborgio Bohrium Hassium Meitnerio Darmstadtium Roentgenio Copérnico Nihonium Flerovio Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson Sm ↑ Pu ↓ (Uqo) neptunio ← plutonio → americio
Número atómico ( Z )	94
Grupo	n / A
Período	período 7
Cuadra	bloque f
Configuración electronica	[ Rn ] 5f 6 7s 2
Electrones por capa	2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
Propiedades físicas
Fase en  STP	sólido
Punto de fusion	912,5  K (639,4 ° C, 1182,9 ° F)
Punto de ebullición	3505 K (3228 ° C, 5842 ° F)
Densidad (cerca de  rt )	19,85 ( 239 Pu) [1]  g / cm 3
cuando es líquido (a  mp )	16,63 g / cm 3
Calor de fusión	2,82  kJ / mol
Calor de vaporización	333,5 kJ / mol
Capacidad calorífica molar	35,5 J / (mol · K)
Presión de vapor P  (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k en  T  (K) 1756 1953 2198 2511 2926 3499
Propiedades atómicas
Estados de oxidación	+2, +3, +4 , +5, +6, +7, +8 (un  óxido anfótero )
Electronegatividad	Escala de Pauling: 1,28
Energías de ionización	1 °: 584,7 kJ / mol
Radio atómico	empírico: 159  pm
Radio covalente	187 ± 1 pm
Líneas espectrales de plutonio
Otras propiedades
Ocurrencia natural	de la descomposición
Estructura cristalina	monoclínico
Velocidad del sonido	2260 m / s
Expansión térmica	46,7 µm / (m⋅K) (a 25 ° C)
Conductividad térmica	6,74 W / (m⋅K)
Resistividad electrica	1.460 µΩ⋅m (a 0 ° C)
Orden magnético	paramagnético
El módulo de Young	96 GPa
Módulo de corte	43 GPa
Relación de Poisson	0,21
Número CAS	7440-07-5
Historia
Nombrar	en honor al planeta enano Plutón , que a su vez lleva el nombre del dios clásico del inframundo Plutón
Descubrimiento	Glenn T. Seaborg , Arthur Wahl , Joseph W. Kennedy , Edwin McMillan (1940-1941)
Principales isótopos de plutonio
Isótopo Abundancia Vida media ( t 1/2 ) Modo de decaimiento Producto 238 Pu rastro 87,74 años SF - α 234 U 239 Pu rastro 2,41 × 10 4  y SF - α 235 U 240 Pu rastro 6500 años SF - α 236 U 241 Pu syn 14 años β - 241 am SF - 242 Pu syn 3,73 × 10 5  y SF - α 238 U 244 Pu rastro 8,08 × 10 7  y α 240 U SF -
Categoría: Plutonio vista hablar editar | referencias

El plutonio es un elemento químico radiactivo con el símbolo Pu y número atómico 94. Es un metal actínido de apariencia gris plateada que se empaña cuando se expone al aire y forma una capa opaca cuando se oxida . El elemento normalmente exhibe seis alótropos y cuatro estados de oxidación . Reacciona con carbono , halógenos , nitrógeno , silicio e hidrógeno . Cuando se expone al aire húmedo, forma óxidos e hidruros. que puede expandir la muestra hasta un 70% en volumen, que a su vez se desprende en forma de polvo pirofórico . Es radiactivo y puede acumularse en los huesos , lo que hace que la manipulación del plutonio sea peligrosa.

El plutonio se produjo y aisló sintéticamente por primera vez a finales de 1940 y principios de 1941, mediante un bombardeo de deuterón de uranio-238 en el ciclotrón de 1,5 metros (60 pulgadas ) en la Universidad de California, Berkeley . Primero, se sintetizó neptunio-238 ( vida media 2,1 días), que posteriormente se descompuso beta para formar el nuevo elemento con número atómico 94 y peso atómico 238 (vida media 88 años). Dado que el uranio recibió el nombre del planeta Urano y el neptunio del planeta Neptuno , el elemento 94 recibió el nombre de Plutón., que en ese momento también se consideraba un planeta. El secreto de la guerra impidió que el equipo de la Universidad de California publicara su descubrimiento hasta 1948.

El plutonio es el elemento con mayor número atómico que se encuentra en la naturaleza. Las cantidades de trazas surgen en los depósitos naturales de uranio-238 cuando el uranio-238 captura los neutrones emitidos por la desintegración de otros átomos de uranio-238. El plutonio es mucho más común en la Tierra desde 1945 como producto de la captura de neutrones y la desintegración beta , donde algunos de los neutrones liberados por el proceso de fisión convierten los núcleos de uranio-238 en plutonio-239.

La cantidad de isótopos en las cadenas de desintegración en un momento determinado se calcula con la ecuación de Bateman . Tanto el plutonio-239 como el plutonio-241 son fisionables , lo que significa que pueden sostener una reacción en cadena nuclear , lo que da lugar a aplicaciones en armas nucleares y reactores nucleares . El plutonio-240 exhibe una alta tasa de fisión espontánea , aumentando el flujo de neutrones de cualquier muestra que lo contenga. La presencia de plutonio-240 limita la usabilidad de una muestra de plutonio para armas o su calidad como combustible de reactor, y el porcentaje de plutonio-240 determina su grado (grado de armamento, grado de combustible o grado de reactor). El plutonio-238 tiene una vida media de 87,7 años y emite partículas alfa . Es una fuente de calor en generadores termoeléctricos de radioisótopos , que se utilizan para alimentar algunas naves espaciales . Los isótopos de plutonio son caros e incómodos de separar, por lo que los isótopos particulares se fabrican normalmente en reactores especializados.

La producción de plutonio en cantidades útiles por primera vez fue una parte importante del Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial que desarrolló las primeras bombas atómicas. Las bombas Fat Man utilizadas en la prueba nuclear Trinity en julio de 1945, y en el bombardeo de Nagasaki en agosto de 1945, tenían núcleos de plutonio . Los experimentos de radiación humana que estudian el plutonio se llevaron a cabo sin consentimiento informado , y varios accidentes de criticidad , algunos letales, ocurrieron después de la guerra. Eliminación de residuos de plutonio de centrales nucleares yLas armas nucleares desmanteladas construidas durante la Guerra Fría son una preocupación por la proliferación nuclear y el medio ambiente. Otras fuentes de plutonio en el medio ambiente son las consecuencias de numerosas pruebas nucleares sobre el suelo, ahora prohibidas .

Caracteristicas

Propiedades físicas

El plutonio, como la mayoría de los metales, tiene un aspecto plateado brillante al principio, muy parecido al níquel , pero se oxida muy rápidamente a un gris opaco, aunque también se reportan amarillo y verde oliva. ^{[2] [3]} A temperatura ambiente, el plutonio se encuentra en su forma α ( alfa ) . Esta, la forma estructural más común del elemento ( alótropo ), es tan dura y quebradiza como el hierro fundido gris, a menos que esté aleado con otros metales para hacerlo suave y dúctil. A diferencia de la mayoría de los metales, no es un buen conductor de calor o electricidad . Tiene un punto de fusión bajo.(640 ° C) y un punto de ebullición inusualmente alto (3228 ° C). ^[2]

La desintegración alfa , la liberación de un núcleo de helio de alta energía , es la forma más común de desintegración radiactiva del plutonio. ^[4] Una masa de 5 kg de ²³⁹ Pu contiene aproximadamente12,5 × 10 ²⁴ átomos. Con una vida media de 24.100 años, aproximadamente11,5 × 10 ¹² de sus átomos se desintegran cada segundo al emitir una partícula alfa de 5,157  MeV . Esto equivale a 9,68 vatios de potencia. El calor producido por la desaceleración de estas partículas alfa lo calienta al tacto. ^{[5] [6]}

La resistividad es una medida de la fuerza con la que un material se opone al flujo de corriente eléctrica . La resistividad del plutonio a temperatura ambiente es muy alta para un metal y aumenta aún más con temperaturas más bajas, lo cual es inusual para los metales. ^[7] Esta tendencia continúa hasta los 100  K , por debajo del cual la resistividad disminuye rápidamente para muestras frescas. ^[7] Entonces, la resistividad comienza a aumentar con el tiempo en alrededor de 20 K debido al daño por radiación, con la tasa dictada por la composición isotópica de la muestra. ^[7]

Debido a la autoirradiación, una muestra de plutonio se fatiga a lo largo de su estructura cristalina, lo que significa que la disposición ordenada de sus átomos se ve interrumpida por la radiación con el tiempo. ^[8] La autoirradiación también puede provocar un recocido que contrarresta algunos de los efectos de la fatiga cuando la temperatura aumenta por encima de los 100 K. ^[9]

A diferencia de la mayoría de los materiales, el plutonio aumenta de densidad cuando se funde, en un 2,5%, pero el metal líquido presenta una disminución lineal de densidad con la temperatura. ^[7] Cerca del punto de fusión, el plutonio líquido tiene una viscosidad y una tensión superficial muy altas en comparación con otros metales. ^[8]

Alótropos

Artículo principal: Alótropos de plutonio

El plutonio tiene seis alótropos a presión ambiental: alfa  (α), beta  (β), gamma  (γ), delta  (δ), delta prime  (δ ') y épsilon  (ε) ^[10]

El plutonio normalmente tiene seis alótropos y forma un séptimo (zeta, ζ) a alta temperatura dentro de un rango de presión limitado. ^[10] Estos alótropos, que son diferentes modificaciones estructurales o formas de un elemento, tienen energías internas muy similares pero densidades y estructuras cristalinas significativamente variables . Esto hace que el plutonio sea muy sensible a los cambios de temperatura, presión o química, y permite cambios drásticos de volumen después de las transiciones de fase de una forma alotrópica a otra. ^[8] Las densidades de los diferentes alótropos varían de 16,00 g / cm ³ a 19,86 g / cm ³ . ^[11]

La presencia de estos muchos alótropos dificulta mucho el mecanizado del plutonio, ya que cambia de estado con mucha facilidad. Por ejemplo, la forma α existe a temperatura ambiente en plutonio sin alear. Tiene características de mecanizado similares al hierro fundido, pero cambia a la forma plástica y maleable β ( beta ) a temperaturas ligeramente más altas. ^[12] Las razones del complicado diagrama de fases no se comprenden del todo. La forma α tiene una estructura monoclínica de baja simetría , de ahí su fragilidad, resistencia, compresibilidad y mala conductividad térmica. ^[10]

El plutonio en la forma δ ( delta ) normalmente existe en el rango de 310 ° C a 452 ° C, pero es estable a temperatura ambiente cuando se alea con un pequeño porcentaje de galio , aluminio o cerio , lo que mejora la trabajabilidad y permite que se suelde . ^[12] La forma δ tiene un carácter metálico más típico y es aproximadamente tan fuerte y maleable como el aluminio. ^[10] En las armas de fisión, las ondas de choque explosivas utilizadas para comprimir un núcleo de plutonio también causarán una transición de la fase δ habitual del plutonio a la forma α más densa, lo que ayudará significativamente a lograr la supercriticidad . ^[13]La fase ε, el alótropo sólido de temperatura más alta, exhibe una autodifusión atómica anormalmente alta en comparación con otros elementos. ^[8]

Fisión nuclear

Un anillo de plutonio electrorrefinado puro al 99,96% de calidad para armas , suficiente para un núcleo de bomba . El anillo pesa 5,3 kg, es ca. 11 cm de diámetro y su forma ayuda con la seguridad de la criticidad .

El plutonio es un metal actínido radiactivo cuyo isótopo , plutonio-239 , es uno de los tres isótopos fisionables primarios (el uranio-233 y el uranio-235 son los otros dos); El plutonio-241 también es muy fisionable. Para ser considerado fisible, el núcleo atómico de un isótopo debe poder romperse o fionarse cuando es golpeado por un neutrón de movimiento lento y liberar suficientes neutrones adicionales para sostener la reacción en cadena nuclear al dividir más núcleos. ^[14]

El plutonio-239 puro puede tener un factor de multiplicación (k _eff ) mayor que uno, lo que significa que si el metal está presente en cantidad suficiente y con una geometría apropiada (por ejemplo, una esfera de tamaño suficiente), puede formar una masa crítica . ^[15] Durante la fisión, una fracción de la energía de enlace nuclear , que mantiene unido un núcleo, se libera como una gran cantidad de energía electromagnética y cinética (gran parte de esta última se convierte rápidamente en energía térmica). La fisión de un kilogramo de plutonio-239 puede producir una explosión equivalente a 21.000 toneladas de TNT (88.000  GJ ). Es esta energía la que hace que el plutonio-239 sea útil en armas nucleares.y reactores . ^[5]

La presencia del isótopo plutonio-240 en una muestra limita su potencial de bomba nuclear, ya que el plutonio-240 tiene una tasa de fisión espontánea relativamente alta (~ 440 fisiones por segundo por gramo, más de 1000 neutrones por segundo por gramo), ^[16] aumentando los niveles de neutrones de fondo y, por lo tanto, aumenta el riesgo de predetonación . ^[17] El plutonio se identifica como apto para armas , combustible o reactor según el porcentaje de plutonio-240 que contiene. El plutonio apto para armas contiene menos del 7% de plutonio-240. El plutonio apto para combustibles contiene entre un 7% y menos del 19%, y el tipo de reactor de potencia contiene un 19% o más de plutonio-240.El plutonio supergrado , con menos del 4% de plutonio-240, se usa en las armas de la Marina de los EE. UU. Almacenadas cerca de tripulaciones de barcos y submarinos, debido a su menor radiactividad. ^[18] El isótopo plutonio-238 no es fisible pero puede sufrir fisión nuclear fácilmente con neutrones rápidos y desintegración alfa. ^[5]

Isótopos y nucleosíntesis

Cadenas de uranio-plutonio y torio-uranio

Artículo principal: Isótopos de plutonio

Se han caracterizado veinte isótopos radiactivos de plutonio. Los más longevos son el plutonio-244, con una vida media de 80,8 millones de años, el plutonio-242, con una vida media de 373.300 años, y el plutonio-239, con una vida media de 24.110 años. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias inferiores a 7.000 años. Este elemento también tiene ocho estados metaestables , aunque todos tienen vidas medias de menos de un segundo. ^[4]

