Domingo, 10 de julio de 2011

Bienvenido el Plutonio

“El Plutonio 239 es extraordinariamente tóxico a causa de la elevada radiación alfa y porque el organismo tiene propensión a retenerlos”: Glenn T. Seaborg.

Los elementos radiactivos empiezan después del elemento 82, el Plomo. Recordemos que todos los elementos pueden ser radiactivos. Esto es sí un átomo tiene un neutrón de más en su núcleo, lo cual lo lleva a buscar la estabilidad lanzando radiaciones,  esto lo lleva a deshacerse de parte de la materia extra,  transformándola en energía o lanzando materia al exterior en forma de radiaciones (ya sean beta o gama).

Los átomos muy grandes (después del plomo, de hecho el primer elemento radiactivo en la tablas es el polonio, el elemento 84 y desde el radón 86 hasta el elemento 103 todos son radiactivos) pueden ser radiactivos porque el gran tamaño de los núcleos los vuelven inestables y tratan de recuperar la estabilidad deshaciéndose de materia ya sea por medio de radiaciones o transformando esa materia en energía. Este fenómeno se conoce como desintegración radiactiva.

De hecho es bien conocido en el uranio, donde se va siguiente todo el proceso de desintegración, pasado de ser un elemento para volverse otro y volver a ser uranio, hasta que todo el proceso lo lleva a transformarse en un átomo de plomo estable.

El proceso de desintegración radiactiva y la trasformación de los elementos radiactivos pueden durar miles de años o sólo pedazos de segundo.

El primer problema que los investigadores afrontaron en la síntesis de nuevos elementos mayores que el uranio, fue el reducido número de átomos que se conseguían por los métodos iniciales de fabricación.

Para poder estudiar estos elementos se desarrollaron lo que se conoce como técnicas de rastreo. Las reducidas cantidades de átomos del nuevo elemento son seguidas de un paso químico a otro, designando en qué fragmento de los residuos químicos se encuentran, sea el precipitado (la parte sólida que se forma en el fondo del frasco) o en la solución (el líquido que queda después de una reacción química) por medio de la detección de radiaciones que emiten los nuevos átomos.

El método puede usarse para deducir de modo aproximado muchas propiedades químicas de los nuevos elementos (como la solubilidad de sus compuestos, sus propiedades de reacción… etc.)

Bamba lanzada sobre Nagasaki

El segundo elemento transuránico descubierto fue el plutonio. Se encuentro al bombardear Uranio con Deuterios (radiaciones alfa, un protón y un neutro, lo que se conoce como núcleos de hidrógeno) en el acelerador de 60 pulgadas de Berkeley. E.M. McMillan.

Kennedy y G.T. Seaborg, a finales de 1940, consiguieron transformar primero el Uranio en un isótopo de Neptunio, el 238, y en un plazo de 6.8 días, por desintegración beta, se transformó en el elemento 94, Plutonio.

Recordemos que el Neptunio es el elemento número 93, su peso atómico normal es de 237, porque además de tener 93 protones, tiene 143 neutrones aproximadamente, que sirven para mantener unidos a los protones, ellos son positivos y tienden a repelerse entre sí.

Un isótopo es un átomo que tiene más neutrones de lo normal y por lo mismo es inestable. Entonces el isótopo de Neptunio 238 tiene un neutrón demás.

El 14 de diciembre de 1940 se bombardeó óxido de Uranio con deuterio por primera vez. En las siguientes semanas se encontró que los elementos separados del neptunio recién formados, aumentaban en radiación alfa (núcleos de helio). Durante la separación de los elementos nuevos, sobre todo ente loe elementos 90 al 93, dio como resultado la identificación del elemento 94, Plutonio.

La primer característica para la identificación del elemento 94 es que necesita oxidantes fuertes. El 23 de febrero de 1941 se logró la primera oxidación clara en el descubrimiento de este elemento.

En la primavera de 1941 el equipo formado por J.W. Kennedy y E.A. Segre. Identifico el isótopo 239 del Plutonio. Se encontró que era fisionable y por lo tanto era útil para producir armas nucleares. También se fabricaba con facilidad a partir del Uranio en un reactor nuclear. Entonces tomó gran importancia y se decidieron idear procesos de separación en gran cantidad.

Los mismos investigadores decidieron imponer el secreto alrededor del Plutonio. Al principio le otorgaron en nombre clave de “Cobre”, pero surgieron problemas cuando tenían que usar cobre real.

 Esfera de Plutonio lista a instalarse en una bomba.

