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PLUTONIO

di Eugenio Mariani - Enciclopedia Italiana - IV Appendice (1981)
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PLUTONIO

Eugenio Mariani

. Elemento chimico di numero atomico 94, di simbolo Pu, che fa parte degli elementi transuranici (v. transuranici, elementi, in questa App.) e del quale sono noti numerosi isotopi, tutti radioattivi, con massa compresa fra 232 e 246. Fra questi più importante è quello di massa 239 che si ottiene in base alle reazioni

Il p. non è presente in quantità apprezzabili in minerali; esso si forma solo nei reattori nucleari, dove i neutroni prodotti nella fissione di 235U sono catturati dall'238U dando origine alla reazione [1] sopra scritta (per ogni atomo di 235U che subisce fissione se ne forma uno di 239Pu).

È un elemento particolarmente importante per la grande quantità di energia che libera nella sua fissione; il suo decadimento radioattivo sviluppa calore con notevole regolarità, ciò che riesce particolarmente utile in piccoli generatori nucleari, spaziali o terrestri, o in altri dispositivi per usi pacifici (cuore artificiale, ecc.). Al p. si deve in gran parte la forza distruttiva delle armi nucleari.

Il p. si estrae dagli elementi di combustibile irradiato dei reattori a uranio; il sistema varia a seconda della concentrazione dell'elemento presente.

Prima di procedere al ricupero occorre sottoporre i prodotti di fissione fortemente radioattivi a un "raffreddamento" di alcuni mesi durante i quali alcuni prodotti di fissione (133Xe, 131I, e soprattutto 239Np) dànno origine a 239Pu (reazione [2]).

Per la separazione del p. inizialmente si è usato un metodo di coprecipitazione utilizzando fosfato di bismuto come trascinatore del p. presente in soluzione. Maggiore successo ha avuto il sistema di estrazione selettiva con solventi da soluzioni nitriche usando come solvente specialmente tributilfosfato (TBF, processo Purex) e operando una depurazione finale per passaggio delle soluzioni di p. su resine scambiatrici. Sono stati studiati processi pirometallurgici (distillazione, estrazione del metallo allo stato fuso, ecc.) che evitano la necessità di manipolare grandi volumi di soluzioni; essi però debbono essere realizzati ad alta temperatura.

Il p. metallico si ottiene per riduzione del fluoruro di p. con calcio metallico; il prodotto ha di solito una purezza del 99,8% circa; un aumento di purezza, anche fino al 99,99%, si ottiene per elettroraffinazione del metallo impuro.

Il p. puro è di colore bianco argenteo, fonde a 640 °C circa e bolle a 3327 °C; è un cattivo conduttore di elettricità e del calore; le sue proprietà variano notevolmente con la temperatura perché esso forma 6 modificazioni allotropiche (delle quali due subiscono contrazione anziché dilatazione col riscaldamento). Si scioglie rapidamente in molti acidi concentrati (cloridrico, fosforico, perclorico), nell'acido nitrico si passiva, però basta una piccola quantità di acido fluoridrico per togliere la pellicola protettiva che si forma e l'attacco procede rapidamente. Negli acidi diluiti la solubilizzazione è incompleta. Chimicamente il p. presenta valenza 3, 4, 5 e 6; le prime due sono quelle più frequenti per i composti, sia in soluzione sia allo stato solido; esse risultano anche più stabili dei corrispondenti stati di valenza per gli elementi uranio e nettunio.

Fra i suoi composti più importanti sono gli ossidi, i fluoruri, gli ossalati. Fra gli ossidi, quello di formula PuO2 è forse il principale; è molto stabile, fonde a temperatura di 2400 °C circa; rappresenta la forma più adatta di utilizzazione del p. come combustibile nucleare e s'impiega per la preparazione degli altri composti; si ottiene dal metallo oppure per calcinazione degli ossalati. Si conoscono gli ossalati del p. di qualsiasi valenza che si ottengono per precipitazione con acido ossalico del p. in soluzione nitrica. Il floruro PuF4 è importante perché intermedio nella preparazione di p. metallico; si prepara facilmente facendo reagire a caldo HF gassoso su PuO2.

