Plutónio é um metal radioactivo, prateado, que pode ser usado para criar ou destruir. Embora tenha sido usado para destruição logo após ter sido feito, hoje o elemento é usado principalmente para criar energia em todo o mundo.
Plutónio foi produzido e isolado pela primeira vez em 1940 e foi usado para fazer a bomba atómica “Fat Man” que foi lançada sobre Nagasaki no final da Segunda Guerra Mundial, apenas cinco anos após ter sido produzido pela primeira vez, disse Amanda Simson, uma professora assistente de engenharia química na Universidade de New Haven.
Só os factos
Aqui estão as propriedades do plutónio, segundo o Laboratório Nacional de Los Alamos:
- Número atómico: 94
- Símbolo atómico: Pu
- Peso atómico: 244
- Ponto de fusão: 1.184 F (640 C)
- Ponto de rebordo: 5.842 F (3.228 C)
Descoberta &História
Plutónio foi descoberto em 1941 pelos cientistas Joseph W. Kennedy, Glenn T. Seaborg, Edward M. McMillan e Arthur C. Wohl na Universidade da Califórnia, Berkley. A descoberta ocorreu quando a equipe bombardeou urânio-238 com deuterons que tinham sido acelerados em um dispositivo ciclotron, que criou o neptúnio-238 e dois nêutrons livres. O neptúnio-238 então se decompôs em plutônio-238 através da decadência beta.
Esta experiência não foi partilhada com o resto da comunidade científica até 1946, após a Segunda Guerra Mundial. Seaborg submeteu um artigo sobre sua descoberta à revista Physical Review em março de 1941, mas o artigo foi retirado quando foi descoberto que um isótopo de plutônio, Pu-239, pode ser usado para criar uma bomba atômica.
Em breve, Seaborg foi enviado para liderar o Laboratório de Produção de Plutônio, também conhecido como Met Lab, na Universidade de Chicago, de acordo com o Laboratório Nacional de Los Alamos. O objetivo do laboratório era criar o plutônio como parte do Projeto Manhattan. O Projeto Manhattan foi um empreendimento secreto durante a Segunda Guerra Mundial, que trabalhou exclusivamente para desenvolver uma bomba atômica.
Em 18 de Agosto de 1942, eles tiveram o seu primeiro grande sucesso. Eles foram capazes de criar uma quantidade de traços de plutónio que era visível ao olho. Equivalia apenas a cerca de 1 micrograma. A partir da pequena amostra, o cientista determinou o peso atômico do plutônio.
O Projecto Manhattan acabou por produzir plutónio suficiente para o “Teste de Trindade”. Durante o teste, a primeira bomba atómica do mundo, ou “O Gadget”, foi explodida perto de Socorro, Novo México, a 16 de Julho de 1945, pelo director do Laboratório Los Alamos Robert Oppenheimer e pelo General do Exército Leslie Groves.
Do teste, Oppenheimer disse: “Nós sabíamos que o mundo não seria o mesmo. Algumas pessoas riram, algumas pessoas choraram. A maioria das pessoas calou-se. Lembrei-me da frase da Escritura Hindu, a Bhagavad-Gita. Vishnu está tentando persuadir o Príncipe de que ele deveria cumprir seu dever e impressioná-lo assume sua forma multiarmas e diz: “Agora eu me tornei a Morte, o destruidor de mundos”. Suponho que todos nós pensamos isso, de uma forma ou de outra”, de acordo com a Sociedade Real de Química.
A explosão teve o equivalente energético de aproximadamente 20.000 toneladas de TNT. A primeira bomba atómica de guerra caiu em Hiroshima, Japão, a 6 de Agosto de 1945. Aquela bomba atômica, chamada de “Little Boy”, tinha um núcleo de urânio, no entanto. A segunda bomba, lançada sobre Nagasaki, Japão, em 9 de agosto de 1945, tinha um núcleo de plutônio. O “Gordo”, como era chamado, apressou o fim da Segunda Guerra Mundial.