Los isótopos conocidos de plutonio varían en número de masa de 228 a 247. Los modos de desintegración primarios de los isótopos con números de masa más bajos que el isótopo más estable, el plutonio-244, son la fisión espontánea y la emisión alfa , que forman principalmente uranio (92 protones ) y neptunio. (93 protones) isótopos como productos de desintegración (despreciando la amplia gama de núcleos hijos creados por los procesos de fisión). El modo de desintegración principal para los isótopos con números de masa superiores al plutonio-244 es la emisión beta , que forma principalmente isótopos de americio (95 protones) como productos de desintegración. El plutonio-241 es el isótopo padre de la serie de desintegración del neptunio, decayendo a americio-241 a través de la emisión beta. ^{[4] [19]}

El plutonio-238 y 239 son los isótopos sintetizados más ampliamente. ^[5] El plutonio-239 se sintetiza mediante la siguiente reacción utilizando uranio (U) y neutrones (n) mediante desintegración beta (β ^- ) con neptunio (Np) como intermedio: ^[20]

${\displaystyle {\ce {{^{238}_{92}U}+{^{1}_{0}n}->{^{239}_{92}U}->[\beta ^{-}][23.5\ {\ce {min}}]{^{239}_{93}Np}->[\beta ^{-}][2.3565\ {\ce {d}}]{^{239}_{94}Pu}}}}$

Los neutrones de la fisión del uranio-235 son capturados por núcleos de uranio-238 para formar uranio-239; una desintegración beta convierte un neutrón en un protón para formar neptunio-239 (vida media 2,36 días) y otra desintegración beta forma plutonio-239. ^[21] Egon Bretscher, que trabaja en el proyecto British Tube Alloys , predijo teóricamente esta reacción en 1940. ^[22]

El plutonio-238 se sintetiza bombardeando uranio-238 con deuterones (D, los núcleos del hidrógeno pesado ) en la siguiente reacción: ^[23]

${\displaystyle {\begin{aligned}{\ce {{^{238}_{92}U}+{^{2}_{1}D}->}}&{\ce {{^{238}_{93}Np}+2_{0}^{1}n}}\\&{\ce {^{238}_{93}Np->[\beta ^{-}][2.117\ {\ce {d}}]{^{238}_{94}Pu}}}\end{aligned}}}$

En este proceso, un deuterón que golpea el uranio-238 produce dos neutrones y el neptunio-238, que se desintegra espontáneamente al emitir partículas beta negativas para formar plutonio-238. ^[24]

Propiedades de descomposición por calor y fisión

Los isótopos de plutonio sufren desintegración radiactiva, que produce calor de desintegración . Los diferentes isótopos producen diferentes cantidades de calor por masa. El calor de descomposición generalmente se indica como vatio / kilogramo o milivatio / gramo. En piezas más grandes de plutonio (por ejemplo, un foso de armas) y una eliminación de calor inadecuada, el autocalentamiento resultante puede ser significativo.

Calor de descomposición de los isótopos de plutonio ^[25]

Isótopo	Modo de decaimiento	Vida media (años)	Calor de descomposición (W / kg)	Neutrones de fisión espontánea (1 / (g · s))	Comentario
238 Pu	alfa a 234 U	87,74	560	2600	Calor de descomposición muy alto. Incluso en pequeñas cantidades puede provocar un autocalentamiento significativo. Se utiliza solo en generadores termoeléctricos de radioisótopos .
239 Pu	alfa a 235 U	24100	1,9	0.022	El principal isótopo fisible en uso.
240 Pu	alfa a 236 U , fisión espontánea	6560	6,8	910	La principal impureza en las muestras del isótopo 239 Pu. El grado de plutonio generalmente se indica como porcentaje de 240 Pu. La alta fisión espontánea dificulta el uso en armas nucleares.
241 Pu	beta-menos, a 241 am	14,4	4.2	0,049	Decae a americio-241; su acumulación presenta un peligro de radiación en muestras más antiguas.
242 Pu	alfa a 238 U	376000	0,1	1700	242 Pu se desintegra a 238 U a través de la desintegración alfa; también se descompondrá por fisión espontánea.

Compuestos y química

Varios estados de oxidación del plutonio en solución.

A temperatura ambiente, el plutonio puro es de color plateado, pero se empaña cuando se oxida. ^[26] El elemento muestra cuatro estados de oxidación iónica comunes en solución acuosa y uno raro: ^[11]

• Pu (III), como Pu ³⁺ (lavanda azul)
• Pu (IV), como Pu ⁴⁺ (marrón amarillento)
• Pu (V), como PuO⁺
  ₂(rosa claro) ^{[nota 1]}
• Pu (VI), como PuO²⁺
  ₂ (rosa naranja)
• Pu (VII), como PuO³⁻
  ₅ (verde): el ion heptavalente es raro.

El color que muestran las soluciones de plutonio depende tanto del estado de oxidación como de la naturaleza del anión ácido . ^[28] Es el anión ácido el que influye en el grado de formación de complejos —cómo se conectan los átomos a un átomo central— de las especies de plutonio. Además, el estado de oxidación formal +2 del plutonio se conoce en el complejo [K (2.2.2-criptando)] [Pu ^II Cp ″ ₃ ], Cp ″ = C ₅ H ₃ (SiMe ₃ ) ₂ . ^[29]

También es posible un estado de oxidación +8 en el tetróxido volátil PuO
₄. ^[30] Aunque se descompone fácilmente a través de un mecanismo de reducción similar al FeO
₄, PuO
₄Puede estabilizarse en soluciones alcalinas y cloroformo . ^{[31] [30]}

El plutonio metálico se produce haciendo reaccionar tetrafluoruro de plutonio con bario , calcio o litio a 1200 ° C. ^[32] El plutonio metálico es atacado por los ácidos , el oxígeno y el vapor, pero no por los álcalis, y se disuelve fácilmente en los ácidos clorhídrico , yodhídrico y perclórico concentrados . ^[33] El metal fundido debe mantenerse al vacío o en atmósfera inerte para evitar la reacción con el aire. ^[12] A 135 ° C, el metal se encenderá en el aire y explotará si se coloca entetracloruro de carbono . ^[34]

La piroforicidad del plutonio puede hacer que parezca una brasa incandescente en determinadas condiciones.

Veinte microgramos de hidróxido de plutonio puro

El plutonio es un metal reactivo. En aire húmedo o argón húmedo , el metal se oxida rápidamente, produciendo una mezcla de óxidos e hidruros . ^[2] Si el metal se expone el tiempo suficiente a una cantidad limitada de vapor de agua, se forma una capa superficial en polvo de PuO ₂ . ^[2] También se forma hidruro de plutonio, pero un exceso de vapor de agua forma sólo PuO ₂ . ^[33]

El plutonio muestra velocidades de reacción enormes y reversibles con el hidrógeno puro, formando hidruro de plutonio . ^[8] También reacciona fácilmente con el oxígeno, formando PuO y PuO ₂ , así como óxidos intermedios; El óxido de plutonio ocupa un 40% más de volumen que el plutonio metálico. El metal reacciona con los halógenos dando lugar a compuestos de fórmula general PuX ₃ donde X puede ser F , Cl , Br o I y también se observa PuF ₄ . Se observan los siguientes oxihaluros: PuOCl, PuOBr y PuOI. Reaccionará con el carbono para formar PuC, nitrógeno para formar PuN y silicio para formar PuSi ₂ .^{[11] [34]}

La química organometálica de los complejos de plutonio es típica de las especies de organoactínidos ; un ejemplo característico de un compuesto de organoplutonio es el plutonoceno . ^{[21] [35] Los} métodos de química computacional indican un carácter covalente mejorado en el enlace plutonio-ligando. ^{[8] [35]}

Los polvos de plutonio, sus hidruros y ciertos óxidos como Pu ₂ O ₃ son pirofóricos , lo que significa que pueden encenderse espontáneamente a temperatura ambiente y, por lo tanto, se manipulan en una atmósfera inerte y seca de nitrógeno o argón. El plutonio a granel se enciende solo cuando se calienta por encima de 400 ° C. Pu ₂ O _{3 se} calienta espontáneamente y se transforma en PuO ₂ , que es estable en aire seco, pero reacciona con el vapor de agua cuando se calienta. ^[36]

Los crisoles utilizados para contener plutonio deben poder resistir sus propiedades fuertemente reductoras . Los metales refractarios como el tantalio y el tungsteno junto con los óxidos, boruros , carburos , nitruros y siliciuros más estables pueden tolerar esto. La fusión en un horno de arco eléctrico se puede utilizar para producir pequeños lingotes del metal sin la necesidad de un crisol. ^[12]

El cerio se utiliza como un simulador químico del plutonio para el desarrollo de tecnologías de contención, extracción y otras. ^[37]

Estructura electronica

El plutonio es un elemento en el que los electrones 5f son el límite de transición entre deslocalizado y localizado; por tanto, se considera uno de los elementos más complejos. ^[38] El comportamiento anómalo del plutonio es causado por su estructura electrónica. La diferencia de energía entre las subcapas 6d y 5f es muy baja. El tamaño de la capa 5f es suficiente para permitir que los electrones formen enlaces dentro de la red, en el límite mismo entre el comportamiento localizado y de enlace. La proximidad de los niveles de energía conduce a múltiples configuraciones de electrones de baja energía con niveles de energía casi iguales. Esto lleva a competir 5f ⁿ 7s ² y 5f ^{n − 1} 6d ¹ 7s ²configuraciones, lo que provoca la complejidad de su comportamiento químico. La naturaleza altamente direccional de los orbitales 5f es responsable de los enlaces covalentes direccionales en moléculas y complejos de plutonio. ^[8]

Aleaciones

El plutonio puede formar aleaciones y compuestos intermedios con la mayoría de los otros metales. Las excepciones incluyen litio, sodio , potasio , rubidio y cesio de los metales alcalinos ; y magnesio , calcio, estroncio y bario de los metales alcalinotérreos ; y europio e iterbio de los metales de las tierras raras . ^[33] Las excepciones parciales incluyen los metales refractarios cromo , molibdeno , niobio., tantalio y tungsteno, que son solubles en plutonio líquido, pero insolubles o solo ligeramente solubles en plutonio sólido. ^[33] El galio, el aluminio, el americio, el escandio y el cerio pueden estabilizar la fase δ del plutonio a temperatura ambiente. El silicio , el indio , el zinc y el circonio permiten la formación del estado δ metaestable cuando se enfrían rápidamente. Las altas cantidades de hafnio , holmio y talio también permiten cierta retención de la fase δ a temperatura ambiente. El neptunio es el único elemento que puede estabilizar la fase α a temperaturas más altas. ^[8]

Las aleaciones de plutonio se pueden producir agregando un metal al plutonio fundido. Si el metal de aleación es suficientemente reductor, se puede añadir plutonio en forma de óxidos o haluros. Las aleaciones de plutonio-galio y plutonio-aluminio en fase δ se producen agregando fluoruro de plutonio (III) al galio o aluminio fundido, lo que tiene la ventaja de evitar tratar directamente con el plutonio metálico altamente reactivo. ^[39]

• El plutonio-galio se utiliza para estabilizar la fase δ del plutonio, evitando los problemas relacionados con la fase α y α – δ. Su uso principal es en pozos de armas nucleares de implosión . ^[40]
• El plutonio-aluminio es una alternativa a la aleación Pu-Ga. Fue el elemento original considerado para la estabilización de la fase δ, pero su tendencia a reaccionar con las partículas alfa y liberar neutrones reduce su usabilidad para pozos de armas nucleares. La aleación de plutonio y aluminio también se puede utilizar como componente del combustible nuclear . ^[41]
• La aleación de plutonio-galio-cobalto (PuCoGa ₅ ) es un superconductor no convencional , que muestra una superconductividad por debajo de 18,5 K, un orden de magnitud más alto que el más alto entre los sistemas de fermiones pesados , y tiene una gran corriente crítica. ^{[38] [42]}
• La aleación de plutonio-circonio se puede utilizar como combustible nuclear . ^[43]
• Las aleaciones de plutonio-cerio y plutonio-cerio-cobalto se utilizan como combustibles nucleares. ^[44]
• El plutonio-uranio , con aproximadamente un 15-30% en moles de plutonio, se puede utilizar como combustible nuclear para reactores reproductores rápidos. Su naturaleza pirofórica y alta susceptibilidad a la corrosión hasta el punto de autoinflamarse o desintegrarse después de la exposición al aire requieren una aleación con otros componentes. La adición de aluminio, carbono o cobre no mejora notablemente las tasas de desintegración, las aleaciones de circonio y hierro tienen una mejor resistencia a la corrosión pero también se desintegran en varios meses en el aire. La adición de titanio y / o circonio aumenta significativamente el punto de fusión de la aleación. ^[45]
• Se investigaron el plutonio-uranio-titanio y el plutonio-uranio-circonio para su uso como combustibles nucleares. La adición del tercer elemento aumenta la resistencia a la corrosión, reduce la inflamabilidad y mejora la ductilidad, fabricabilidad, resistencia y expansión térmica. El plutonio-uranio-molibdeno tiene la mejor resistencia a la corrosión, formando una película protectora de óxidos, pero se prefieren el titanio y el circonio por razones físicas. ^[45]
• Se investigó el torio-uranio-plutonio como combustible nuclear para reactores reproductores rápidos. ^[45]

Ocurrencia

Muestra de plutonio metálico expuesta en el museo Questacon

En la naturaleza se pueden encontrar trazas de plutonio-238, plutonio-239, plutonio-240 y plutonio-244. Pequeñas trazas de plutonio-239, unas pocas partes por billón , y sus productos de desintegración se encuentran naturalmente en algunos minerales concentrados de uranio, ^[46] como el reactor de fisión nuclear natural en Oklo , Gabón . ^[47] La proporción de plutonio-239 a uranio en el depósito de uranio de la mina Cigar Lake varía entre2,4 × 10 ⁻¹² hasta44 × 10 ⁻¹² . ^[48] Estas trazas de ²³⁹ Pu se originan de la siguiente manera: en raras ocasiones, ²³⁸ U sufre una fisión espontánea y, en el proceso, el núcleo emite uno o dos neutrones libres con algo de energía cinética. Cuando uno de estos neutrones golpea el núcleo de otro átomo de ²³⁸ U, es absorbido por el átomo, que se convierte en ²³⁹ U. Con una vida media relativamente corta, ²³⁹ U se desintegra a ²³⁹ Np, que se desintegra en ²³⁹ Pu. ^{[49] [50]} Finalmente, cantidades extremadamente pequeñas de plutonio-238, atribuidas a la desintegración beta doble extremadamente rarade uranio-238, se han encontrado en muestras de uranio natural. ^[51]

