Plutonio-239

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Plutonio-239
Plutonium ring.jpg
Un anillo de plutonio con 99,96% de pureza.
General
Nombre, símbolo Plutonio-239, 239Pu
Neutrones 145
Protones 94
Nucleidos
Periodo de semidesintegración 24 200 años
Producto de desintegración Uranio-235
Masa del isótopo 239.052 163 4 u
Espín +1/2
Isótopos parientes 243Cm (α)
239Am (CE)
239Np )
Radiactividad Energía de desintegración
Radiación alfa 5.245 MeV

El plutonio-239 (239Pu) es un isótopo fisible del plutonio. Este isótopo es el principalmente usado en la producción de armas nucleares. Aunque el uranio-235 también se ha utilizado, es actualmente considerado un isótopo secundario. El plutonio-239 es también uno de los tres principales isótopos utilizados como combustible en reactores nucleares, junto con el uranio-235 y el uranio-233. La bomba atómica "Fat Man" que se utilizó para bombardear Nagasaki tenía un núcleo de plutonio-239. El 239Pu tiene un periodo de semidesintegración de 24 200 años.

Propiedades nucleares[editar]

Las propiedades nucleares del plutonio-239, así como la capacidad de producir grandes cantidades de Pu-239 más asequible que el uranio-235 altamente enriquecido, han llevado a su uso en armas nucleares y centrales nucleares. La fisión de un átomo de U-235 en el reactor de una central nuclear produce de dos a tres neutrones; estos neutrones pueden ser absorbidos por el U-238 para producir Pu-239 y otros isótopos. El plutonio-239 puede absorber neutrones y fisionarse junto con el U-235 en un reactor.

La fisión de un átomo de plutonio-239 genera 207.1 MeV = 3.318·10−11 J, es decir, 19.98 TJ/mol = 83.61 TJ/kg.[1]

Producción[editar]

El 239Pu se produce cuando un átomo de uranio-238 captura un neutrón y se convierte en uranio-239; posteriormente este sufre una desintegración beta para convertirse en neptunio-239 (intermedio); luego este sufre otra desintegración beta para finalmente obtener el plutonio-239 como producto final, siendo largamente producido de esa forma en reactores nucleares. La siguiente ecuación expresa la producción de 239Pu.

\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{239}_{\ 92}U\ \xrightarrow[23.5 \ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2.3565 \ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}

Aplicaciones[editar]

Se puede utilizar como material fisionable en armas nucleares que producen 20 kilotones de potencia. Estas armas tienen que tener una tasa máxima de 93 % de plutonio-239 y menos del 7 % de 240Pu por el hecho de tener 450 000 fisiones por segundo en 1 kg, produciendo U-238 no apto para este tipo de armas.[2] En los reactores nucleares, sondas espaciales y submarinos de propulsión nuclear se utiliza este isótopo. Fue importante durante la Segunda Guerra Mundial cuando fue utilizado como material fisionable de la bomba atómica "Fat Man".

Referencias[editar]

  1. «"Table of Physical and Chemical Constants, Sec 4.7.1: Nuclear Fission"» (en inglés). Consultado el 25 de octubre de 2012.
  2. «Materiales fisionables». Consultado el 25 de octubre de 2012.