Por lo mismo usaron claves numéricas para el Plutonio, por lo mismo tomaron el dígito final del número atómico (4) y el dígito final de su masa atómico (9) (94-239): el número resultante fue el 49. Los mismos investigadores del plutonio se llamaban a si mismo los 49s.

En marzo de 1942 se le asignó el nombre de Plutonio por el último planeta del sistema solar. Plutón ( que ahora lo degradaron a planetoide).

En agosto de 1942, B.B. Cumulhan y L.b. Wemer, de la universidad de Chicago, consiguieron un micro gramo (1 gramo dividido entre mil) puro de Plutonio. Siendo el primer elemento fabricado por el hombre en cantidades  importantes.

Al decidirse que el Plutonio sería usado como arma nuclear, se procedió a fabricarlo y purificarlo en gran escala en la plan de Hantord, Washington.

De todos los elementos involucrados en las ramas nucleares, el Plutonio es el más peligroso. Teniendo un reactor nuclear podría producirse con facilidad, y es sencillo purificarlo. Sólo se necesita un kilogramo para producir una explosión nuclear. Además puede emitir radiaciones con la misma intensidad den un periodo de 24, 131 años, después reduce su radiaciones a la mitad por otra cantidad igual de años, y así sucesivamente hasta que se trasforme en plomo.

 

Americio, Curio, Berquelio y Californio

En cuento las necesidades de la segunda guerra mundial fueron menguando, los químicos del laboratorio de Chicago, volvieron sus ojos hacia los elementos transuránicos siguientes.

Pero cada nuevo paso dado en el descubrimiento de nuevos elementos era más difíciles que el anterior. durante años el equipo formado por G.T, Seaborg, A. Chiorso y R.A. James, estuvieron perdidos en la localización de los elementos 95 y 96. a tal grado llegaron las dificultades que los miembros del equipo los llamaron a los elementos que buscaban: Pandemio y Delirium.

Glenn Theodore Seaborg

Así, establecidos procedimientos químicos adecuados, en el verano de 1944 bombardearon Plutonio 239 con núcleos de helio, se obtuvo el isótopo 242 del elemento 69, que hoy conocemos como Curio, en honor a Pierre y Marie Curie.

El elemento 95 se encontró a final de 1944 y comienzos de 1945, como resultado de bombardear Plutonio 239 con neutrones en un reactor nuclear. El nombre americio se los dieron por el continente.

Para noviembre de 1945 los estudios sobre estos elementos fueron descalacificados (Ya no tenían la calcificación de secretos)

Primer muestra de Curio aislado.

Seaborg anuncio el descubrimiento de los nuevos elementos en un programa cultural para nuños trasmitido por radio, el 11 de noviembre de 1945, cuando respondió a la pregunta si existían nuevos elementos. Aunque los niños guardaron sus dudas sobre el asunto. El anuncio oficial se hizo en la revista American Chemical Society.

Para continuar con el descubrimiento de nuevos elementos tuvieron que esperar a que el Amerisio y el Curio se pudieran aislar en cantidades suficientes. B.B. Cunhinghan asiló el isótopo americio 241 dn un compuesto puro de hidrógeno en otoño de 1945, trabajando para el Laboratorio Metalúrgico de la universidad de Chiocago.

El Curio se aisló por L.B. Werner y I. Perlman de la Universidad de California, en un compuesto de hidróxido de curipo242, en otoño de 1947. ambos intensamente radiactivos.

Esta gran radiactividad , aun en cantidades microscópicas, marcaban otros problemas importantes, primero tuvieron que desarrollar métodos de separación química eficiente y además técnicas complementarias de control remoto, para minimizar el riesgo para la salud. 

Primera cantidad de Americio aislada.

El elemento 97 lo encontraron G.T. Seaborg, S.G. Thomson y A. Ghiorso, en diciembre de 1949, como resultado del bombardeo de americio 241 con inoes de helio, en el acelerador de Berkeley. Los mismos investigadores, en el mismo lugar, pero en febrero de 1950, encontraron el elemento 98. Las primeras pruebas para identificar ese elementos de hicieron tan solo con 5,000 átomos.

El elemento 97 fue llamado Berquelio por la ciudad donde fue descubierto: Berkeley. El elemento 98 se llama California por el estado donde se encontré la Universidad.

 Para mayor información:

http://fernandomedina.blogcindario.com/2011/07/00080-elementos-artificiales-1-parte.html

 


Publicado por Fmdlg @ 16:21  | Ciencia
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