Plutonium

Plutonium (Pu), élément chimique radioactif de la série des actinoïdes du tableau périodique, numéro atomique 94. C’est l’élément transuranien le plus important en raison de son utilisation comme combustible dans certains types de réacteurs nucléaires et comme ingrédient dans les armes nucléaires. Le plutonium est un métal argenté qui prend un ternissement jaune à l’air.

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118 noms et symboles du tableau périodique Quiz

Le tableau périodique est composé de 118 éléments. Connaissez-vous bien leurs symboles ? Dans ce quiz, on vous montrera les 118 symboles chimiques et vous devrez choisir le nom de l’élément chimique que chacun représente.

L’élément a été détecté pour la première fois (1941) sous la forme de l’isotope plutonium-238 par les chimistes américains Glenn T. Seaborg, Joseph W. Kennedy et Arthur C. Wahl, qui l’ont produit par bombardement au deutéron d’uranium-238 dans le cyclotron de 152 cm de Berkeley, en Californie. L’élément a été baptisé du nom de la planète Pluton. Des traces de plutonium ont ensuite été trouvées dans les minerais d’uranium, où il n’est pas primitif mais naturellement produit par irradiation neutronique.

Tous les isotopes du plutonium sont radioactifs. Le plus important est le plutonium 239 car il est fissile, a une demi-vie relativement longue (24 110 ans) et peut être facilement produit en grande quantité dans les surgénérateurs par irradiation neutronique de l’uranium 238, abondant mais non fissile. La masse critique (la quantité qui explosera spontanément lorsqu’elle sera réunie) doit être prise en compte lorsque l’on manipule des quantités supérieures à 300 grammes (2/3 lb). La masse critique du plutonium-239 n’est que d’environ un tiers de celle de l’uranium-235.

Le plutonium et tous les éléments de numéro atomique supérieur sont des poisons radiologiques en raison de leur taux élevé d’émission alpha et de leur absorption spécifique par la moelle osseuse. La quantité maximale de plutonium 239 qui peut être maintenue indéfiniment chez un adulte sans blessure significative est de 0,008 microcurie (égale à 0,13 microgramme ). Les isotopes à plus longue durée de vie, le plutonium-242 et le plutonium-244, sont précieux pour la recherche chimique et métallurgique. Le plutonium 238 est un isotope émetteur alpha qui émet une quantité négligeable de rayons gamma ; il peut être fabriqué de manière à exploiter sa chaleur de désintégration radioactive pour faire fonctionner des dispositifs thermoélectriques et thermioniques qui sont petits, légers et de longue durée (la demi-vie du plutonium 238 est de 87,7 ans). L’énergie produite par la désintégration alpha du plutonium-238 (environ 0,5 watt par gramme) a été utilisée pour fournir de l’énergie électrique aux engins spatiaux (générateurs thermoélectriques à radio-isotopes ) et pour fournir de la chaleur aux batteries des engins spatiaux, comme dans le rover Curiosity.

Le plutonium présente six formes différant par leur structure cristalline et leur densité (allotropes) ; la forme alpha existe à température ambiante. Il possède la résistivité électrique la plus élevée de tous les éléments métalliques (145 microhm-centimètres). Chimiquement réactif, il se dissout dans les acides et peut exister dans quatre états d’oxydation sous forme d’ions de couleur caractéristique en solution aqueuse : Pu3+, bleu-lavande ; Pu4+, jaune-brun ; PuO2+, rose ; PuO22+, jaune ou rose-orange ; et Pu7+, vert. De très nombreux composés du plutonium ont été préparés, souvent à partir du dioxyde (PuO2), premier composé d’un élément synthétique à être séparé sous forme pure et en quantité pesable (1942).

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