Plutonio

Plutonio (Pu), elemento chimico radioattivo della serie degli attinoidi della tavola periodica, numero atomico 94. È l’elemento transuranico più importante a causa del suo uso come combustibile in certi tipi di reattori nucleari e come ingrediente di armi nucleari. Il plutonio è un metallo argenteo che assume una colorazione gialla in aria.

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118 Nomi e simboli della tavola periodica Quiz

La tavola periodica è composta da 118 elementi. Quanto bene conosci i loro simboli? In questo quiz ti verranno mostrati tutti i 118 simboli chimici, e dovrai scegliere il nome dell’elemento chimico che ognuno di essi rappresenta.

L’elemento fu individuato per la prima volta (1941) come isotopo plutonio-238 dai chimici americani Glenn T. Seaborg, Joseph W. Kennedy, e Arthur C. Wahl, che lo produssero tramite bombardamento di deuteroni su uranio-238 nel ciclotrone da 152 cm (60 pollici) di Berkeley, California. L’elemento fu chiamato come l’allora pianeta Plutone. Tracce di plutonio sono state successivamente trovate nei minerali di uranio, dove non è primordiale ma prodotto naturalmente dall’irradiazione di neutroni.

Tutti gli isotopi del plutonio sono radioattivi. Il più importante è il plutonio-239 perché è fissionabile, ha un tempo di dimezzamento relativamente lungo (24.110 anni), e può essere facilmente prodotto in grandi quantità nei reattori autofertilizzanti per irradiazione neutronica di uranio-238 abbondante ma non fragile. La massa critica (la quantità che esploderà spontaneamente quando riunita) deve essere considerata quando si maneggiano quantità superiori a 300 grammi (2/3 lb). La massa critica del plutonio-239 è solo circa un terzo di quella dell’uranio-235.

Il plutonio e tutti gli elementi di numero atomico superiore sono veleni radiologici a causa del loro alto tasso di emissione alfa e del loro assorbimento specifico nel midollo osseo. La quantità massima di plutonio-239 che può essere mantenuta indefinitamente in un adulto senza danno significativo è 0,008 microcurie (pari a 0,13 microgrammi). Gli isotopi a vita più lunga plutonio-242 e plutonio-244 sono preziosi nella ricerca chimica e metallurgica. Il plutonio-238 è un isotopo emettitore di alfa che emette una quantità trascurabile di raggi gamma; può essere fabbricato per sfruttare il suo calore di decadimento radioattivo per far funzionare dispositivi termoelettrici e termoionici che sono piccoli, leggeri e di lunga vita (l’emivita del plutonio-238 è 87,7 anni). La potenza prodotta dal decadimento alfa del plutonio-238 (circa 0,5 watt per grammo) è stata utilizzata per fornire energia elettrica ai veicoli spaziali (generatori termoelettrici a radioisotopi) e per fornire calore alle batterie dei veicoli spaziali, come nel rover Curiosity.

Il plutonio presenta sei forme che differiscono per struttura cristallina e densità (allotropi); la forma alfa esiste a temperatura ambiente. Ha la più alta resistività elettrica di qualsiasi elemento metallico (145 microhm-centimetri). Chimicamente reattivo, si dissolve negli acidi e può esistere in quattro stati di ossidazione come ioni di colore caratteristico in soluzione acquosa: Pu3+, blu-lavanda; Pu4+, giallo-marrone; PuO2+, rosa; PuO22+, giallo o rosa-arancio; e Pu7+, verde. Molti composti del plutonio sono stati preparati, spesso a partire dal diossido (PuO2), il primo composto di qualsiasi elemento sintetico ad essere separato in forma pura e in quantità pesabile (1942).