Propriedades do plutónio
O metal de plutónio preparado a fresco tem uma cor prateada e brilhante, mas assume uma cor cinzenta, amarela ou verde-azeitona quando oxidado no ar. O metal dissolve-se rapidamente em ácidos minerais concentrados. Um grande pedaço de plutónio é quente ao toque devido à energia libertada pela decomposição alfa; peças maiores podem produzir calor suficiente para ferver água. À temperatura ambiente o plutónio de forma alfa (a forma mais comum) é tão duro e quebradiço como o ferro fundido. Pode ser ligado a outros metais para formar a forma delta estabilizada à temperatura ambiente, que é macia e dúctil. Ao contrário da maioria dos metais, o plutónio não é um bom condutor de calor ou electricidade. Tem um ponto de fusão baixo e um ponto de ebulição invulgarmente alto.
Plutónio pode formar ligas e compostos intermediários com a maioria dos outros metais, e compostos com uma variedade de outros elementos. Algumas ligas têm capacidades supercondutoras e outras são usadas para fazer pellets de combustível nuclear. Seus compostos vêm em uma variedade de cores, dependendo do estado de oxidação e quão complexos são os vários ligantes. Em solução aquosa existem cinco estados iónicos de valância.
Plutónio, juntamente com todos os outros elementos transuranianos, é um perigo radiológico e deve ser manuseado com equipamento especializado e precauções. Estudos com animais descobriram que alguns miligramas de plutônio por quilograma de tecido são letais.
Fontes
Plutônio geralmente não é encontrado na natureza. Oligoelementos de plutônio são encontrados em minérios de urânio naturalmente presentes. Aqui, ele é formado de forma semelhante ao neptúnio: por irradiação de urânio natural com nêutrons seguida de decaimento beta.
Primariamente, entretanto, o plutônio é um subproduto da indústria de energia nuclear. Anualmente, são produzidas cerca de 20 toneladas de plutónio, segundo o Laboratório Nacional de Los Alamos. O combustível nuclear usado também pode ser reprocessado para separar plutônio utilizável de outros elementos do combustível.
Testes de armas atmosféricas nos anos 50 e 60 deixaram toneladas de plutônio na atmosfera da Terra que ainda hoje existe, de acordo com a Associação Nuclear Mundial.
Usos
Para a maior parte, o plutônio não é muito usado. De facto, dos cinco isótopos comuns, apenas dois dos isótopos de plutónio, o plutónio-238 e o plutónio-239, são usados para qualquer coisa.
Plutónio-238 é usado para fazer electricidade para sondas espaciais usando geradores termoeléctricos de radioisótopos. Estes geradores são ligados quando as sondas não conseguem obter energia solar suficiente por terem viajado muito longe do sol. Algumas sondas que usam plutônio-238 são Cassini e Galileo.
Quando concentrado o suficiente, o plutónio-239 sofre uma reacção em cadeia de fissão. Por causa disso, ele é usado em armas nucleares e alguns reatores nucleares.
Na verdade, um dos maiores usos do plutônio é a energia. De acordo com a Associação Nuclear Mundial, mais de um terço da energia produzida na maioria das usinas nucleares provém do plutônio. O plutónio é o principal combustível nos reactores de neutrões rápidos.
Quem diria?
Durante décadas, os cientistas perguntaram-se porque é que o plutónio não agiu como outros metais no seu grupo. Por exemplo, o plutónio é um pobre condutor de electricidade e não se cola aos ímanes. Agora os pesquisadores descobriram onde seu “magnetismo ausente” tem se escondido e tem a ver com o comportamento maluco dos elétrons no invólucro externo do elemento. Ao contrário de outros metais, que têm um número definido de elétrons em suas conchas externas, quando em estado de terra, o plutônio pode ter quatro, cinco ou seis elétrons lá.
Este número flutuante de elétrons de concha externa explica porque o plutônio não é magnético: Para que um átomo interaja com ímãs, os elétrons não pareados em sua concha externa devem se alinhar em um campo magnético.
O isótopo mais estável do plutónio, o plutónio-244, pode durar muito tempo. Tem uma meia-vida de cerca de 82 milhões de anos e decompõe-se em urânio-240 através da decomposição alfa, de acordo com o Jefferson Lab.
Plutónio recebeu o nome do planeta, Plutão. Isto porque veio depois do Urânio, que recebeu o nome do planeta Urano, e do Netúnio, que recebeu o nome do planeta Netuno.
Plutónio emite neutrões, partículas beta e raios gama.