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Plutonio Arturo Jesús Temblador Pérez Correo:

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Presentación del tema: "Plutonio Arturo Jesús Temblador Pérez Correo:"— Transcripción de la presentación:

1 Plutonio Arturo Jesús Temblador Pérez Correo:

2 El plutonio fue descubierto en 1940 por Seaborg, McMillan, Kennedy y Wahl en la Universidad de Berkeley. Se produjo a partir del bombardeo de uranio por deuterones en el ciclotrón de 60 pulgadas. Proceso: U-238(d,2n) Np-238(beta) Pu-238 Historia

3 Características generales Símbolo y número atómico: Pu,94 Símbolo y número atómico: Pu,94 Clasificación: Metales de transición, Grupo 3,Período 7, Bloque f, Tierras raras, Serie Actínidos. Clasificación: Metales de transición, Grupo 3,Período 7, Bloque f, Tierras raras, Serie Actínidos. Densidad: Kg/m3 Densidad: Kg/m3

4 Apariencia Es pesado, blanco, plateado y adquiere color amarillento cuando se oxida ligeramente. Desprende calor debido a la radiactividad. Trozos grandes producen suficiente calor para hacer que hierva el agua.

5 Propiedades atómicas Masa atómica: 244 u Masa atómica: 244 u Radio atómico (pm): 151 Radio atómico (pm): 151 Radio iónico (pm) (carga del ion): 108(+3), 93(+4), 87(+5), 81(+6) Radio iónico (pm) (carga del ion): 108(+3), 93(+4), 87(+5), 81(+6) Estructura electrónica: [Rn] 5f6d1 7s2 Estructura electrónica: [Rn] 5f6d1 7s2 Números de oxidación: +2, +3, +4, +5, +6 Números de oxidación: +2, +3, +4, +5, +6 Estructura cristalina: Monocíclica Estructura cristalina: Monocíclica

6 Propiedades físicas Estado: Sólido Estado: Sólido Punto de fusión: 912,5 K Punto de fusión: 912,5 K Punto de ebullición: K Punto de ebullición: K Entalpía de vaporización: 333 KJ/mol Entalpía de vaporización: 333 KJ/mol Entalpía de fusión: 2,82 KJ/mol Entalpía de fusión: 2,82 KJ/mol Presión de vapor: 10 Pa a K Presión de vapor: 10 Pa a K

7 Otras propiedades Electronegatividad: 1,28 (Pauling) Electronegatividad: 1,28 (Pauling) Calor específico: 35,3 J/KgK Calor específico: 35,3 J/KgK Resistencia eléctrica: 0,685 m-1·Ω-1 Resistencia eléctrica: 0,685 m-1·Ω-1Ω Conductividad térmica: 6,74 W/(m.K) Conductividad térmica: 6,74 W/(m.K) Primer potencial de ionización: 584,7 kJ/mol Primer potencial de ionización: 584,7 kJ/mol (Todos los valores en el SI y en condiciones normales (0ºC y 1 atm)

8 Datos cristalográficos Estructura cristalina: Monocíclica simple Estructura cristalina: Monocíclica simple Dimensiones de la celda unidad/p m: Dimensiones de la celda unidad/p m: a= 618.3, b=482.2, c=1096.3, β=101.79° Grupo espacial: P21m Grupo espacial: P21m

9 Isótopos Se conocen 20 isótopos, todos inestables. El de mayor importancia económica es el Pu-239, con un período de semidesintegración de años. Pu-244: 8,08x10 elevado a 7 años. Pu-242: años. Pu-240: 6563 años. Pu-238: 87,7 años. Pu-228: menos de 4 milisegundos. Los átomos de plutonio se transforman eventualmente en un elemento diferente y emiten radiación (decaimiento radiactivo) en el ambiente.