Debido a su vida media relativamente larga de unos 80 millones de años, se sugirió que el plutonio-244 se produce naturalmente como un nucleido primordial , pero no se pudieron confirmar los primeros informes de su detección. ^[52] Sin embargo, su larga vida media aseguró su circulación a través del sistema solar antes de su extinción , ^[53] y de hecho, se ha encontrado evidencia de la fisión espontánea del extinto ²⁴⁴ Pu en meteoritos. ^[54] Se ha confirmado la presencia anterior de ²⁴⁴ Pu en los inicios del Sistema Solar, ya que hoy se manifiesta como un exceso de sus hijas, ya sea ²³² Th (de la vía de desintegración alfa) oisótopos de xenón (de su fisión espontánea ). Estos últimos son generalmente más útiles, porque las químicas del torio y el plutonio son bastante similares (ambos son predominantemente tetravalentes) y, por lo tanto, un exceso de torio no sería una fuerte evidencia de que parte de él se formó como una hija del plutonio. ^{[55] 244} Pu tiene la vida media más larga de todos los nucleidos transuránicos y se produce solo en el proceso r en supernovas y estrellas de neutrones en colisión ; Cuando los núcleos son expulsados ​​de estos eventos a alta velocidad para llegar a la Tierra, el ²⁴⁴ Pu solo entre los nucleidos transuránicos tiene una vida media lo suficientemente larga para sobrevivir al viaje y, por lo tanto, pequeños rastros de interestelar vivo.Se han encontrado ²⁴⁴ Pu en el fondo del mar profundo. Debido a que ²⁴⁰ Pu también se encuentra en la cadena de desintegración de ²⁴⁴ Pu, también debe estar presente en equilibrio secular , aunque en cantidades aún más pequeñas. ^[56]

En el cuerpo humano se suelen encontrar pequeños rastros de plutonio debido a las 550 pruebas nucleares atmosféricas y submarinas que se han llevado a cabo, y a un pequeño número de accidentes nucleares importantes . La mayoría de las pruebas nucleares atmosféricas y submarinas fueron detenidas por el Tratado de Prohibición Limitada de Pruebas en 1963, que fue firmado y ratificado por los Estados Unidos, el Reino Unido, la Unión Soviética y otras naciones. Las pruebas continuas de armas nucleares atmosféricas desde 1963 por parte de países que no han firmado tratados incluyeron las de China ( prueba de bomba atómica sobre el desierto de Gobi en 1964, bomba de hidrógenoprueba en 1967 y pruebas de seguimiento) y Francia (pruebas tan recientes como la década de 1990). Debido a que se fabrica deliberadamente para armas nucleares y reactores nucleares, el plutonio-239 es con diferencia el isótopo más abundante de plutonio. ^[34]

Historia

Descubrimiento

Enrico Fermi y un equipo de científicos de la Universidad de Roma informaron que habían descubierto el elemento 94 en 1934. ^[57] Fermi llamó al elemento hesperio y lo mencionó en su Conferencia Nobel en 1938. ^[58] La muestra era en realidad una mezcla de bario, criptón y otros elementos, pero esto no se sabía en ese momento. ^[59] La fisión nuclear fue descubierta en Alemania en 1938 por Otto Hahn y Fritz Strassmann . El mecanismo de la fisión fue entonces explicado teóricamente por Lise Meitner y Otto Frisch . ^[60]

Glenn T. Seaborg y su equipo en Berkeley fueron los primeros en producir plutonio.

El plutonio (específicamente, plutonio-238) fue producido, aislado y luego identificado químicamente entre diciembre de 1940 y febrero de 1941 por Glenn T. Seaborg , Edwin McMillan , Emilio Segrè , Joseph W. Kennedy y Arthur Wahl mediante el bombardeo de uranio con deuterón en el Ciclotrón de 60 pulgadas (150 cm) en el Laboratorio de Radiación de Berkeley en la Universidad de California, Berkeley . ^{[61] [62] [63] El} neptunio-238 fue creado directamente por el bombardeo pero decayó por emisión beta con una vida media de poco más de dos días, lo que indica la formación del elemento 94. ^[34]El primer bombardeo tuvo lugar el 14 de diciembre de 1940 y el nuevo elemento se identificó por primera vez mediante oxidación en la noche del 23 al 24 de febrero de 1941. ^[62]

El equipo preparó un documento que documentaba el descubrimiento y lo envió a la revista Physical Review en marzo de 1941, ^[34] pero la publicación se retrasó hasta un año después del final de la Segunda Guerra Mundial debido a problemas de seguridad. ^[64] En el Laboratorio Cavendish de Cambridge , Egon Bretscher y Norman Feather se dieron cuenta de que un reactor de neutrones lento alimentado con uranio teóricamente produciría cantidades sustanciales de plutonio-239 como subproducto. Calcularon que el elemento 94 sería fisionable y tenía la ventaja adicional de ser químicamente diferente del uranio y podría separarse fácilmente de él. ^[22]

McMillan había nombrado recientemente neptunio al primer elemento transuránico después del planeta Neptuno , y sugirió que el elemento 94, siendo el siguiente elemento de la serie, se nombrara por lo que entonces se consideraba el próximo planeta, Plutón . ^{[5] [nota 2]} Nicholas Kemmer del equipo de Cambridge propuso de forma independiente el mismo nombre, basándose en el mismo razonamiento que el equipo de Berkeley. ^[22] Seaborg consideró originalmente el nombre "plutio", pero luego pensó que no sonaba tan bien como "plutonio". ^[66] Eligió las letras "Pu" como una broma, en referencia a la interjección "P U" para indicar un olor especialmente desagradable, que pasó sin previo aviso a la tabla periódica.^{[nota 3]}Los nombres alternativos considerados por Seaborg y otros fueron "ultimium" o "extremium" debido a la creencia errónea de que habían encontrado el último elemento posible en la tabla periódica . ^[68]

Investigaciones tempranas

El planeta enano Plutón , que da nombre al plutonio

Se descubrió que la química del plutonio se asemeja al uranio después de unos meses de estudio inicial. ^[34] Las primeras investigaciones continuaron en el Laboratorio Metalúrgico secreto de la Universidad de Chicago . El 20 de agosto de 1942, se aisló y midió por primera vez una cantidad mínima de este elemento. Se produjeron alrededor de 50 microgramos de plutonio-239 combinado con uranio y productos de fisión y solo se aisló alrededor de 1 microgramo. ^{[46] [69]} Este procedimiento permitió a los químicos determinar el peso atómico del nuevo elemento. ^{[70] [nota 4]} El 2 de diciembre de 1942, en una cancha de raquetas debajo de la tribuna oeste en el Stagg Field de la Universidad de Chicago, los investigadores dirigidos por Enrico Fermilogró la primera reacción en cadena autosostenible en una pila de grafito y uranio conocida como CP-1 . Utilizando información teórica obtenida de la operación de CP-1, DuPont construyó un reactor de producción experimental refrigerado por aire, conocido como X-10 , y una instalación piloto de separación química en Oak Ridge. La instalación de separación, utilizando métodos desarrollados por Glenn T. Seaborg y un equipo de investigadores del Met Lab, eliminó el plutonio del uranio irradiado en el reactor X-10. La información de CP-1 también fue útil para los científicos del Met Lab que diseñaron los reactores de producción de plutonio refrigerados por agua para Hanford. La construcción en el sitio comenzó a mediados de 1943. ^[71]

En noviembre de 1943 se redujo algo de trifluoruro de plutonio para crear la primera muestra de plutonio metálico: unos pocos microgramos de perlas metálicas. ^[46] Se produjo suficiente plutonio para convertirlo en el primer elemento sintético que se puede ver a simple vista. ^[72]

También se estudiaron las propiedades nucleares del plutonio-239; Los investigadores encontraron que cuando es golpeado por un neutrón, se rompe (fisiones) liberando más neutrones y energía. Estos neutrones pueden golpear otros átomos de plutonio-239 y así sucesivamente en una reacción en cadena exponencialmente rápida. Esto puede resultar en una explosión lo suficientemente grande como para destruir una ciudad si se concentra suficiente isótopo para formar una masa crítica . ^[34]

Durante las primeras etapas de la investigación, se utilizaron animales para estudiar los efectos de las sustancias radiactivas en la salud. Estos estudios comenzaron en 1944 en el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California en Berkeley y fueron realizados por Joseph G. Hamilton. Hamilton buscaba responder preguntas sobre cómo variaría el plutonio en el cuerpo según el modo de exposición (ingestión oral, inhalación, absorción a través de la piel), las tasas de retención y cómo el plutonio se fijaría en los tejidos y se distribuiría entre los diversos órganos. Hamilton comenzó a administrar porciones de microgramos solubles de compuestos de plutonio-239 a ratas usando diferentes estados de valencia y diferentes métodos de introducción del plutonio (oral, intravenoso, etc.). Finalmente, el laboratorio de Chicago también llevó a cabo sus propios experimentos de inyección de plutonio utilizando diferentes animales como ratones, conejos,peces e incluso perros. Los resultados de los estudios en Berkeley y Chicago mostraron que el comportamiento fisiológico del plutonio difería significativamente del del radio. El resultado más alarmante fue que hubo un depósito significativo de plutonio en el hígado y en la porción de hueso que "metaboliza activamente". Además, la tasa de eliminación de plutonio en las excretas difirió entre especies de animales hasta en un factor de cinco. Tal variación hizo extremadamente difícil estimar cuál sería la tasa para los seres humanos.porción de hueso. Además, la tasa de eliminación de plutonio en las excretas difirió entre especies de animales hasta en un factor de cinco. Tal variación hizo extremadamente difícil estimar cuál sería la tasa para los seres humanos.porción de hueso. Además, la tasa de eliminación de plutonio en las excretas difirió entre especies de animales hasta en un factor de cinco. Tal variación hizo extremadamente difícil estimar cuál sería la tasa para los seres humanos.^[73]

Producción durante el Proyecto Manhattan

Durante la Segunda Guerra Mundial, el gobierno de los Estados Unidos estableció el Proyecto Manhattan , que tenía la tarea de desarrollar una bomba atómica. Los tres sitios principales de investigación y producción del proyecto fueron la instalación de producción de plutonio en lo que ahora es el Sitio Hanford , las instalaciones de enriquecimiento de uranio en Oak Ridge, Tennessee , y el laboratorio de investigación y diseño de armas, ahora conocido como Laboratorio Nacional de Los Alamos . ^[74]

El frente del reactor Hanford B en construcción: el primer reactor de producción de plutonio

El sitio de Hanford representa dos tercios de los desechos radiactivos de alto nivel del país por volumen. Los reactores nucleares se alinean en la orilla del río en el sitio de Hanford a lo largo del río Columbia en enero de 1960.

El primer reactor de producción que fabricó plutonio-239 fue el reactor de grafito X-10 . Se puso en línea en 1943 y se construyó en una instalación en Oak Ridge que más tarde se convirtió en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge . ^{[34] [nota 5]}

En enero de 1944, los trabajadores sentaron las bases para el primer edificio de separación química, la Planta T ubicada en 200-West. Tanto la Planta T como su instalación hermana en 200-West, la Planta U, se completaron en octubre. (La Planta U se usó solo para entrenamiento durante el Proyecto Manhattan.) El edificio de separación en 200-East, Planta B, se completó en febrero de 1945. La segunda instalación planeada para 200-East fue cancelada. Apodados Queen Marys por los trabajadores que los construyeron, los edificios de separación eran impresionantes estructuras en forma de cañón de 800 pies de largo, 65 pies de ancho y 80 pies de alto que contenían cuarenta piscinas de proceso. El interior tenía una calidad inquietante cuando los operadores detrás de dos metros de blindaje de concreto manipulaban el equipo de control remoto mirando a través de monitores de televisión y periscopios desde una galería superior. Incluso con tapas de hormigón macizas en las piscinas de proceso,Las precauciones contra la exposición a la radiación eran necesarias e influían en todos los aspectos del diseño de la planta.^[71]

El 5 de abril de 1944, Emilio Segrè en Los Alamos recibió la primera muestra de plutonio producido en el reactor de Oak Ridge. ^[76] En diez días, descubrió que el plutonio producido en reactores tenía una mayor concentración del isótopo plutonio-240 que el plutonio producido por ciclotrón. El plutonio-240 tiene una alta tasa de fisión espontánea, lo que eleva el nivel general de neutrones de fondo de la muestra de plutonio. ^[77] Como resultado, el arma original de plutonio tipo pistola , cuyo nombre en código era " Thin Man ", tuvo que ser abandonada; el aumento en el número de neutrones espontáneos significaba que era probable que se produjera una detonación nuclear previa ( fizzle ). ^[78]

Todo el esfuerzo de diseño de armas de plutonio en Los Alamos pronto se cambió al dispositivo de implosión más complicado, cuyo nombre en código era " Fat Man ". Con un arma de implosión, el plutonio se comprime a una alta densidad con lentes explosivos, una tarea técnicamente más desalentadora que el diseño simple tipo pistola, pero necesaria para usar plutonio con fines armamentísticos. El uranio enriquecido , por el contrario, se puede utilizar con cualquier método. ^[78]

La construcción del reactor Hanford B , el primer reactor nuclear de tamaño industrial para la producción de material, se completó en marzo de 1945. El reactor B produjo el material fisible para las armas de plutonio utilizadas durante la Segunda Guerra Mundial. ^{[nota 6]} B, D y F fueron los reactores iniciales construidos en Hanford, y posteriormente se construyeron seis reactores adicionales de producción de plutonio en el sitio. ^[81]

A fines de enero de 1945, el plutonio altamente purificado se sometió a una concentración adicional en el edificio de aislamiento químico terminado, donde se eliminaron con éxito las impurezas restantes. Los Alamos recibió su primer plutonio de Hanford el 2 de febrero. Aunque todavía no estaba claro si se podría producir suficiente plutonio para usarlo en bombas al final de la guerra, Hanford ya estaba en funcionamiento a principios de 1945. Solo habían pasado dos años desde que el coronel Franklin Matthias instaló por primera vez su cuartel general temporal a orillas del río Columbia. ^[71]

Según Kate Brown , las plantas de producción de plutonio en Hanford y Mayak en Rusia, durante un período de cuatro décadas, "ambas liberaron más de 200 millones de curies de isótopos radiactivos en el medio ambiente circundante, el doble de la cantidad expulsada en el desastre de Chernobyl en cada caso. ". ^[82] La mayor parte de esta contaminación radiactiva a lo largo de los años fue parte de las operaciones normales, pero ocurrieron accidentes imprevistos y la gerencia de la planta mantuvo este secreto, ya que la contaminación continuó sin cesar. ^[82]

En 2004, se descubrió una caja fuerte durante las excavaciones de una fosa funeraria en el sitio nuclear de Hanford . Dentro de la caja fuerte había varios artículos, incluida una gran botella de vidrio que contenía una suspensión blanquecina que posteriormente se identificó como la muestra más antigua de plutonio apto para armas que se conoce. El análisis de isótopos realizado por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico indicó que el plutonio de la botella se fabricó en el reactor de grafito X-10 en Oak Ridge durante 1944. ^{[83] [84] [85]}

Bombas atómicas Trinity y Fat Man

Debido a la presencia de plutonio-240 en el plutonio producido en reactores, el diseño de implosión se desarrolló para las armas " Fat Man " y " Trinity ".