Il p. forma leghe e composti intermetallici con la maggior parte dei metalli; i metalli ad alto punto di fusione (tungsteno, tantalio, molibdeno, cromo, vanadio, ecc.) sono solubili nel p. allo stato fuso, ma insolubili, o quasi, allo stato solido.

Vedi anche
nettunio Elemento chimico, di numero atomico 93, peso atomico 237, simbolo Np; il primo degli elementi transuranici. L’isotopo Np 239 fu ottenuto da E.M. McMillan e P.H. Abelson nel 1940 bombardando con neutroni l’uranio con numero di massa 238. Il nettunio si decompone spontaneamente (vita media di 3,3 giorni) ... uranio Elemento chimico, di simbolo U, peso atomico 238,03, numero atomico 92; fa parte della serie degli attinidi e venne scoperto nel 1789 da M.H. Klaproth nella pechblenda. Rappresenta il più importante combustibile nucleare per reattori a fissione (➔ reattore). 1. Caratteri generali L’elemento, così ... neutrone Particella elettricamente neutra, di dimensioni subatomiche (∿10–15 m) e massa di poco superiore a quella del protone (∿10–27 kg), appartenente alla famiglia degli adroni (➔ particelle elementari); insieme al protone, è uno dei costituenti del nucleo atomico, dal quale viene emesso in molte reazioni ... elementi transuranici Elementi che nel sistema periodico vengono dopo l’uranio, avendo numero atomico maggiore di 92. Non sono presenti in natura se non in tracce minime e sono stati prodotti artificialmente. ● Nel 1934 E. Fermi, nel corso degli esperimenti sull’interazione dei neutroni con vari materiali, propose un metodo ...
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  • DECADIMENTO RADIOATTIVO
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Altri risultati per PLUTONIO
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    Enciclopedia on line
    Elemento radioattivo, transuranico, di simbolo Pu, di numero atomico 94, di cui si conoscono gli isotopi con numeri di massa da 232 a 246; quelli con tempo di dimezzamento più lungo hanno numero di massa 242 e 244. All’elemento, scoperto nel 1941, è stato assegnato questo nome perché viene dopo il nettunio ...
  • plutonio
    Dizionario di Medicina (2010)
    Elemento metallico radioattivo di cui si conoscono gli isotopi con numeri di massa da 232 a 246; quelli con tempo di dimezzamento più lungo hanno numero di massa 242 e 244. Il p. forma composti con tutti gli elementi non metallici (eccetto i gas rari); con l’acido cloridrico esso forma un cloruro. Tossicologia Osservazioni ...
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    Dizionario delle Scienze Fisiche (1996)
    plutònio [Lat. scient. Plutonium, in quanto scoperto subito dopo il nettunio e denominato seguendo l'ordine dei pianeti Nettuno e Plutone] [CHF] Elemento chimico transuranico artificiale, del 3° periodo (piccolo), attinide, di simb. Pu, numero atomico 94, di cui si conoscono gli isotopi, tutti instabili, ...
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    Enciclopedia Italiana - II Appendice (1949)
    Elemento a numero atomico 94 scoperto nel 1941, cui è stato assegnato il simbolo Pu. Si conoscono già due isotopi di quest'elemento, caratterizzati dal peso atomico 238 e 239. Quest'ultimo è stato ottenuto per disintegrazione di ²%³9%39%Np con emissione di raggi β. Esso ha vita media di circa 24 anni; ...
Vocabolario
plutònio¹
plutonio1 plutònio1 agg. [dal lat. Plutonius]. – Relativo a Plutone, divinità degli Inferi, quindi infernale: il regno p., la p. sede. Per estens., letter., sotterraneo, oscuro, tetro.
plutònio²
plutonio2 plutònio2 s. m. [lat. scient. Plutonium, der. di Pluto, forma lat. scient. del nome del pianeta Plutone]. – Elemento chimico radioattivo, transuranico, di simbolo Pu, numero atomico 94, esistente in natura solo in tracce nei minerali...
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