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Vous savez probablement que le plutonium est un élément et que le plutonium est radioactif, mais que savez-vous d’autre à ce sujet ? Apprenez-en davantage grâce à ces faits fascinants.
Faits en bref : Plutonium
- Nom : Plutonium
- Symbole de l’élément : Pu
- Numéro atomique : 94
- Masse atomique : 244 (pour l’isotope le plus stable)
- Apparence : Un métal solide blanc argenté à température ambiante, qui s’oxyde rapidement en gris foncé dans l’air
- Type d’élément : Actinide
- Configuration des électrons : [Rn] 5f6 7s2
Faits concernant le plutonium
Voici 21 faits utiles et intéressants sur le plutonium :
- Le symbole du plutonium est le Pu, plutôt que le Pl, parce que ce symbole était plus amusant et plus facile à retenir. L’élément a été produit synthétiquement par Glenn T. Seaborg, Edwin M. McMillan, J.W. Kennedy et A.C. Wahl à l’université de Californie à Berkeley en 1940-1941. Les chercheurs ont soumis des nouvelles de la découverte ainsi que le nom et le symbole proposés à la revue Physical Review, mais l’ont retirée lorsqu’il est devenu évident que le plutonium pouvait être utilisé pour une bombe atomique. La découverte de l’élément a été gardée secrète jusqu’après la Seconde Guerre mondiale.
- Le plutonium pur est un métal blanc argenté, bien qu’il s’oxyde rapidement à l’air pour donner un fini terne.
- Le numéro atomique du plutonium est 94, ce qui signifie que tous les atomes de plutonium ont 94 protons. Il a un poids atomique d’environ 244, un point de fusion de 640 degrés C (1183 degrés F), et un point d’ébullition de 3228 degrés C (5842 degrés F).
- L’oxyde de plutonium se forme à la surface du plutonium exposé à l’air. L’oxyde est pyrophorique, de sorte que des morceaux de plutonium peuvent briller comme des braises lorsque le revêtement extérieur brûle. Le plutonium est l’un des rares éléments radioactifs qui « brillent dans le noir », bien que cette lueur soit due à la chaleur.
- Il existe habituellement six allotropes, ou formes, de plutonium. Un septième allotrope existe à des températures élevées. Ces allotropes ont des structures cristallines et des densités différentes. Les changements des conditions environnementales font que le plutonium passe facilement d’un allotrope à l’autre, ce qui fait du plutonium un métal difficile à usiner. L’alliage de l’élément avec d’autres métaux (par exemple, l’aluminium, le cérium, le gallium) permet de travailler et de souder le matériau.
- Le plutonium présente des états d’oxydation colorés en solution aqueuse. Ces états ont tendance à ne pas être stables, de sorte que les solutions de plutonium peuvent changer spontanément d’état d’oxydation et de couleur. Les couleurs des états d’oxydation sont les suivantes :
- Le Pu(III) est la lavande ou la violette.
- Le Pu(IV) est brun doré.
- Le Pu(V) est rose pâle.
- Le Pu(VI) est rose orangé.
- Pu(VII) est vert. Notez que cet état d’oxydation est peu fréquent. L’état d’oxydation 2+ est également présent dans les complexes.
- Contrairement à la plupart des substances, la densité du plutonium augmente à mesure qu’il fond. L’augmentation de la densité est d’environ 2,5 %. Proche de son point de fusion, le plutonium liquide présente également une viscosité et une tension superficielle plus élevées que d’habitude pour un métal.
- Le plutonium est utilisé dans les générateurs thermoélectriques à radio-isotopes, qui servent à alimenter les vaisseaux spatiaux. L’élément a été utilisé dans des armes nucléaires, notamment le test Trinity et la bombe qui a été larguée sur Nagasaki. Le plutonium 238 a déjà été utilisé pour alimenter des stimulateurs cardiaques.
- Le plutonium et ses composés sont toxiques et s’accumulent dans la moelle osseuse. L’inhalation de plutonium et de ses composés augmente le risque de cancer du poumon, bien que de nombreuses personnes aient inhalé des quantités importantes de plutonium sans pour autant développer un cancer du poumon. On dit que le plutonium inhalé a un goût métallique.
- Des accidents de criticité impliquant du plutonium se sont produits. La quantité de plutonium nécessaire pour atteindre la masse critique est d’environ un tiers de celle nécessaire pour l’uranium 235. Le plutonium en solution est plus susceptible de former une masse critique que le plutonium solide car l’hydrogène dans l’eau agit comme un modérateur.
- Le plutonium n’est pas magnétique. Les autres membres du groupe d’éléments se collent aux aimants, mais le plutonium peut avoir un nombre variable d’électrons dans sa coquille de valence, ce qui rend difficile l’alignement des électrons non appariés dans un champ magnétique.
- Le nom de l’élément suit la tendance de l’uranium et du neptunium à être nommés pour les planètes situées à l’extérieur du Soleil. Le plutonium est nommé d’après la planète naine Pluton.
- Le plutonium n’est pas un bon conducteur d’électricité ou de chaleur, contrairement à certains métaux.
- La forme alpha du plutonium est dure et cassante, tandis que la forme delta est molle et ductile.
- Le plutonium est naturellement présent dans la croûte terrestre dans les minerais d’uranium, mais il est très rare. La principale source de cet élément est la synthèse dans des réacteurs à partir de l’uranium 238.
- Le plutonium est un membre du groupe des actinides, ce qui en fait un type de métal de transition.