La primera prueba de bomba atómica, cuyo nombre en código es "Trinity" y detonó el 16 de julio de 1945, cerca de Alamogordo, Nuevo México , utilizó plutonio como material fisible. ^[46] El diseño de implosión del " artilugio ", como el dispositivo Trinity fue nombrado en código, utilizó lentes explosivos convencionales para comprimir una esfera de plutonio en una masa supercrítica, que fue simultáneamente rociada con neutrones del "Urchin" , un iniciador. hecho de polonio y berilio ( fuente de neutrones : reacción (α, n) ). ^[34] Juntos, estos aseguraron una reacción en cadena descontrolada y una explosión. El arma total pesaba más de 4toneladas , aunque utilizó solo 6,2 kg de plutonio en su núcleo. ^[86] Aproximadamente el 20% del plutonio utilizado en el arma Trinity se sometió a fisión, lo que provocó una explosión con una energía equivalente a aproximadamente 20.000 toneladas de TNT. ^{[87] [nota 7]}

Se utilizó un diseño idéntico en la bomba atómica "Fat Man" lanzada sobre Nagasaki , Japón , el 9 de agosto de 1945, matando a 35.000 a 40.000 personas y destruyendo entre el 68% y el 80% de la producción de guerra en Nagasaki. ^[89] Sólo después del anuncio de las primeras bombas atómicas se dio a conocer al público la existencia y el nombre del plutonio mediante el Informe Smyth del Proyecto Manhattan . ^[90]

Uso y desperdicio de la Guerra Fría

Ver también: Plutonio de grado reactor

Tanto la Unión Soviética como los Estados Unidos acumularon grandes arsenales de plutonio apto para armas durante la Guerra Fría . Los reactores estadounidenses en Hanford y el sitio del río Savannah en Carolina del Sur produjeron 103 toneladas, ^[91] y se estima que se produjeron 170 toneladas de plutonio de calidad militar en la URSS. ^{[92] [nota 8]} Cada año se siguen produciendo alrededor de 20 toneladas del elemento como subproducto de la industria de la energía nuclear . ^[11] Hasta 1000 toneladas de plutonio pueden estar almacenadas con más de 200 toneladas de eso dentro o extraídas de armas nucleares. ^[34] SIPRI estimó el plutonio mundialalmacenar en 2007 como alrededor de 500 toneladas, divididas en partes iguales entre el arma y las acciones civiles. ^[94]

La contaminación radiactiva en la planta de Rocky Flats se debió principalmente a dos grandes incendios de plutonio en 1957 y 1969. Se liberaron concentraciones mucho más bajas de isótopos radiactivos durante la vida operativa de la planta de 1952 a 1992. Los vientos dominantes de la planta llevaron la contaminación del aire al sur y al este , en áreas pobladas al noroeste de Denver. La contaminación del área de Denver por plutonio de los incendios y otras fuentes no se informó públicamente hasta la década de 1970. Según un estudio de 1972 del que fue coautor Edward Martell , "En las áreas más densamente pobladas de Denver, el nivel de contaminación de Pu en los suelos superficiales es varias veces la lluvia", y la contaminación por plutonio "justo al este de la planta de Rocky Flats alcanza cientos de veces más que los de las pruebas nucleares ".^[95] Como señaló Carl Johnson en Ambio , "Las exposiciones de una gran población en el área de Denver al plutonio y otros radionucleidos en las columnas de escape de la planta se remontan a 1953". ^{[96] La} producción de armas en la planta de Rocky Flats se detuvo después de unaredadacombinada del FBI y la EPA en 1989 y años de protestas. Desde entonces, la planta ha sido cerrada, con sus edificios demolidos y completamente retirados del sitio. ^[97]

En los EE. UU., Algo de plutonio extraído de armas nucleares desmanteladas se derrite para formar troncos de vidrio de óxido de plutonio que pesan dos toneladas. ^[34] El vidrio está hecho de borosilicatos mezclados con cadmio y gadolinio . ^{[nota 9]} Está previsto que estos troncos se envuelvan en acero inoxidable y se almacenen hasta 4 km (2 millas) bajo tierra en pozos perforados que se rellenarán con hormigón . ^[34] Estados Unidos planeó almacenar plutonio de esta manera en el depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain , que se encuentra a unas 100 millas (160 km) al noreste de Las Vegas, Nevada .^[98]

El 5 de marzo de 2009, el secretario de Energía, Steven Chu, dijo en una audiencia del Senado que "el sitio de Yucca Mountain ya no se consideraba una opción para almacenar desechos de reactores". ^[99] A partir de 1999, los desechos nucleares generados por el ejército están siendo sepultados en la Planta Piloto de Aislamiento de Desechos en Nuevo México.

En un memorando presidencial de fecha 29 de enero de 2010, el presidente Obama estableció la Comisión Blue Ribbon sobre el futuro nuclear de Estados Unidos . ^[100] En su informe final, la Comisión formuló recomendaciones para desarrollar una estrategia integral a seguir, incluyendo: ^[101]

"Recomendación n.º 1: Estados Unidos debería emprender un programa integrado de gestión de desechos nucleares que conduzca al desarrollo oportuno de una o más instalaciones geológicas profundas permanentes para la eliminación segura del combustible gastado y los desechos nucleares de alta actividad". ^[101]

Experimentación médica

Ver también: Experimentos de radiación humana y Albert Stevens

Durante y después del final de la Segunda Guerra Mundial, los científicos que trabajaban en el Proyecto Manhattan y otros proyectos de investigación de armas nucleares realizaron estudios sobre los efectos del plutonio en animales de laboratorio y seres humanos. ^[102] Los estudios en animales encontraron que unos pocos miligramos de plutonio por kilogramo de tejido es una dosis letal. ^[103]

En el caso de sujetos humanos, esto implicó inyectar soluciones que contienen (típicamente) cinco microgramos de plutonio en pacientes hospitalarios que se cree que tienen una enfermedad terminal o que tienen una esperanza de vida de menos de diez años debido a la edad o enfermedad crónica. ^[102] Esto se redujo a un microgramo en julio de 1945 después de que estudios en animales encontraron que la forma en que el plutonio se distribuía en los huesos era más peligrosa que el radio . ^[103] La mayoría de los sujetos, dice Eileen Welsome , eran pobres, impotentes y enfermos. ^[104]

De 1945 a 1947, se inyectó plutonio a dieciocho sujetos humanos de prueba sin consentimiento informado . Las pruebas se utilizaron para crear herramientas de diagnóstico para determinar la absorción de plutonio en el cuerpo con el fin de desarrollar estándares de seguridad para trabajar con plutonio. ^[102] Ebb Cade no participó voluntariamente en experimentos médicos que involucraron la inyección de 4,7 microgramos de plutonio el 10 de abril de 1945 en Oak Ridge, Tennessee . ^{[105] [106]} Este experimento estuvo bajo la supervisión de Harold Hodge . ^[107] Otros experimentos dirigidos por la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos y el Proyecto Manhattan continuaron en la década de 1970.The Plutonium Files narra la vida de los sujetos del programa secreto nombrando a cada persona involucrada y discutiendo la investigación ética y médica realizada en secreto por científicos y médicos. El episodio ahora se considera una grave violación de la ética médica y del juramento hipocrático . ^[108]

El gobierno ocultó la mayoría de estos percances relacionados con la radiación hasta 1993, cuando el presidente Bill Clinton ordenó un cambio de política y las agencias federales pusieron a disposición los registros pertinentes. La investigación resultante fue realizada por el Comité Asesor de Experimentos de Radiación Humana del presidente , y descubrió gran parte del material sobre la investigación del plutonio en humanos. El comité emitió un controvertido informe de 1995 que decía que "se cometieron errores", pero no condenó a quienes los perpetraron. ^[104]

Aplicaciones

Explosivos

La bomba atómica lanzada sobre Nagasaki, Japón en 1945 tenía un núcleo de plutonio.

El isótopo plutonio-239 es un componente fisionable clave en las armas nucleares, debido a su facilidad de fisión y disponibilidad. Encerrar el pozo de plutonio de la bomba en un apisonador (una capa opcional de material denso) disminuye la cantidad de plutonio necesaria para alcanzar la masa crítica al reflejar los neutrones que escapan de regreso al núcleo de plutonio. Esto reduce la cantidad de plutonio necesaria para alcanzar la criticidad de 16 kg a 10 kg, que es una esfera con un diámetro de unos 10 centímetros (4 pulgadas). ^[109] Esta masa crítica es aproximadamente un tercio de la del uranio-235. ^[5]

Las bombas de plutonio Fat Man utilizaron una compresión explosiva de plutonio para obtener densidades significativamente más altas de lo normal, combinadas con una fuente de neutrones central para comenzar la reacción y aumentar la eficiencia. Por tanto, sólo se necesitaron 6,2 kg de plutonio para un rendimiento explosivo equivalente a 20 kilotones de TNT. ^{[87] [110]} Hipotéticamente, tan solo 4 kg de plutonio, y tal vez incluso menos, podrían usarse para fabricar una sola bomba atómica utilizando diseños de ensamblaje muy sofisticados. ^[110]

Combustible de óxido mixto

Artículo principal: reprocesamiento nuclear

El combustible nuclear gastado de los reactores normales de agua ligera contiene plutonio, pero es una mezcla de plutonio-242 , 240, 239 y 238. La mezcla no está suficientemente enriquecida para armas nucleares eficientes, pero puede usarse una vez como combustible MOX . ^[111] accidental de captura de neutrones hace que la cantidad de plutonio-242 y 240 a crecer cada vez que el plutonio se irradia en un reactor con neutrones de baja velocidad "térmicos", de modo que después del segundo ciclo, el plutonio sólo puede ser consumido por rápido reactores de neutrones. Si no se dispone de reactores de neutrones rápidos (el caso normal), el exceso de plutonio suele desecharse y forma uno de los componentes de mayor duración de los desechos nucleares. El deseo de consumir este plutonio y otros combustibles transuránicos y reducir la radiotoxicidad de los desechos es la razón habitual que dan los ingenieros nucleares para fabricar reactores de neutrones rápidos. ^[112]

El proceso químico más común, PUREX ( P lutonium - UR anium EX traction) reprocesa el combustible nuclear gastado para extraer plutonio y uranio que se pueden utilizar para formar un combustible de óxido mixto (MOX) para su reutilización en reactores nucleares. Se puede agregar plutonio apto para armas a la mezcla de combustible. El combustible MOX se utiliza en reactores de agua ligera y consta de 60 kg de plutonio por tonelada de combustible; después de cuatro años, las tres cuartas partes del plutonio se queman (se convierten en otros elementos). ^{[34] Los} reactores reproductores están diseñados específicamente para crear más material fisionable del que consumen. ^[113]

El combustible MOX ha estado en uso desde la década de 1980 y se usa ampliamente en Europa. ^[111] En septiembre de 2000, los Estados Unidos y la Federación de Rusia firmaron un Acuerdo de Gestión y Disposición del Plutonio por el cual cada uno acordó deshacerse de 34 toneladas de plutonio apto para armas. ^[114] El Departamento de Energía de los EE. UU. Planea deshacerse de 34 toneladas de plutonio apto para armas en los Estados Unidos antes de fines de 2019 mediante la conversión del plutonio en un combustible MOX para su uso en reactores comerciales de energía nuclear. ^[114]

El combustible MOX mejora el quemado total. Una barra de combustible se vuelve a procesar después de tres años de uso para eliminar los productos de desecho, que para entonces representan el 3% del peso total de las barras. ^[34] Se deja cualquier isótopo de uranio o plutonio producido durante esos tres años y la varilla vuelve a la producción. ^{[nota 10]} La presencia de hasta 1% de galio por masa en una aleación de plutonio apto para armas tiene el potencial de interferir con el funcionamiento a largo plazo de un reactor de agua ligera. ^[115]

El plutonio recuperado del combustible gastado del reactor presenta un riesgo de proliferación mínimo debido a la contaminación excesiva con plutonio 240 y plutonio 242 no fisionables. La separación de los isótopos no es factible. Por lo general, se requiere un reactor dedicado que funcione con un quemado muy bajo (por lo tanto, una exposición mínima del plutonio-239 recién formado a neutrones adicionales que hace que se transforme en isótopos más pesados ​​de plutonio) para producir material adecuado para su uso en armas nucleares eficientes . Si bien se define que el plutonio "apto para armas" contiene al menos un 92% de plutonio-239 (del plutonio total), Estados Unidos ha logrado detonar un dispositivo de menos de 20 quilates utilizando plutonio que se cree que contiene solo alrededor del 85% de plutonio-239, el llamado plutonio "de grado combustible".^[116] El plutonio de "calidad de reactor" producido por un ciclo de combustión regular de LWR contiene típicamente menos del 60% de Pu-239, con hasta un 30% de Pu-240 / Pu-242 parásito y un 10-15% de Pu-241 fisible. . ^[116] Se desconoce si un dispositivo que usa plutonio obtenido de desechos nucleares civiles reprocesados ​​puede ser detonado, sin embargo, tal dispositivo podría hipotéticamente evaporarse y esparcir materiales radiactivos en una gran área urbana. El OIEA clasifica conservadoramente el plutonio de todos los vectores isotópicos como material de "uso directo", es decir, "material nuclear que puede utilizarse para la fabricación de componentes de explosivos nucleares sin transmutación ni enriquecimiento adicional". ^[116]

Fuente de energía y calor

Un cilindro incandescente de ²³⁸ PuO ₂

El generador termoeléctrico de radioisótopos ²³⁸ PuO ₂ del rover Curiosity

El isótopo plutonio-238 tiene una vida media de 87,74 años. ^[117] Emite una gran cantidad de energía térmica con niveles bajos tanto de rayos gamma / fotones como de rayos / partículas de neutrones espontáneos. ^[118] Al ser un emisor alfa, combina radiación de alta energía con baja penetración y, por lo tanto, requiere un blindaje mínimo. Se puede utilizar una hoja de papel para protegerse contra las partículas alfa emitidas por el plutonio-238. Un kilogramo del isótopo puede generar unos 570 vatios de calor. ^{[5] [118]}

Estas características lo hacen adecuado para la generación de energía eléctrica para dispositivos que deben funcionar sin mantenimiento directo para escalas de tiempo que se aproximan a una vida humana. Por lo tanto, se utiliza en generadores termoeléctricos de radioisótopos y unidades calefactoras de radioisótopos como las de las sondas espaciales Cassini , ^[119] Voyager , Galileo y New Horizons ^[120] , y los rovers de Marte Curiosity ^[121] y Perseverance ( Mars 2020 ) .

