Le plutonium présente une radiotoxicité très élevée et doit être manipulé avec les plus grandes précautions. © Mooshuu, Flickr, CC by-sa 2.0

Sciences

Plutonium

DéfinitionClassé sous :chimie , tableau périodique des éléments , plutonium

Le plutonium est le deuxième élément chimique transuranien à avoir été découvert.

Généralités

  • Symbole : Pu
  • Numéro atomique : 94
  • Électrons par niveau d'énergie : 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
  • Masse atomique : 244 u
  • Isotopes les plus stables : 244Pu avec une demi-vie de quelque 82.106 années, 242Pu, 239Pu, 240Pu, 238Pu et 241Pu
  • Série : actinides
  • Groupe, période, bloc : L/A, 7, f
  • Masse volumique à 20 °C : 19,84 g.cm-3
  • Point de fusion : 640 °C
  • Point d'ébullition : 3.228 °C

Historique du plutonium

Le plutonium est un élément extrêmement rare dans la nature. Il est presque exclusivement produit par l'Homme. Le 238Pu a été le premier de ses isotopes produit en 1940, aux États-Unis par Glenn T. Seaborg, Edwin M. McMillan, J. W. Kennedy et A. C. Wahl, par bombardement d'une cible d'uranium 238 par des noyaux de deutérium accélérés dans un cyclotron.

Depuis, le plutonium est essentiellement produit au cœur des centrales nucléaires. En effet, une partie des neutrons émis lors de la fission transforment les noyaux d'uranium 238 (qui composent le combustible nucléaire) en plutonium.

Propriétés du plutonium

Le plutonium est un métal radioactif d'apparence argentée, aussi dur et cassant que de la fonte, à température ambiante. Oxydé par l'air, il prend une couleur grise, jaune ou verte. Mis au contact d'acides minéraux, il se dissout rapidement.

Les désintégrations alpha générées par un morceau de plutonium de grande taille dégagent une chaleur qui peut être suffisante à faire bouillir de l'eau.

Contrairement aux autres métaux, le plutonium n'est ni un bon conducteur d'électricité, ni un bon conducteur thermique. Il ne présente pas non plus les mêmes propriétés magnétiques. Ceci serait dû au fait que le nombre d'électrons sur sa couche externe n'est pas fixe. Il varie entre 4 et 6.

Certains alliages métalliques du plutonium présentent des propriétés supraconductrices.

Utilisations du plutonium

Le plutonium est fissile. La fission d'un kilo de 239Pu peut entraîner une explosion d'une puissance 21 kT de TNT. Il peut donc servir à la fabrication d'armes nucléaires. C'est d'ailleurs du plutonium qui a servi de cœur au tout premier essai d'explosion atomique de l'histoire et à la bombe atomique qui a été larguée sur Nagasaki.

Le plutonium a également des usages civils. Après avoir été extrait des combustibles nucléaires usés, le plutonium, mélangé à de l'uranium appauvri, peut servir de combustible dans les centrales nucléaires. Il est également utilisé comme source de chaleur dans des générateurs thermoélectriques à radio-isotopes qui servent à alimenter des engins spatiaux.

Les effets du plutonium sur la santé

Le plutonium doit être manipulé avec beaucoup de précautions. Des études sur des animaux ont montré que quelques milligrammes de plutonium par kilogramme de tissu peuvent déjà être mortels.

S'il est inhalé ou avalé, le plutonium s'installe dans les poumons, sur les os ou dans les organes, exposant le corps à des radiations qui peuvent entraîner le développement de cancers. Le plutonium peut également affecter les défenses immunitaires et les capacités reproductives.

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