Plutônio-238

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Plutônio-238 é um isótopo radioativo do plutônio com uma meia-vida de 87,7 anos. Pela sua capacidade de ser um grande emissor de partículas alfa e não liberar radiações mais penetrantes(beta e gama, que por sua vez são problemáticas), ele é usado em geradores termoelétricos de radioisótopos e unidades de aquecimento de radioisótopos. Um grama de plutônio-238 gera 0,5 watts e um quilo gera 567 watts de potência.

Uma amostra de Pu-238 brilhando pelo seu próprio calor.

Historia[editar | editar código-fonte]

O plutônio-238 foi sintetizado por Glenn Seaborg e colaboradores em 1941 pelo bombardeio de núcleos de urânio-238 por deutério, produzindo Np-238 que sofre um decaimento beta negativo tendo como resultado final um átomo de Pu-238, sendo esta a primeira amostra de plutônio artificial do mundo.

{}^2_1\mathrm{D}+{}^{238}_{\ 92}\mathrm{U}\to{}^{240}_{\ 93}\mathrm{Np}^*\to 2\ {}^1_0\mathrm{n}+(\ {}^{238}_{\ 93}\mathrm{Np}\to{}^{238}_{\ 94}\mathrm{Pu}+\mathrm{e}^-+\bar{\nu_\mathrm{e}}\ )

ou em uma equação mais simples:

\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{2}_{1}D\ \longrightarrow \ ^{238}_{\ 93}Np\ +\ 2\ ^{1}_{0}n \quad;\quad ^{238}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2.117 \ d]{\beta^-} \ ^{238}_{\ 94}Pu}

Os Estados Unidos(a origem deste isótopo), atualmente tem capacidades limitadas para produzir plutônio-238, todo o seu Pu-238 tem sido usado em sondas espaciais e ainda foi comprado na Rússia, ao total o foi comprado 16,5kg. O Departamento de Energia dos EUA estão solicitando financiamento para reiniciar a produção interna deste isótopo, mas deve levar cinco anos para produzir amostras substanciais.

RTGs[editar | editar código-fonte]

RTG (cilindro negro) da sonda espacial New Horizons.

O Pu-238 sempre foi o elemento preferido para se utilizar em RTGs, sendo utilizado nos RTGs das famosas sondas Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2, Galileo, Ulysses, Cassini e New Horizons. Isso se deve a sua propriedade de decaimento energético, ser mais estável e controlável que demais radioisótopos. Os RTGs de Pu-238 perdem 0,787% de sua potência original por ano. No caso, por exemplo, as sondas do programa Voyager , lançadas em 1977, a energia inicial dos geradores foi de 470 W, e depois de 23 anos mais tarde, em 2001, decaiu para 392 W, no entanto, dada o Envelhecimento da termopares potencial de conversão diferença bimetálicos o gradiente de temperatura gerado pela decomposição de plutônio 238, observado geradores de energia Voyager 1 e Voyager 2 , em 2001 foi, respectivamente, mais de 315 W e 319 W, que permite inferir que os termopares funcionava em seguida para 80% da sua potência nominal.

Decaimento[editar | editar código-fonte]

O Pu-238 decai em U-234 depois de 87,7 anos, quando ele fica instável e sofre uma emissão alfa para se estabilizar.

\mathrm{^{238}_{\ 94}Pu\ \xrightarrow [87,74\ anos] {\alpha\ 5,593\ MeV} \ ^{234}_{\ 92}U }

Veja também:[editar | editar código-fonte]

Referencias[editar | editar código-fonte]