Las naves espaciales gemelas Voyager se lanzaron en 1977, cada una con una fuente de energía de plutonio de 500 vatios. Más de 30 años después, cada fuente sigue produciendo unos 300 vatios, lo que permite un funcionamiento limitado de cada nave espacial. ^[122] Una versión anterior de la misma tecnología impulsó cinco Paquetes de Experimentos de la Superficie Lunar del Apolo , comenzando con el Apolo 12 en 1969. ^[34]

El plutonio-238 también se ha utilizado con éxito para alimentar marcapasos cardíacos artificiales , para reducir el riesgo de cirugía repetida. ^{[123] [124]} Ha sido reemplazado en gran medida por células primarias a base de litio , pero en 2003 ^[actualizar]había entre 50 y 100 marcapasos de plutonio todavía implantados y funcionando en pacientes vivos en los Estados Unidos. ^[125] A fines de 2007, se informó que el número de marcapasos impulsados ​​por plutonio se redujo a solo nueve. ^[126] El plutonio-238 se estudió como una forma de proporcionar calor suplementario al buceo . ^[127] El plutonio-238 mezclado con berilio se utiliza para generar neutrones con fines de investigación.^[34]

Precauciones

Ver también: Plutonio en el medio ambiente

Toxicidad

Hay dos aspectos de los efectos nocivos del plutonio: la radiactividad y los efectos del veneno por metales pesados . Los isótopos y compuestos de plutonio son radiactivos y se acumulan en la médula ósea . La contaminación por óxido de plutonio ha sido el resultado de desastres nucleares e incidentes radiactivos , incluidos accidentes nucleares militares en los que se han quemado armas nucleares. ^{[128] Los} estudios de los efectos de estas emisiones más pequeñas, así como de la enfermedad y muerte generalizada por envenenamiento por radiación tras los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki , han proporcionado información considerable sobre los peligros, síntomas y pronóstico del envenenamiento por radiación , que en la caso de laLos supervivientes japoneses no estaban relacionados en gran medida con la exposición directa al plutonio. ^[129]

Durante la descomposición del plutonio, se liberan tres tipos de radiación: alfa, beta y gamma. Las radiaciones alfa, beta y gamma son todas formas de radiación ionizante . La exposición aguda o prolongada conlleva el peligro de consecuencias graves para la salud, como enfermedad por radiación , daño genético , cáncer y muerte. El peligro aumenta con la cantidad de exposición. ^{[34] La} radiación alfa sólo puede viajar una distancia corta y no puede atravesar la capa externa y muerta de la piel humana. La radiación beta puede penetrar la piel humana, pero no puede atravesar todo el cuerpo. La radiación gamma puede atravesar todo el cuerpo. ^[130]Aunque la radiación alfa no puede penetrar la piel, el plutonio ingerido o inhalado irradia los órganos internos. ^[34] Se ha descubierto que las partículas alfa generadas por el plutonio inhalado causan cáncer de pulmón en una cohorte de trabajadores nucleares europeos. ^[131] El esqueleto , donde se acumula el plutonio, y el hígado , donde se acumula y se concentra, están en riesgo. ^[33] El cuerpo no absorbe eficazmente el plutonio cuando se ingiere; sólo el 0,04% del óxido de plutonio se absorbe después de la ingestión. ^[34] El plutonio absorbido por el cuerpo se excreta muy lentamente, con una vida media biológica de 200 años. ^[132]El plutonio pasa solo lentamente a través de las membranas celulares y los límites intestinales, por lo que la absorción por ingestión e incorporación a la estructura ósea avanza muy lentamente. ^{[133] [134]}

El plutonio es más peligroso cuando se inhala que cuando se ingiere. El riesgo de cáncer de pulmón aumenta una vez que la dosis de radiación total equivalente de plutonio inhalado supera los 400 mSv . ^[135] El Departamento de Energía de EE. UU. Estima que el riesgo de cáncer a lo largo de la vida al inhalar 5.000 partículas de plutonio, cada una de aproximadamente 3  µm de ancho, es un 1% superior al promedio general de EE. UU. ^[136] La ingestión o inhalación de grandes cantidades puede causar intoxicación aguda por radiación y posiblemente la muerte. Sin embargo, no se sabe que ningún ser humano haya muerto por inhalar o ingerir plutonio, y muchas personas tienen cantidades mensurables de plutonio en sus cuerpos. ^[116]

La teoría de la " partícula caliente " en la que una partícula de polvo de plutonio irradia una mancha localizada de tejido pulmonar no está respaldada por la investigación general: tales partículas son más móviles de lo que se pensaba originalmente y la toxicidad no aumenta de manera apreciable debido a la forma de las partículas. ^[133] Cuando se inhala, el plutonio puede pasar al torrente sanguíneo. Una vez en el torrente sanguíneo, el plutonio se mueve por todo el cuerpo y llega a los huesos, el hígado u otros órganos del cuerpo. El plutonio que llega a los órganos del cuerpo generalmente permanece en el cuerpo durante décadas y continúa exponiendo el tejido circundante a la radiación y, por lo tanto, puede causar cáncer. ^[137]

Una cita comúnmente citada de Ralph Nader afirma que una libra de polvo de plutonio esparcido a la atmósfera sería suficiente para matar a 8 mil millones de personas. ^[138] Esto fue cuestionado por Bernard Cohen , un oponente del modelo lineal sin umbral generalmente aceptado de toxicidad por radiación. Cohen estimó que una libra de plutonio podría matar a no más de 2 millones de personas por inhalación, por lo que la toxicidad del plutonio es aproximadamente equivalente a la del gas nervioso . ^[139]

Varias poblaciones de personas que han estado expuestas al polvo de plutonio (por ejemplo, personas que viven a favor del viento de los sitios de prueba de Nevada, sobrevivientes de Nagasaki, trabajadores de instalaciones nucleares y pacientes con "enfermedades terminales" inyectados con Pu en 1945-1946 para estudiar el metabolismo de Pu) se han seguido cuidadosamente y analizado. Cohen encontró estos estudios inconsistentes con las altas estimaciones de toxicidad del plutonio, citando casos como el de Albert Stevens, que sobrevivió hasta la vejez después de haber sido inyectado con plutonio. ^[133] "Hubo alrededor de 25 trabajadores del Laboratorio Nacional de Los Alamos que inhalaron una cantidad considerable de polvo de plutonio durante la década de 1940; de acuerdo con la teoría de partículas calientes, cada uno de ellos tiene un 99,5% de probabilidades de morir de cáncer de pulmón en este momento, pero no ha habido un solo cáncer de pulmón entre ellos ".^[139][140]

Toxicidad marina

Investigar la toxicidad del plutonio en humanos es tan importante como observar los efectos en la fauna de los sistemas marinos. Se sabe que el plutonio ingresa al medio marino mediante el vertido de desechos o una fuga accidental de las plantas nucleares. Aunque las concentraciones más altas de plutonio en ambientes marinos se encuentran en los sedimentos, el complejo ciclo biogeoquímico del plutonio significa que también se encuentra en todos los demás compartimentos. ^[141] Por ejemplo, varias especies de zooplancton que ayudan en el ciclo de nutrientes consumirán el elemento a diario. La excreción completa del plutonio ingerido por el zooplancton hace que su defecación sea un mecanismo extremadamente importante en la captación de plutonio de las aguas superficiales. ^[142] Sin embargo, aquellos zooplancton que sucumben a la depredación de organismos más grandes pueden convertirse en un vehículo de transmisión de plutonio a los peces.

Además del consumo, el pescado también puede estar expuesto al plutonio debido a su distribución geográfica en todo el mundo. Un estudio investigó los efectos de los elementos transuránicos ( plutonio-238 , plutonio-239 , plutonio-240 ) en varios peces que viven en la Zona de Exclusión de Chernobyl (CEZ). Los resultados mostraron que una proporción de hembras de perca en la ZEC mostraba una falla o un retraso en la maduración de las gónadas. ^[143] Estudios similares encontraron grandes acumulaciones de plutonio en los órganos respiratorios y digestivos del bacalao, la platija y el arenque. ^[141]

La toxicidad del plutonio es igualmente perjudicial para las larvas de peces en las áreas de desechos nucleares. Los huevos no desarrollados tienen un riesgo mayor que los peces adultos desarrollados expuestos al elemento en estas áreas de desechos. El Laboratorio Nacional de Oak Ridge demostró que los embriones de carpas y pececillos criados en soluciones que contenían isótopos de plutonio no eclosionaron; Los huevos que eclosionaron mostraron anomalías significativas en comparación con los embriones desarrollados de control. ^[144] Reveló que se ha descubierto que concentraciones más altas de plutonio causan problemas en la fauna marina expuesta al elemento.

Potencial de criticidad

Una esfera de plutonio simulado rodeada de bloques de carburo de tungsteno que reflejan neutrones en una recreación del experimento de 1945 de Harry Daghlian.

Se debe tener cuidado para evitar la acumulación de cantidades de plutonio que se acerquen a la masa crítica, particularmente porque la masa crítica del plutonio es solo un tercio de la del uranio-235. ^[5] Una masa crítica de plutonio emite cantidades letales de neutrones y rayos gamma . ^[145] Es más probable que el plutonio en solución forme una masa crítica que la forma sólida debido a la moderación del hidrógeno en el agua. ^{[ dudoso - discutir ] [11]}

En el pasado se han producido accidentes de criticidad , algunos de ellos con consecuencias letales. El manejo descuidado de ladrillos de carburo de tungsteno alrededor de una esfera de plutonio de 6.2 kg resultó en una dosis fatal de radiación en Los Alamos el 21 de agosto de 1945, cuando el científico Harry Daghlian recibió una dosis estimada en 5.1 sievert (510  rems ) y murió 25 días después. ^{[146] [147]} Nueve meses después, otro científico de Los Alamos, Louis Slotin , murió a causa de un accidente similar que involucró un reflector de berilio y el mismo núcleo de plutonio (el llamado " núcleo demoníaco ") que previamente había cobrado la vida de Daghlian. . ^[148]

En diciembre de 1958, durante un proceso de purificación de plutonio en Los Alamos, se formó una masa crítica en un recipiente de mezcla, que resultó en la muerte de un operador químico llamado Cecil Kelley . Se han producido otros accidentes nucleares en la Unión Soviética, Japón, Estados Unidos y muchos otros países. ^[149]

Inflamabilidad

El plutonio metálico es un peligro de incendio, especialmente si el material está finamente dividido. En un ambiente húmedo, el plutonio forma hidruros en su superficie, que son pirofóricos y pueden encenderse en el aire a temperatura ambiente. El plutonio se expande hasta un 70% en volumen a medida que se oxida y, por lo tanto, puede romper su contenedor. ^[36] La radiactividad del material en llamas es un peligro adicional. La arena de óxido de magnesio es probablemente el material más eficaz para extinguir un incendio de plutonio. Enfría el material en llamas, actuando como un disipador de calor y también bloquea el oxígeno. Se necesitan precauciones especiales para almacenar o manipular plutonio en cualquier forma; generalmente se requiere una atmósfera de gas inerte seco . ^{[36] [nota 11]}

Transporte

Tierra y mar

El transporte habitual de plutonio es a través del óxido de plutonio más estable en un paquete sellado. Un transporte típico consiste en un camión que lleva un contenedor de envío protegido, que contiene varios paquetes con un peso total que varía de 80 a 200 kg de óxido de plutonio. Un envío marítimo puede constar de varios contenedores, cada uno de los cuales contiene un paquete sellado. ^[151] La Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos dicta que debe ser sólido en lugar de polvo si el contenido supera los 0,74  TBq (20  Curies ) de actividad radiactiva. ^[152] En 2016, los barcos Pacific Egret ^[153] y Pacific Heronde Pacific Nuclear Transport Ltd. transportó 331 kg (730 libras) de plutonio a una instalación del gobierno de los Estados Unidos en Savannah River , Carolina del Sur . ^{[154] [155]}

Aire

Las regulaciones de transporte aéreo del gobierno de EE. UU. Permiten el transporte de plutonio por vía aérea, sujeto a restricciones sobre otros materiales peligrosos transportados en el mismo vuelo, requisitos de embalaje y estiba en la parte más trasera de la aeronave. ^[156]

En 2012, los medios de comunicación revelaron que el plutonio salió de Noruega en aerolíneas comerciales de pasajeros, aproximadamente cada dos años, incluida una vez en 2011. ^{[157] Las} regulaciones permiten que un avión transporte 15 gramos de material fisionable. ^[157] Tal transporte de plutonio no tiene problemas, según un asesor principal ( seniorrådgiver ) en Statens strålevern . ^[157]