10 El Pu-239 es producido en grandes cantidades en los reactores nucleares a partir del uranio natural según el proceso: 238-U --> 239U --> 239Np --> 239Pu 238-U --> 239U --> 239Np --> 239Pu Es químicamente reactivo. Se disuelve fácilmente en ácido clorhídrico, yodhídrico y perclórico concentrados. Cuatro estados de oxidación en solución acuosa: Pu+3 (azul), Pu+4 (amarillo rojizo), PuO+ (rosa), y PuO+2(rosa anaranjado) Forma compuestos binarios con el oxígeno: PuO, PuO2. También óxidos intermedios de composición variable; con los haluros: PuF3, PuF4, PuCl3, PuBr3, PuI3; con carbono, nitrógeno, y silicio: PuC, PuN, PuSi2

11 Principales usos El plutonio-238 se utiliza en fuentes de calor para aplicaciones espaciales y se ha empleado en marcapasos cardíacos. El plutonio-238 se utiliza en fuentes de calor para aplicaciones espaciales y se ha empleado en marcapasos cardíacos. El plutonio-239 se emplea como combustible nuclear en la producción de isótopos radiactivos para la investigación y como agente fisionable en armas nucleares. El plutonio-239 se emplea como combustible nuclear en la producción de isótopos radiactivos para la investigación y como agente fisionable en armas nucleares. Industria nuclear (es fácilmente fisionable con neutrones. Un kilogramo de plutonio equivale a unos 22 millones de kWh de energía térmica) Industria nuclear (es fácilmente fisionable con neutrones. Un kilogramo de plutonio equivale a unos 22 millones de kWh de energía térmica)

12 Efectos sobre la salud La radiación alfa que emite puede irradiar órganos internos cuando el plutonio es inhalado o ingerido, causando cáncer de pulmón, hígado o huesos. La radiación alfa que emite puede irradiar órganos internos cuando el plutonio es inhalado o ingerido, causando cáncer de pulmón, hígado o huesos. La radioactividad del plutonio puede causar fallo reproductivo. La radioactividad del plutonio puede causar fallo reproductivo. Todo el mundo está expuesto a niveles muy bajos en el aire, el agua y los alimentos. Todo el mundo está expuesto a niveles muy bajos en el aire, el agua y los alimentos.

13 Efectos ambientales Producimos la mayor parte del plutonio en reactores nucleares. Producimos la mayor parte del plutonio en reactores nucleares. Las pruebas nucleares en la atmósfera, suspendidas en 1980, son la fuente principal del plutonio del ambiente. Las pruebas nucleares en la atmósfera, suspendidas en 1980, son la fuente principal del plutonio del ambiente. Puede entrar en el medio ambiente por escapes en reactores nucleares, plantas de producción de armas e instalaciones de investigación, pruebas de armas nucleares. Puede entrar en el medio ambiente por escapes en reactores nucleares, plantas de producción de armas e instalaciones de investigación, pruebas de armas nucleares. Puede entrar en las aguas superficiales por escapes accidentales y vertidos. Puede entrar en las aguas superficiales por escapes accidentales y vertidos. El suelo puede contaminarse a través de lluvia radiactiva y llegar hasta las aguas subterráneas. El suelo puede contaminarse a través de lluvia radiactiva y llegar hasta las aguas subterráneas.

14 Bomba de plutonio Es de tipo implosivo Es de tipo implosivo El plutonio ofrece varias ventajas sobre el uranio como un componente de un arma nuclear. Solo 4 kg son necesarios para hacer un artefacto explosivo, con una potencia de 20 kilotones. El plutonio ofrece varias ventajas sobre el uranio como un componente de un arma nuclear. Solo 4 kg son necesarios para hacer un artefacto explosivo, con una potencia de 20 kilotones.

15 Mecanismo de la bomba Al disparan los detonadores el material explosivo estalla y envía una onda de choque hacia el plutonio, que se comprime hasta que alcanza una densidad supercrítica y se dispara el iniciador de neutrones para comenzar la reacción en cadena de la explosión nuclear. Consiste en una esfera de plutonio que no es lo suficientemente densa como para producir una reacción en cadena. En su interior se encuentra un mecanismo iniciador de neutrones, y el exterior está revestido por material explosivo.

16 La bomba lanzada en la Segunda Guerra Mundial sobre Nagasaki era de plutonio


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