Plutônio-239

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Pu-238 - Pu-239 - Pu-240
Sm
Np
  
 
 
Pu,94.jpg
Geral
Nome, símbolo, número Plutônio, Pu, 94
Classe , série química
Grupo período, bloco _ , 7 , f
Densidade, dureza 19816 kg/m³, n/a
Cor e aparência Cinza prateado metálico
Propriedades atômicas
Massa atômica [239] u
Raio médio ___ pm
Raio atômico calculado 175 pm
Raio covalente Sem dados
Raio de van der Waals Sem dados
Configuração eletrônica [Rn] 5f6 7s²
Estados de oxidação (óxido) +2, +3, +4, +5, +6, +7 ( anfótero )
Estrutura cristalina monoclínica
Propriedades físicas
Estado da matéria Sólido (_)
Ponto de fusão 912,5 K (638,8 °C)
Ponto de ebulição 3505 K (3232 °C)
Entalpia de vaporização 333,5 kJ/mol
Entalpia de fusão 2,82 kJ/mol
Pressão de vapor Sem dados
Velocidade do som Sem dados
Informações diversas
Eletronegatividade 1,28 (Pauling)
Calor específico Sem dados
Condutividade elétrica ___ Ω−1
Condutividade térmica 6,74 W/(m·K) (300 K)
Potencial de ionização 584,7 kJ/mol
Unidades SI e CNTP, exceto onde indicado o contrário

Plutônio-239, ou simplesmente Pu-239, é um isótopo radioativo de plutônio, sua meia-vida é próxima à 24 mil anos. O Pu-239 é o isótopo físsil primário na produção de armas nucleares; o Uranio-235 também já foi usado para essa finalidade. É também um dos três isótopos principais a serem demonstrados como combustível em reatores nucleares, juntamente com o Uranio-235 e U-233.[1] Esse isótopo é produzido pelo bombardeamento de um núcleo de U-238 com um nêutron, geralmente em reatores nucleares.

Produção[editar | editar código-fonte]

O Pu-239 é produzido quando um átomo de U-238 captura um nêutron e torna-se U-239, este sofre um decaimento beta para se tornar netúnio-239 (intermediário) que sofre outro decaimento beta para finalmente tornar-se o Pu-239.

A equação que expressa a produção do Pu-239 é dada por:

Aplicações[editar | editar código-fonte]

A bomba Fat man, lançada em Nagasaki.

É utilizado em armas nucleares pelo seu potencial como matéria físsil, liberando uma quantidade de energia equivalente à 20 quilotons por quilograma de material. O isótopo chega a ser correspondente à aproximadamente 93% dos isótopos de Pu usados em arsenais nucleares. Essa proporção se dá pois ocorrem naturalmente somente dez fissões de átomos por segundo em um quilograma de Pu-239, valor muito mais confortável para o manuseio em comparação ao isótopo Pu-240, por exemplo, em que ocorrem 450 000 fissões por segundo, em que reações indesejadas produzem o U-238, impróprio para essas armas.

É também utilizado como combustível em reatores nucleares, sondas espaciais e submarinos nucleares. Desempenhou um importante papel no final da Segunda Guerra Mundial quando foi utilizado como o material físsil da bomba atômica estadunidense Fat Man.

O elemento ainda é muito utilizado em fossos para os primários de bombas de hidrogênio devido à sua densidade e potência elevada.

O Demon Core foi um fosso feito de Pu-239, foi usado em 1 de julho de 1946 no teste Baker.

Decaimento e fissão[editar | editar código-fonte]

O plutônio-239 decai depois de 24 110 anos em urânio-235 através de emissão alfa liberando 5,245 MeV. A fissão do Pu-239 é uma das mais produtivas gerando 207,1 MeV por átomo fissionado em comparação aos 180 MeV do urânio-235 e 197,3 MeV do urânio-233.

Plutônio-239 Supergrade[editar | editar código-fonte]

W80 a principal ogiva que utiliza o Pu-239 Supergrade.

O Pu-239 supergrade é um composto de uma excepcional porcentagem de Pu-239(+95%) e pouco de Pu-240(-5%), este composto tem pouca radioatividade, em comparação ao plutônio enriquecido utilizado pelas ogivas da Força Aérea dos Estados Unidos, e é utilizado na maioria das ogivas nucleares operadas pela Marinha dos Estados Unidos. A principal e mais difundida ogiva que usa o supergrade é a W80.

O Plutônio-239 supergrade é produzido a partir de barras de plutônio irradiadas de modo à fazer o Pu-240 ficar nas extremidades das barras, separando grande parte desse contaminante. Sua produção é mais cara que a produção do Pu enriquecido normalmente.

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. «Physical, Nuclear, and Chemical Properties of Plutonium». Institute for Energy and Environmental Research. Consultado em 20 November 2015  Verifique data em: |access-date= (ajuda)