Notas

Notas al pie

1. El PuO⁺
   ₂El ion es inestable en solución y se desproporciona en Pu ⁴⁺ y PuO²⁺
   ₂; el Pu ⁴⁺ oxidará el PuO restante⁺
   ₂a PuO²⁺
   ₂, reduciéndose a su vez a Pu ³⁺ . Por lo tanto, las soluciones acuosas de PuO⁺
   ₂tienden con el tiempo hacia una mezcla de Pu ³⁺ y PuO²⁺
   ₂. UO+ 2es inestable por la misma razón. ^[27]
2. Esta no es la primera vez que alguien sugiere que un elemento se llame "plutonio". Una década después del descubrimiento del bario, un profesor de la Universidad de Cambridge sugirió que se le cambiara el nombre a "plutonio" porque el elemento no erapesado(como sugiere laraíz griega , barys , por su nombre). Razonó que, dado que fue producido por la técnica relativamente nueva de electrólisis , su nombre debería referirse al fuego . Por lo tanto, sugirió que se le pusiera el nombre del dios romano del inframundo, Plutón . ^{[sesenta y cinco]}
3. Como dice un artículo, refiriéndose a la información que Seaborg dio en una charla: "La elección obvia para el símbolo habría sido Pl, pero en broma, Seaborg sugirió Pu, como las palabras que un niño exclamaría, '¡Pee-yoo!' cuando huele algo malo. Seaborg pensó que recibiría una gran cantidad de críticas por esa sugerencia, pero el comité de nombres aceptó el símbolo sin decir una palabra ". ^[67]
4. habitación 405 del laboratorio George Herbert Jones , donde tuvo lugar el primer aislamiento de plutonio, fue nombrada Monumento Histórico Nacional en mayo de 1967.
5. Durante el Proyecto Manhattan, el plutonio también se denominaba simplemente "49": el número 4 correspondía al último dígito del 94 (número atómico del plutonio) y el 9 al último dígito del plutonio-239, las armas- isótopo fisible de grado utilizado en bombas nucleares. ^[75]
6. La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) estableció el Reactor B como Monumento Histórico Nacional de Ingeniería Mecánica en septiembre de 1976. ^[79] En agosto de 2008, el Reactor B fue designado Monumento Histórico Nacional de EE.UU. ^[80]
7. El cálculo de la eficiencia se basa en el hecho de que la fisión de 1 kg de plutonio-239 (o uranio-235) da como resultado una liberación de energía de aproximadamente 17 kt , lo que lleva a una estimación redondeada de 1,2 kg de plutonio realmente fisionado para producir el rendimiento de 20 kt. . ^[88]
8. Gran parte de este plutonio se utilizó para fabricar los núcleos fisionables de un tipo de arma termonuclear que empleaba el diseño Teller-Ulam . Estas llamadas "bombas de hidrógeno" son una variedad de armas nucleares que utilizan una bomba de fisión para desencadenar la fusión nuclear deisótopos de hidrógeno pesados. Su rendimiento destructivo es comúnmente de millones de toneladas de equivalente de TNT en comparación con los miles de toneladas de equivalente de TNT de los dispositivos de solo fisión. ^[93]
9. Óxido de circonio gadolinio ( Gd
   ₂Zr
   ₂O
   ₇) se ha estudiado porque podría contener plutonio hasta por 30 millones de años. ^[93]
10. Desglose de plutonio en una barra de combustible nuclear gastado: plutonio-239 (~ 58%), 240 (24%), 241 (11%), 242 (5%) y 238 (2%). ^[93]
11. Hubo un gran incendio iniciado por plutonio en la planta Rocky Flats cerca de Boulder, Colorado en 1969. ^[150]

Citas

1. Calculado a partir del peso atómico y el volumen atómico. La celda unitaria, que contiene 16 átomos, tiene un volumen de 319,96 Å cúbicos, según Siegfried S. Hecker (2000). "Plutonio y sus aleaciones: de los átomos a la microestructura" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . 26 : 331.. Esto da una densidad para ²³⁹ Pu de (1.66053906660 × 10 ⁻²⁴ g / dalton × 239.0521634 daltons / átomo × 16 átomos / celda unitaria) / (319.96 Å ³ / celda unitaria × 10 ⁻²⁴ cc / Å ³ ) o 19.85 g / cc.
2. "Plutonio, radiactivo" . Sistema de información inalámbrico para personal de emergencia (WISER) . Bethesda (MD): Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., Institutos Nacionales de Salud. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2011 . Consultado el 23 de noviembre de 2008 . (texto de dominio público)
3. "Procesamiento de ácido nítrico" . Actinide Research Quarterly . Los Alamos (NM): Laboratorio Nacional de Los Alamos (3er trimestre). 2008 . Consultado el 9 de febrero de 2010 . Si bien el dióxido de plutonio es normalmente verde oliva, las muestras pueden ser de varios colores. Generalmente se cree que el color es función de la pureza química, la estequiometría, el tamaño de partícula y el método de preparación, aunque el color resultante de un método de preparación dado no siempre es reproducible.
4. Sonzogni, Alejandro A. (2008). "Cuadro de nucleidos" . Upton: Centro Nacional de Datos Nucleares, Laboratorio Nacional Brookhaven . Consultado el 13 de septiembre de 2008 .
5. Heiserman , 1992 , p. 338
6. Rhodes 1986 , págs. 659–660 Leona Marshall : "Cuando sostienes un trozo en la mano, se siente cálido, como un conejo vivo"
7. Miner , 1968 , p. 544
8. Hecker, Siegfried S. (2000). "Plutonio y sus aleaciones: de los átomos a la microestructura" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . 26 : 290–335 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
9. Hecker, Siegfried S .; Martz, Joseph C. (2000). "Envejecimiento del plutonio y sus aleaciones" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . Los Alamos, Nuevo México: Laboratorio Nacional de Los Alamos (26): 242 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
10. Baker, Richard D .; Hecker, Siegfried S .; Harbur, Delbert R. (1983). "Plutonio: una pesadilla en tiempos de guerra, pero el sueño de un metalúrgico" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . Laboratorio Nacional de Los Alamos: 148, 150-151 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
11. Lide , 2006 , págs. 4–27.
12. Miner , 1968 , p. 542
13. "Transiciones de fase de cristal de plutonio" . GlobalSecurity.org.
14. "Glosario - Material fisionable" . Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos . 20 de noviembre de 2014 . Consultado el 5 de febrero de 2015 .
15. Asimov 1988 , p. 905
16. Glasstone, Samuel; Redman, Leslie M. (junio de 1972). "Introducción a las armas nucleares" (PDF) . División de Aplicaciones Militares de la Comisión de Energía Atómica. pag. 12. WASH-1038. Archivado desde el original (PDF) el 27 de agosto de 2009.
17. Gosling 1999 , p. 40
18. "Plutonio: los primeros 50 años" (PDF) . Departamento de Energía de EE. UU. 1996. DOE / DP-1037. Archivado desde el original (PDF) el 18 de febrero de 2013.
19. Heiserman 1992 , p. 340
20. Kennedy, JW; Seaborg, GT; Segrè, E .; Wahl, AC (1946). "Propiedades del elemento 94" . Revisión física . 70 (7–8): 555–556. Código Bibliográfico : 1946PhRv ... 70..555K . doi : 10.1103 / PhysRev.70.555 .
21. Greenwood , 1997 , p. 1259
22. Clark , 1961 , págs. 124-125.
23. Seaborg, Glenn T .; McMillan, E .; Kennedy, JW; Wahl, AC (1946). "Elemento radiactivo 94 de Deuterons en uranio". Revisión física . 69 (7-8): 366. Bibcode : 1946PhRv ... 69..366S . doi : 10.1103 / PhysRev.69.366 .
24. Bernstein 2007 , págs. 76–77.
25. "¿Puede el plutonio de grado reactor producir armas de fisión nuclear?" . Instituto de Economía de la Energía del Consejo del Ciclo del Combustible Nuclear, Japón. Mayo de 2001.
26. Heiserman 1992 , p. 339
27. Ladrones, William J. (2002). "Módulo de capacitación en ingeniería de seguridad de criticidad nuclear 10 - Seguridad de criticidad en operaciones de procesamiento de materiales, parte 1" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 20 de marzo de 2006 . Consultado el 15 de febrero de 2006 .
28. Matlack, George (2002). Una cartilla de plutonio: una introducción a la química del plutonio y su radiactividad . Laboratorio Nacional de Los Alamos. LA-UR-02-6594.
29. Windorff, Cory J .; Chen, Guo P; Cross, Justin N; Evans, William J .; Furche, Filipp; Gaunt, Andrew J .; Janicke, Michael T .; Kozimor, Stosh A .; Scott, Brian L. (2017). "Identificación del estado de oxidación formal +2 del plutonio: síntesis y caracterización de {Pu ^II [C ₅ H ₃ (SiMe ₃ ) ₂ ] ₃ } ^- ". Mermelada. Chem. Soc . 139 (11): 3970–3973. doi : 10.1021 / jacs.7b00706 . PMID 28235179 . 
30. Zaitsevskii, Andréi; Mosyagin, Nikolai S .; Titov, Anatoly V .; Kiselev, Yuri M. (21 de julio de 2013). "Modelado de la teoría funcional de densidad relativista de moléculas de óxido superior de plutonio y americio". La Revista de Física Química . 139 (3): 034307. doi : 10.1063 / 1.4813284 .
31. Kiselev, Yu. METRO.; Nikonov, M. V .; Dolzhenko, V. D .; Ermilov, A. Yu .; Tananaev, I. G .; Myasoedov, B. F. (17 de enero de 2014). "Sobre la existencia y propiedades de los derivados del plutonio (VIII)". Radiochimica Acta . 102 (3). doi : 10.1515 / ract-2014-2146 .
32. Eagleson 1994 , p. 840
33. Miner , 1968 , p. 545
34. Emsley 2001 , págs. 324–329
35. Apostolidis, Christos; Walter, Olaf; Vogt, Jochen; Liebing, Phil; Maron, Laurent; Edelmann, Frank T. (2017). "Un complejo de plutonio (IV) organometálico estructuralmente caracterizado" . Angewandte Chemie International Edition . 56 (18): 5066–5070. doi : 10.1002 / anie.201701858 . ISSN 1521-3773 . PMC 5485009 . PMID 28371148 .   
36. "Introducción al calentamiento espontáneo y piroforicidad - Metales pirofóricos - Plutonio" . Washington (DC): Departamento de Energía de EE. UU., Oficina de Seguridad Nuclear, Garantía de Calidad y Medio Ambiente. 1994. Archivado desde el original el 28 de abril de 2007.
37. Ladrones, WJ; et al. (2002). "Reacción a baja temperatura de ReillexTM HPQ y ácido nítrico" . Extracción de disolventes e intercambio iónico . 20 (4–5): 543–559. doi : 10.1081 / SEI-120014371 .
38. Dumé, Belle (20 de noviembre de 2002). "El plutonio también es un superconductor" . PhysicsWeb.org.
39. Moody, Hutcheon y Grant 2005 , p. 169
40. Kolman, DG y Colletti, LP (2009). "El comportamiento de corrosión acuosa de plutonio metálico y aleaciones plutonio-galio expuestas a soluciones acuosas de nitrato y cloruro" . Transacciones ECS . Sociedad Electroquímica. 16 (52): 71. Código Bibliográfico : 2009ECSTr..16Z..71K . doi : 10.1149 / 1.3229956 . ISBN 978-1-56677-751-3.
41. Hurst y Ward 1956
42. Curro, Nueva Jersey (primavera de 2006). "Superconductividad no convencional en PuCoGa 5 " (PDF) . Laboratorio Nacional de Los Alamos. Archivado desde el original (PDF) el 22 de julio de 2011 . Consultado el 24 de enero de 2010 .
43. McCuaig, Franklin D. "Aleación Pu-Zr para combustible tipo lámina de alta temperatura" Patente estadounidense 4.059.439 , emitida el 22 de noviembre de 1977
44. Jha 2004 , p. 73
45. Kay , 1965 , pág. 456
46. Miner , 1968 , p. 541
47. "Oklo: reactores nucleares naturales" . Departamento de Energía de EE. UU., Oficina de Gestión de Residuos Radiactivos Civiles. 2004. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2008 . Consultado el 16 de noviembre de 2008 .
48. Curtis, David; Fabryka-Martin, junio; Paul, Dixon; Cramer, enero (1999). "Elementos poco comunes de la naturaleza: plutonio y tecnecio" . Geochimica et Cosmochimica Acta . 63 (2): 275–285. Código Bibliográfico : 1999GeCoA..63..275C . doi : 10.1016 / S0016-7037 (98) 00282-8 .
49. Bernstein 2007 , págs. 75–77.
50. Hoffman, DC; Lawrence, FO; Mewherter, JL; Rourke, FM (1971). "Detección de plutonio-244 en la naturaleza". Naturaleza . 234 (5325): 132-134. Código Bib : 1971Natur.234..132H . doi : 10.1038 / 234132a0 .
51. Peterson, Ivars (7 de diciembre de 1991). "El uranio muestra un tipo raro de radiactividad". Noticias de ciencia . Wiley-Blackwell . 140 (23): 373. doi : 10.2307 / 3976137 . JSTOR 3976137 . 
52. Hoffman, DC; Lawrence, FO; Mewherter, JL; Rourke, FM (1971). "Detección de plutonio-244 en la naturaleza". Naturaleza . 234 (5325): 132-134. Código Bib : 1971Natur.234..132H . doi : 10.1038 / 234132a0 . Nr. 34.
53. Turner, Grenville; Harrison, T. Mark; Holanda, Greg; Mojzsis, Stephen J .; Gilmour, Jamie (1 de enero de 2004). "Extinto 244 Pu en circonitas antiguas" (PDF) . Ciencia . 306 (5693): 89–91. Código Bibliográfico : 2004Sci ... 306 ... 89T . doi : 10.1126 / science.1101014 . JSTOR 3839259 . PMID 15459384 . Archivado desde el original (PDF) el 11 de febrero de 2020.   
54. Hutcheon, ID; Price, PB (1 de enero de 1972). "Pistas de fisión de plutonio-244: evidencia en una roca lunar de 3,95 mil millones de años". Ciencia . 176 (4037): 909–911. Código Bibliográfico : 1972Sci ... 176..909H . doi : 10.1126 / science.176.4037.909 . JSTOR 1733798 . PMID 17829301 .  
55. Kunz, Joachim; Staudacher, Thomas; Allègre, Claude J. (1 de enero de 1998). "Xenón de fisión de plutonio encontrado en el manto de la Tierra". Ciencia . 280 (5365): 877–880. Código Bibliográfico : 1998Sci ... 280..877K . doi : 10.1126 / science.280.5365.877 . JSTOR 2896480 . 
56. Wallner, A .; Faestermann, T .; Feige, J .; Feldstein, C .; Knie, K .; Korschinek, G .; Kutschera, W .; Ofan, A .; Paul, M .; Quinto, F .; Rugel, G .; Steiner, P. (30 de marzo de 2014). "La abundancia de ²⁴⁴ Pu vivo en depósitos de aguas profundas en la Tierra apunta a la rareza de la nucleosíntesis de actínidos". Comunicaciones de la naturaleza . 6 : 5956. arXiv : 1509.08054 . Código Bibliográfico : 2015NatCo ... 6E5956W . doi : 10.1038 / ncomms6956 .
57. Holden, Norman E. (2001). "Una breve historia de los datos nucleares y su evaluación" . 51ª Reunión del Grupo de Trabajo de Evaluación Transversal del USDOE . Upton (NY): Centro Nacional de Datos Nucleares, Laboratorio Nacional Brookhaven . Consultado el 3 de enero de 2009 .
58. Fermi, Enrico (12 de diciembre de 1938). "Radiactividad artificial producida por bombardeo de neutrones: Conferencia Nobel" (PDF) . Real Academia Sueca de Ciencias.
59. Darden, Lindley (1998). "La naturaleza de la investigación científica" . College Park: Departamento de Filosofía, Universidad de Maryland . Consultado el 3 de enero de 2008 .
60. Bernstein 2007 , págs. 44-52.
61. Seaborg, Glenn T. "Una historia temprana de LBNL: elementos 93 y 94" . Computación avanzada para el Departamento de Ciencias, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Consultado el 17 de septiembre de 2008 .
62. Glenn T. Seaborg. "La historia del plutonio" . Laboratorio Lawrence Berkeley, Universidad de California. LBL-13492, DE82 004551.
63. E. Segrè, Una mente siempre en movimiento, University of California Press, 1993, págs. 162-169
64. Seaborg y Seaborg 2001 , págs. 71–72.
65. Heiserman 1992 , p. 338.
66. Clark, David L .; Hobart, David E. (2000). "Reflexiones sobre el legado de una leyenda: Glenn T. Seaborg, 1912-1999" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . 26 : 56-61, en 57 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
67. Clark, David L .; Hobart, David E. (2000). "Reflexiones sobre el legado de una leyenda: Glenn T. Seaborg, 1912-1999" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . 26 : 56-61, en 57 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
68. "Entrevista de primera línea con Seaborg" . Primera línea . Servicio de Radiodifusión Pública. 1997 . Consultado el 7 de diciembre de 2008 .
69. Glenn T. Seaborg (1977). "Historia de MET Lab Sección CI, abril de 1942 - abril de 1943" . Oficina de Informes Técnicos de Información Científica y Técnica . Universidad de California, Berkeley (EE. UU.). Laboratorio Lawrence Berkeley. doi : 10.2172 / 7110621 .
70. "Sala 405, Laboratorio George Herbert Jones" . Servicio de Parques Nacionales. Archivado desde el original el 8 de febrero de 2008 . Consultado el 14 de diciembre de 2008 .
71. "Tabla periódica de elementos" . Laboratorio Nacional de Los Alamos . Consultado el 15 de septiembre de 2015 .
72. Minero , 1968 , p. 540
73. "Plutonio" . Fundación Patrimonio Atómico . Consultado el 15 de septiembre de 2015 .
74. "Selección del sitio" . Historia de LANL . Los Alamos, Nuevo México: Laboratorio Nacional de Los Alamos . Consultado el 23 de diciembre de 2008 .
75. Hammel, EF (2000). "La domesticación de" 49 "- Gran ciencia en poco tiempo. Recuerdos de Edward F. Hammel, en: Cooper NG Ed. Desafíos en la ciencia del plutonio" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . 26 (1): 2–9 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .

