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Plutonio

Plutonio. Arturo Jesús Temblador Pérez Correo: artu15arcos@hotmail.com. Historia. El plutonio fue descubierto en 1940 por Seaborg, McMillan, Kennedy y Wahl en la Universidad de Berkeley. Se produjo a partir del bombardeo de uranio por deuterones en el ciclotrón de 60 pulgadas. Proceso:

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Presentation Transcript

  1. Plutonio Arturo Jesús Temblador Pérez Correo: artu15arcos@hotmail.com

  2. Historia El plutonio fue descubierto en 1940 por Seaborg, McMillan, Kennedy y Wahl en la Universidad de Berkeley. Se produjo a partir del bombardeo de uranio por deuterones en el ciclotrón de 60 pulgadas. Proceso: U-238(d,2n)Np-238—(beta)Pu-238

  3. Características generales • Símbolo y número atómico: Pu,94 • Clasificación: Metales de transición, Grupo 3,Período 7, Bloque f, Tierras raras, Serie Actínidos. • Densidad: 19.816 Kg/m3

  4. Apariencia Es pesado, blanco, plateado y adquiere color amarillento cuando se oxida ligeramente. Desprende calor debido a la radiactividad. Trozos grandes producen suficiente calor para hacer que hierva el agua.

  5. Propiedades atómicas • Masa atómica: 244 u • Radio atómico (pm): 151 • Radio iónico (pm) (carga del ion): 108(+3), 93(+4), 87(+5), 81(+6) • Estructura electrónica: [Rn] 5f6d1 7s2 • Números de oxidación: +2, +3, +4, +5, +6 • Estructura cristalina: Monocíclica

  6. Propiedades físicas • Estado: Sólido • Punto de fusión: 912,5 K • Punto de ebullición: 3.501 K • Entalpía de vaporización: 333 KJ/mol • Entalpía de fusión: 2,82 KJ/mol • Presión de vapor: 10 Pa a 2.926 K

  7. Otras propiedades • Electronegatividad: 1,28 (Pauling) • Calor específico: 35,3 J/KgK • Resistencia eléctrica: 0,685 m-1·Ω-1 • Conductividad térmica: 6,74 W/(m.K) • Primer potencial de ionización: 584,7 kJ/mol (Todos los valores en el SI y en condiciones normales (0ºC y 1 atm)

  8. Datos cristalográficos • Estructura cristalina: Monocíclica simple • Dimensiones de la celda unidad/p m: a= 618.3, b=482.2, c=1096.3, β=101.79° • Grupo espacial: P21m

  9. Isótopos Se conocen 20 isótopos, todos inestables. El de mayor importancia económica es el Pu-239, con un período de semidesintegración de 24.100 años. Pu-244: 8,08x10 elevado a 7 años. Pu-242: 373300 años. Pu-240: 6563 años. Pu-238: 87,7 años. Pu-228: menos de 4 milisegundos. Los átomos de plutonio se transforman eventualmente en un elemento diferente y emiten radiación (decaimiento radiactivo) en el ambiente.

  10. El Pu-239 es producido en grandes cantidades en los reactores nucleares a partir del uranio natural según el proceso: • 238-U --> 239U --> 239Np --> 239Pu Es químicamente reactivo. Se disuelve fácilmente en ácido clorhídrico, yodhídrico y perclórico concentrados. Cuatro estados de oxidación en solución acuosa: Pu+3 (azul), Pu+4 (amarillo rojizo), PuO+ (rosa), y PuO+2(rosa anaranjado) Forma compuestos binarios con el oxígeno: PuO, PuO2. También óxidos intermedios de composición variable; con los haluros: PuF3, PuF4, PuCl3, PuBr3, PuI3; con carbono, nitrógeno, y silicio: PuC, PuN, PuSi2

  11. Principales usos • El plutonio-238 se utiliza en fuentes de calor para aplicaciones espaciales y se ha empleado en marcapasos cardíacos. • El plutonio-239 se emplea como combustible nuclear en la producción de isótopos radiactivos para la investigación y como agente fisionable en armas nucleares. • Industria nuclear (es fácilmente fisionable con neutrones. Un kilogramo de plutonio equivale a unos 22 millones de kWh de energía térmica)

  12. Efectos sobre la salud • La radiación alfa que emite puede irradiar órganos internos cuando el plutonio es inhalado o ingerido, causando cáncer de pulmón, hígado o huesos. • La radioactividad del plutonio puede causar fallo reproductivo. • Todo el mundo está expuesto a niveles muy bajos en el aire, el agua y los alimentos.

  13. Efectos ambientales • Producimos la mayor parte del plutonio en reactores nucleares. • Las pruebas nucleares en la atmósfera, suspendidas en 1980, son la fuente principal del plutonio del ambiente. • Puede entrar en el medio ambiente por escapes en reactores nucleares, plantas de producción de armas e instalaciones de investigación, pruebas de armas nucleares. • Puede entrar en las aguas superficiales por escapes accidentales y vertidos. • El suelo puede contaminarse a través de lluvia radiactiva y llegar hasta las aguas subterráneas.

  14. Bomba de plutonio • Es de tipo implosivo • El plutonio ofrece varias ventajas sobre el uranio como un componente de un arma nuclear. Solo 4 kg son necesarios para hacer un artefacto explosivo, con una potencia de 20 kilotones.

  15. Mecanismo de la bomba Consiste en una esfera de plutonio que no es lo suficientemente densa como para producir una reacción en cadena. En su interior se encuentra un mecanismo iniciador de neutrones, y el exterior está revestido por material explosivo. Al disparan los detonadores el material explosivo estalla y envía una onda de choque hacia el plutonio, que se comprime hasta que alcanza una densidad supercrítica y se dispara el iniciador de neutrones para comenzar la reacción en cadena de la explosión nuclear.

  16. La bomba lanzada en la Segunda Guerra Mundial sobre Nagasaki era de plutonio

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