plutonio

Definición y características: El plutonio es un elemento transuránico radiactivo con el símbolo químico Pu y el número atómico 94. Es un metal actínido con apariencia entre gris y plateada que se oscurece cuando se expone al aire, formando una capa negruzca y opaca cuando se oxida. El plutonio es el elemento primordial más pesado en virtud a su isótopo más estable, el plutonio-244, el cual tiene una vida de 80 millones de años, lo que quiere decir que se mantiene estable sin desintegrarse durante ese tiempo. Este es principalmente un subproducto de la fisión nuclear en los reactores, lo que quiere decir que en su mayor parte (la mayoría de sus isótopos) es un elemento sintético, hecho por los humanos. Los isótopos más  usados son el Pu-240,-238y-239, que generalmente se obtienen fisionando el isótopo de uranio-238. El plutonio-240 tiene una tasa elevada de fisión espontánea, aumentando el flujo de neutrones de cualquier muestra en la que se encuentre. La presencia de plutonio-240 limita el uso de muestras para armas o combustible nuclear. Los isótopos del plutonio son caros y difíciles de separar, por esto suelen fabricarse en reactores especializados.

Fisión y fusión: Los sistemas más investigados y trabajados para la obtención de energía  a partir de la energía nuclear son la fisión nuclear y la fusión nuclear. La energía nuclear puede transformarse de forma descontrolada, dando lugar al armamento nuclear; o controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica, energía mecánica o energía térmica. ·         Fisión, aquí es donde entra en juego el plutonio, la fisión es el proceso por el cuál con una partícula de la energía adecuada (neutrón libre generalmente) se golpea una partícula subatómica que está unida a un núcleo, de tal manera que libera  la energía de esta,  y la de su unión con el núcleo. El proceso suele realizarse de tal manera que parte de esta energía se libera en forma de un neutrón libre, el cuál golpea la partícula siguiente hasta que toda la muestra se fisiona. ·         Fusión, En este caso se libera la energía de todo el núcleo, al fusionarse los núcleos de dos partículas de tal manera que cuando los núcleos se fusionan las partículas que forman estos se destruyen, liberando la energía que las forma. A través de este método se obtiene más energía,  pero es más costoso de realizar. En este proceso no se puede utilizar plutonio, porque es una partícula demasiado pesada como para destruir su núcleo.

Historia: El plutonio fue sintetizado por primera vez en 1940 por un equipo dirigido por Glenn T. Seaborg y Edwin McMillan en el laboratorio de la Universidad de California, Berkeley bombardeando uranio-238 con deuterio. Posteriormente se encontraron muestras de plutonio en la naturaleza (aunque en muy bajas cantidades). 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. La primera prueba nuclear ("Trinity", en julio de 1945), y la segunda bomba atómica usada para destruir una ciudad ("Fat Man" en Nagasaki, Japón en agosto de 1945).

Aplicaciones: ·         Explosivos:  El isótopo plutonio-239 es un componente clave en las armas nucleares debido a su fácil fisión y su disponibilidad. La bombas de plutonio tipo "Fat Man" producidas durante el Proyecto Manhattan usaban explosivos para comprimir el plutonio y obtener densidades significativamente más altas de lo normal (alcanzar la masa crítica), combinado con una fuente central de neutrones para iniciar la reacción de fisión y aumentar su eficiencia. De esta forma solo se necesitaban 6,2 kg de plutonio para un rendimiento equivalente a una explosión de 20 kilotones de TNT. Hipotéticamente, tan solo son necesarios 4 kg de plutonio, tal vez menos, para hacer una bomba atómica usando diseños de ensamblado muy sofisticados. ·         Fuente de energía: Este pude usarse para obtener energía a través de la fisión nuclear

``Trinity´´ y ``Fat Man´´: La creación de las armas nucleares se planteó a raíz de la política y los avances científicos de finales de la década de 1930. El aumento de los gobiernos fascistas en Europa y los nuevos descubrimientos sobre la naturaleza de los átomos potenciaron a países como Estados Unidos, Reino Unido o Canadá para desarrollar armas muy poderosas, utilizando la fisión nuclear como fuente primaria de energía. El Proyecto Manhattan, fue llamado la Alianza de esfuerzo, culminó en la prueba de un arma nuclear en el sitio que ahora se llama Trinidad, en julio de 1945, y en los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki unas semanas más tarde. ·         Trinity: fue la primera prueba nuclear del mundo, se trataba de una bomba hecha a partir de varios explosivos y un núcleo con unos cuantos gramos de plutonio. Cuando los explosivos explotaban, comprimían el uranio para que alcanzase su masa crítica, entonces este se bombardeaba con neutrones y la fisión empezaba.   http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9d/Trinity_test.ogg ·         Fat man: fue la primera arma nuclear de plutonio usada durante una guerra, tenía una estructura muy similar a la bomba Trinity, y también se basaba en el principio de la fisión con explosivos. Esta fue detonada en la ciudad de Nagasaki, en Japón, pocas semanas después de haber detonado la bomba Little Boy en Hiroshima.