    Hecker, SS (2000). "Plutonio: una descripción histórica. En: Desafíos en la ciencia del plutonio" . Ciencia de Los Alamos . 26 (1): 1–2 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .

76. Sublette, Carey. "Cronología de la historia atómica 1942-1944" . Washington (DC): Fundación del Patrimonio Atómico . Consultado el 22 de diciembre de 2008 .
77. Hoddeson y col. 1993 , págs. 235-239.
78. Hoddeson y col. 1993 , págs. 240–242.
79. Wahlen , 1989 , p. 1.
80. "Acciones de lista semanal" . Servicio de Parques Nacionales. 29 de agosto de 2008 . Consultado el 30 de agosto de 2008 .
81. Wahlen , 1989 , p. iv, 1
82. Lindley, Robert (2013). "Kate Brown: Nuclear" Plutopias "el mayor programa de bienestar en la historia de Estados Unidos" . History News Network .
83. Rincon, Paul (2 de marzo de 2009). "BBC NEWS - ciencia y medio ambiente - reliquia nuclear estadounidense encontrada en una botella" . BBC News . Consultado el 2 de marzo de 2009 .
84. Gebel, Erika (2009). "Plutonio viejo, trucos nuevos" . Química analítica . 81 (5): 1724. doi : 10.1021 / ac900093b .
85. Schwantes, Jon M .; Matthew Douglas; Steven E. Bonde; James D. Briggs; et al. (2009). "Arqueología nuclear en una botella: evidencia de las actividades de armas de Estados Unidos antes de la Trinidad desde un cementerio de desechos". Química analítica . 81 (4): 1297–1306. doi : 10.1021 / ac802286a . PMID 19152306 . 
86. Sublette, Carey (3 de julio de 2007). "8.1.1 El diseño de Gadget, Fat Man y" Joe 1 "(RDS-1)" . Preguntas frecuentes sobre armas nucleares, edición 2.18 . El Archivo de Armas Nucleares . Consultado el 4 de enero de 2008 .
87. Malik, John (septiembre de 1985). "Los rendimientos de las explosiones de Hiroshima y Nagasaki" (PDF) . Los Alamos. pag. Cuadro VI. LA-8819 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
88. Sobre la cifra de 1 kg = 17 kt, ver Garwin, Richard (4 de octubre de 2002). "Proliferación de armas y materiales nucleares a agentes estatales y no estatales: lo que significa para el futuro de la energía nuclear" (PDF) . Simposio de la Universidad de Michigan . Federación de Científicos Americanos . Consultado el 4 de enero de 2009 .
89. Sklar 1984 , págs. 22-29.
90. Bernstein 2007 , p. 70.
91. "Registro histórico de ingeniería estadounidense: Reactor B (edificio 105-B)" . Richland: Departamento de Energía de Estados Unidos. 2001. p. 110. DOE / RL-2001-16 . Consultado el 24 de diciembre de 2008 .
92. Cochran, Thomas B. (1997). Salvaguarda de materiales utilizables para armas nucleares en Rusia (PDF) . Foro Internacional sobre Tráfico Nuclear Ilegal. Washington (DC): Natural Resources Defense Council, Inc. Archivado desde el original (PDF) el 5 de julio de 2013 . Consultado el 21 de diciembre de 2008 .
93. Emsley, 2001 .
94. Instituto Internacional de Investigación de la Paz de Estocolmo 2007 , p. 567.
95. Poeta, SE; Martell, EA (octubre de 1972). "Contaminación por plutonio-239 y americio-241 en el área de Denver". Física de la salud . 23 (4): 537–48. doi : 10.1097 / 00004032-197210000-00012 . PMID 4634934 . 
96. Johnson, CJ (octubre de 1981). "Incidencia de cáncer en una zona contaminada con radionucleidos cerca de una instalación nuclear". Ambio . 10 (4): 176–182. JSTOR 4312671 . PMID 7348208 .  Reimpreso en Johnson, C. J (octubre de 1981). "Incidencia de cáncer en una zona contaminada con radionucleidos cerca de una instalación nuclear". Colo Med . 78 (10): 385–92. PMID 7348208 . 
97. "Refugio Nacional de Vida Silvestre Rocky Flats" . Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU . Consultado el 2 de julio de 2013 .
98. Secretaria de prensa (23 de julio de 2002). "El presidente firma el proyecto de ley de Yucca Mountain" . Washington (DC): Oficina del Secretario de Prensa, Casa Blanca. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2008 . Consultado el 9 de febrero de 2015 .
99. Hebert, H. Josef (6 de marzo de 2009). "Los desechos nucleares no irán a la montaña Yucca de Nevada, dice el funcionario de Obama" . Chicago Tribune . pag. 4. Archivado desde el original el 24 de marzo de 2011 . Consultado el 17 de marzo de 2011 .
100. "Acerca de la Comisión" . Archivado desde el original el 21 de junio de 2011.
101. Comisión Blue Ribbon sobre el futuro nuclear de Estados Unidos. "Informe del subcomité de eliminación a la Comisión en pleno" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 25 de enero de 2017 . Consultado el 26 de febrero de 2017 .
102. Musgo, William; Eckhardt, Roger (1995). "Los experimentos de inyección de plutonio humano" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . Laboratorio Nacional de Los Alamos. 23 : 188, 205, 208, 214 . Consultado el 6 de junio de 2006 .
103. Voelz, George L. (2000). "Plutonio y salud: ¿Qué tan grande es el riesgo?". Ciencia de Los Alamos . Los Alamos (NM): Laboratorio Nacional de Los Alamos (26): 78–79.
104. Longworth, RC (noviembre-diciembre de 1999). "Inyectado! Revisión del libro: los archivos de plutonio: experimentos médicos secretos de Estados Unidos en la Guerra Fría" . El Boletín de los Científicos Atómicos . 55 (6): 58–61. doi : 10.2968 / 055006016 .
105. Moss, William y Roger Eckhardt. (1995). "Los experimentos de inyección de plutonio humano". Ciencia de Los Alamos. 23: 177-233.
106. Apertura, DOE. (Junio ​​de 1998). Experimentos de radiación humana: Informe ACHRE. Capítulo 5: Experimentos del distrito de Manhattan; la primera inyección. Washington DC. Superintendente de Documentos Oficina de Imprenta del Gobierno de los Estados Unidos.
107. AEC no. UR-38, Informe técnico trimestral de 1948
108. Yesley, Michael S. (1995). " ' Daño ético' y los experimentos de inyección de plutonio" (PDF) . Ciencia de Los Alamos . 23 : 280-283 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
109. Martin 2000 , p. 532.
110. "Diseño de armas nucleares" . Federación de Científicos Americanos . 1998. Archivado desde el original el 26 de diciembre de 2008 . Consultado el 7 de diciembre de 2008 .
111. "Combustible de óxido mixto (MOX)" . Londres (Reino Unido): Asociación Nuclear Mundial. 2006 . Consultado el 14 de diciembre de 2008 .
112. Till y Chang 2011 , págs. 254-256.
113. Till y Chang 2011 , p. 15.
114. "Almacenamiento de plutonio en el sitio del río Savannah del Departamento de energía: primer informe anual al Congreso" (PDF) . Junta de Seguridad de las Instalaciones Nucleares de Defensa. 2004. págs. A – 1 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
115. Besmann, Theodore M. (2005). "Comportamiento termoquímico del galio en combustible de reactor de agua ligera de óxido mixto derivado de material de armas (LWR)" . Revista de la Sociedad Americana de Cerámica . 81 (12): 3071-3076. doi : 10.1111 / j.1151-2916.1998.tb02740.x .
116. "Plutonio" . Asociación Nuclear Mundial. Marzo de 2009 . Consultado el 28 de febrero de 2010 .
117. "Ciencia para las masas críticas: cómo cambia el plutonio con el tiempo" . Instituto de Investigaciones Energéticas y Ambientales.
118. "De fuentes de calor a fuentes de corazón: Los Alamos hizo material para bombeo de plutonio" . Actinide Research Quarterly . Los Alamos: Laboratorio Nacional de Los Alamos (1). 2005. Archivado desde el original el 16 de febrero de 2013 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
119. "Por qué la misión Cassini no puede utilizar matrices solares" (PDF) . NASA / JPL. 6 de diciembre de 1996. Archivado desde el original (PDF) el 26 de febrero de 2015 . Consultado el 21 de marzo de 2014 .
120. St. Fleur, Nicholas, "El corazón radiactivo de la nave espacial New Horizons a Plutón" , New York Times , 7 de agosto de 2015. El "generador de 125 libras [se] llama generador termoeléctrico de radioisótopos de fuente de calor de uso general". [Estaba] abastecido con 24 libras de plutonio que produjeron alrededor de 240 vatios de electricidad cuando abandonó la Tierra en 2006, según Ryan Bechtel, un ingeniero del Departamento de Energía que trabaja en energía nuclear espacial. Durante el sobrevuelo de Plutón, la batería produjo 202 vatios, dijo Bechtel. La energía continuará disminuyendo a medida que el metal se descomponga, pero hay suficiente para controlar la sonda durante otros 20 años, según Curt Niebur, un científico del programa de la NASA en la misión New Horizons ". Consultado el 10 de agosto de 2015.
121. Mosher, Dave (19 de septiembre de 2013). "Problema del plutonio de la NASA podría poner fin a la exploración del espacio profundo" . Cableado . Consultado el 5 de febrero de 2015 .
122. "Vida útil de la nave espacial Voyager" . Laboratorio de propulsión a chorro . 11 de junio de 2014 . Consultado el 5 de febrero de 2015 .
123. Venkateswara Sarma Mallela; V. Ilankumaran y N.Srinivasa Rao (2004). "Tendencias en baterías de marcapasos cardíaco" . Electrofisiol de marcapasos indio . 4 (4): 201–212. PMC 1502062 . PMID 16943934 .  
124. "Marcapasos con plutonio (1974)" . Universidades asociadas de Oak Ridge . Consultado el 6 de febrero de 2015 .
125. "Marcapasos con plutonio (1974)" . Oak Ridge: Orau.org. 2011 . Consultado el 1 de febrero de 2015 .
126. "Marcapasos nuclear todavía energizado después de 34 años" . 19 de diciembre de 2007 . Consultado el 14 de marzo de 2019 .
127. Bayles, John J .; Taylor, Douglas (1970). SEALAB III - Sistema isotópico de calentador de traje de baño para buceadores (Informe). Port Hueneme: Laboratorio de Ingeniería Civil Naval. AD0708680.
128. "Perfil toxicológico del plutonio" (PDF) . Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU., Agencia para el Registro de Sustancias Tóxicas y Enfermedades (ATSDR). Noviembre de 2010 . Consultado el 9 de febrero de 2015 .
129. Little, MP (junio de 2009). "Efectos de cáncer y no cáncer en supervivientes de la bomba atómica japonesa". J Radiol Prot . 29 (2A): A43–59. Código Bibliográfico : 2009JRP .... 29 ... 43L . doi : 10.1088 / 0952-4746 / 29 / 2A / S04 . PMID 19454804 . 
130. "Plutonio, número de identificación de CAS: 7440-07-5" . Agencia de Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) . Consultado el 5 de febrero de 2015 .
131. Grellier, James; Atkinson, Will; Bérard, Philippe; Bingham, Derek; Birchall, Alan; Blanchardon, Eric; Bull, Richard; Guseva Canu, Irina; Challeton-de Vathaire, Cécile; Cockerill, Rupert; Hazlo, Minh T; Engels, Hilde; Figuerola, Jordi; Foster, Adrian; Holmstock, Luc; Hurtgen, Christian; Laurier, Dominique; Puncher, Matthew; Riddell, Tony; Samson, Eric; Thierry-Chef, Isabelle; Tirmarche, Margot; Vrijheid, Martine; Cardis, Elisabeth (2017). "Riesgo de mortalidad por cáncer de pulmón en trabajadores nucleares por exposición interna a radionucleidos emisores de partículas alfa" . Epidemiología . 28 (5): 675–684. doi : 10.1097 / EDE.0000000000000684 . PMC 5540354 . PMID  28520643 .
132. "Formación técnica de control radiológico" (PDF) . Departamento de Energía de EE. UU. Archivado desde el original (PDF) el 30 de junio de 2007 . Consultado el 14 de diciembre de 2008 .
133. Cohen, Bernard L. "El mito de la toxicidad del plutonio" . Archivado desde el original el 26 de agosto de 2011.
134. Cohen, Bernard L. (mayo de 1977). "Peligros de la toxicidad del plutonio" . The Radiation Safety Journal: Health Physics . 32 (5): 359–379. doi : 10.1097 / 00004032-197705000-00003 . PMID 881333 . S2CID 46325265 .  
135. Brown, Shannon C .; Margaret F. Schonbeck; David McClure; et al. (Julio de 2004). "Cáncer de pulmón y dosis de pulmón interno entre los trabajadores de plutonio en la planta de Rocky Flats: un estudio de casos y controles" . Revista Estadounidense de Epidemiología . Revistas de Oxford. 160 (2): 163-172. doi : 10.1093 / aje / kwh192 . PMID 15234938 . 
136. "Hoja de datos de salud humana de ANL: plutonio" (PDF) . Laboratorio Nacional Argonne. 2001. Archivado desde el original (PDF) el 16 de febrero de 2013 . Consultado el 16 de junio de 2007 .
137. "Protección contra la radiación, plutonio: ¿Qué hace el plutonio una vez que ingresa al cuerpo?" . Agencia de Protección Ambiental de EE . UU . Consultado el 15 de marzo de 2011 .
138. "¿Ralph Nader dijo que una libra de plutonio podría causar 8 mil millones de cánceres?" . Consultado el 3 de enero de 2013 .
139. Bernard L. Cohen. "La opción de energía nuclear, capítulo 13, plutonio y bombas" . Consultado el 28 de marzo de 2011 .(Versión en línea del libro de Cohen The Nuclear Energy Option (Plenum Press, 1990) ISBN 0-306-43567-5 ). 
140. Voelz, GL (1975). "Lo que hemos aprendido sobre el plutonio a partir de datos humanos" . The Radiation Safety Journal Health Physics : 29.
141. Skwarzec, B; Struminska, D; Borylo, A (2001). "Bioacumulación y distribución de plutonio en peces de la bahía de Gdansk". Revista de radiactividad ambiental . 55 (2): 167-178. doi : 10.1016 / s0265-931x (00) 00190-9 . PMID 11398376 . 
142. Baxter, M; Fowler, S; Povined, P (1995). "Observaciones sobre plutonio en los océanos". Radiación aplicada e isótopos . 46 (11): 1213-1223. doi : 10.1016 / 0969-8043 (95) 00163-8 .
143. Lerebours, A; Gudkov, D; Nagorskaya, L; Kaglyan, A; Rizewski, V; Leshchenko, A (2018). "Impacto de la radiación ambiental en la salud y el estado reproductivo de los peces de Chernobyl" . Ciencia y tecnología ambientales . 52 (16): 9442–9450. Código bibliográfico : 2018EnST ... 52.9442L . doi : 10.1021 / acs.est.8b02378 . PMID 30028950 . 
144. Hasta, John E .; Kaye, SV; Trabalka, JR (1976). "La toxicidad del uranio y el plutonio para el desarrollo de embriones de peces" . Laboratorio Nacional de Oak Ridge : 187.
145. Minero , 1968 , p. 546
146. Roark, Kevin N. (2000). "Informe de accidentes de criticidad emitido" . Los Alamos (NM): Laboratorio Nacional de Los Alamos. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2008 . Consultado el 16 de noviembre de 2008 .
147. Hunner 2004 , p. 85.
148. "Raemer Schreiber" . Biografías del personal . Los Alamos: Laboratorio Nacional de Los Alamos. Archivado desde el original el 3 de enero de 2013 . Consultado el 16 de noviembre de 2008 .
149. McLaughlin, Monahan y Pruvost 2000 , p. 17.
150. Albright, David; O'Neill, Kevin (1999). "Las lecciones del secreto nuclear en Rocky Flats" . Resumen del número de ISIS . Instituto de Ciencia y Seguridad Internacional (ISIS). Archivado desde el original el 8 de julio de 2008 . Consultado el 7 de diciembre de 2008 .
151. "Transporte de materiales radiactivos" . Asociación Nuclear Mundial . Consultado el 6 de febrero de 2015 .
152. "§ 71.63 Requisito especial para envíos de plutonio" . Comisión Reguladora Nuclear de Estados Unidos . Consultado el 6 de febrero de 2015 .
153. "Garceta pacífica" . Consultado el 22 de marzo de 2016 .
154. Yamaguchi, Mari. "Dos barcos británicos llegan a Japón para llevar plutonio a Estados Unidos" . Consultado el 22 de marzo de 2016 .
155. "Dos barcos británicos llegan a Japón para transportar plutonio para su almacenamiento en Estados Unidos". Consultado el 22 de marzo de 2016 .
156. "Envíos de plutonio parte 175.704" . Código de Regulaciones Federales 49 - Transporte . Consultado el 1 de agosto de 2012 .
157. Av. Ida Søraunet Wangberg og Anne Kari Hinna. "Klassekampen: Flyr plutonium med rutefly" . Klassekampen.no . Consultado el 13 de agosto de 2012 .

Referencias

• Asimov, Isaac (1988). "Reactores nucleares". Comprensión de la física . Nueva York: Barnes & Noble Publishing. ISBN 0-88029-251-2.
• Bernstein, Jeremy (2007). Plutonio: una historia del elemento más peligroso del mundo . Washington, DC: Joseph Henry Press. ISBN 978-0-309-10296-4. OCLC  76481517 .
• Clark, Ronald (1961). El nacimiento de la bomba: la historia no contada de la participación de Gran Bretaña en el arma que cambió el mundo . Londres: Phoenix House. OCLC  824335 .
• Eagleson, Mary (1994). Química de la enciclopedia concisa . Berlín: Walter de Gruyter. ISBN 978-3-11-011451-5.
• Emsley, John (2001). "Plutonio". Bloques de construcción de la naturaleza: una guía de la A a la Z sobre los elementos . Oxford (Reino Unido): Oxford University Press. ISBN 0-19-850340-7.
• Gosling, FG (1999). El Proyecto Manhattan: Fabricación de la bomba atómica (PDF) . Oak Ridge: Departamento de Energía de Estados Unidos. ISBN 0-7881-7880-6. DOE / MA-0001-01 / 99. Archivado desde el original (PDF) el 24 de febrero de 2009 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
• Greenwood, NN; Earnshaw, A. (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Oxford (Reino Unido): Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
• Heiserman, David L. (1992). "Elemento 94: Plutonio" . Explorando elementos químicos y sus compuestos . Nueva York (NY): TAB Books. págs.  337–340 . ISBN 0-8306-3018-X.
• Hoddeson, Lillian ; Henriksen, Paul W .; Meade, Roger A .; Westfall, Catherine L. (1993). Asamblea crítica: una historia técnica de Los Alamos durante los años de Oppenheimer, 1943-1945 . Nueva York: Cambridge University Press. ISBN 0-521-44132-3. OCLC  26764320 .
• Hunner, Jon (2004). Inventando Los Alamos . ISBN 978-0-8061-3891-6.
• Hurst, DG; Ward, AG (1956). Reactores de investigación canadienses (PDF) . Ottawa: Atomic Energy of Canada Limited. OCLC  719819357 . Consultado el 6 de febrero de 2015 .
• Jha, DK (2004). Energía nuclear . Editorial Discovery. ISBN 81-7141-884-8.
• Kaku, Michio; Entrenadora, Jennifer (1983). Energía nuclear, ambos lados: los mejores argumentos a favor y en contra de la tecnología más controvertida . WW Norton & Company. ISBN 9780393301281. Consultado el 8 de diciembre de 2013 .
• Kay, AE (1965). plutonio 1965 . Taylor y Francis.
• Lide, David R., ed. (2006). Manual de Química y Física (87ª ed.). Boca Ratón: CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 0-8493-0487-3.
• Magurno, BA; Pearlstein, S., eds. (1981). Actas de la conferencia sobre métodos y procedimientos de evaluación de datos nucleares. BNL-NCS 51363 (PDF) . II . Upton: Laboratorio Nacional de Brookhaven . Consultado el 6 de agosto de 2014 .
• Martin, James E. (2000). Física para la protección radiológica . Wiley-Interscience. ISBN 0-471-35373-6.
• McLaughlin, Thomas P .; Monahan, Shean P .; Pruvost, Norman L. (2000). Una revisión de accidentes de criticidad (PDF) . Los Alamos: Laboratorio Nacional de Los Alamos. LA-13638 . Consultado el 6 de febrero de 2015 .
• Miner, William N .; Schonfeld, Fred W. (1968). "Plutonio" . En Clifford A. Hampel (ed.). La enciclopedia de los elementos químicos . Nueva York (NY): Reinhold Book Corporation. págs.  540–546 . LCCN  68029938 .
• Moody, Kenton James; Hutcheon, Ian D .; Grant, Patrick M. (2005). Análisis forense nuclear . Prensa CRC. ISBN 0-8493-1513-1.
• Rhodes, Richard (1986). La fabricación de la bomba atómica . Nueva York: Simon & Schuster. ISBN 0-671-65719-4.
• Seaborg, GT; Seaborg, E. (2001). Aventuras en la era atómica: de Watts a Washington . Farrar, Straus y Giroux. ISBN 0-374-29991-9.
• Sklar, Morty (1984). Nuke-Rebuke: escritores y artistas contra la energía nuclear y las armas . La serie de antología contemporánea. El espíritu que nos mueve Press.
• Instituto Internacional de Investigación para la Paz de Estocolmo (2007). Anuario SIPRI 2007: Armamento, Desarme y Seguridad Internacional . Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN 978-0-19-923021-1.
• Hasta, CE; Chang, YI (2011). Energía abundante: la historia del reactor rápido integral, la compleja historia de una tecnología de reactor simple, con énfasis en su base científica para no especialistas . Charles E. Till y Yoon Il Chang. ISBN 978-1-4663-8460-6.
• Wahlen, RK (1989). Historia del Área 100-B (PDF) . Richland, Washington: Westinghouse Hanford Company. WHC-EP-0273. Archivado desde el original (PDF) el 27 de marzo de 2009 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
• Welsome, Eileen (2000). Los archivos de plutonio: experimentos médicos secretos de Estados Unidos en la Guerra Fría . Nueva York: Random House. ISBN 0-385-31954-1.

enlaces externos

Escuche este artículo ( 45 minutos )

Este archivo de audio se creó a partir de una revisión de este artículo con fecha del 18 de julio de 2009 y no refleja ediciones posteriores. ( 18 de julio de 2009 )

( Ayuda de audio  · Más artículos hablados )

• "Biblioteca digital Alsos para cuestiones nucleares - Plutonio" . Universidad de Washington y Lee . Archivado desde el original el 3 de febrero de 2009 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
• Sutcliffe, WG; et al. (1995). "Una perspectiva sobre los peligros del plutonio" . Laboratorio Nacional Lawrence Livermore . Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2006.
• Johnson, CM; Davis, ZS (1997). "Armas nucleares: opciones de eliminación de plutonio utilizable excedente de armas" . Informe de CRS para el Congreso # 97-564 ENR . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
• "Propiedades físicas, nucleares y químicas del plutonio" . IEER . 2005 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
• Bhadeshia, H. "Cristalografía de plutonio" .
• Samuels, D. (2005). "Fin de la era del plutonio" . Revista Discover . 26 (11).
• Pike, J .; Sherman, R. (2000). "Producción de plutonio" . Federación de Científicos Americanos . Archivado desde el original el 3 de febrero de 2009 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
• "Fabricación y Fabricación de Plutonio" .
• Ong, C. (1999). "Inventarios mundiales de plutonio" . Nuclear Files.org. Archivado desde el original el 5 de agosto de 2014 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
• "Desafíos en la ciencia del plutonio" . Ciencia de Los Alamos . I y II (26). 2000 . Consultado el 15 de febrero de 2009 .
• "Plutonio" . Real Sociedad de Química . Consultado el 6 de febrero de 2015 .
• "Plutonio" . La tabla periódica de videos . Universidad de Nottingham . Consultado el 6 de febrero de 2015 .

Temas relacionados con el acceso a portales	Portal de la Segunda Guerra Mundial Portal de tecnología nuclear Portal de química Portal de física Portal de historia de la ciencia
Obtenga más información sobre los proyectos Sister de Wikipedia	Medios de Commons Definiciones de Wikcionario Escuche esta página en Wikipedia hablada