En tant qu’élément chimique, il est très rare sur terre, c’est pourquoi il est surtout connu pour son origine artificielle. Ses utilisations les plus courantes concernent la fabrication de combustible nucléaire ou les entreprises d’armes nucléaires. Il appartient à la catégorie des métaux actinides et tous ses isotopes sont radioactifs. Vous avez plus d’informations sur le plutonium telles que les propriétés, l’origine et les caractéristiques ici.
Qu’est-ce que le plutonium ?
C’est un élément chimique transuranien, c’est-à-dire qu’il va au-delà de l’uranium. Sa couleur est gris argenté, mais lorsqu’elle est exposée à l’air, elle est sombre et lorsqu’elle est oxydée, elle forme une couche jaune opaque, également connue sous le nom de plutonium vert. Normalement, il possède 6 états allotropiques et 4 états d’oxydation. De plus, il peut réagir avec l’azote, le carbone, le silicium et les halogènes.
Symbole du plutonium
Pu Son numéro atomique est 94 et sa masse atomique est 244. Il possède 16 variantes atomiques stables, c’est-à-dire des isotopes réactifs. Le plutonium 239 présente un plus grand intérêt chimique en raison de ses propriétés fissiles, mais il peut également capturer des neutrons pour créer des isotopes plus élevés.
Caractéristiques du plutonium
Le plutonium se dissout facilement dans l’acide perchlorique et l’acide iodhydrique. En raison de l’énergie qu’il libère lors d’une désintégration de type alpha, il est capable d’émettre beaucoup de chaleur. À température ambiante, c’est un élément dur et cassant semblable à la fonte. Les autres caractéristiques du plutonium sont :
- Conductivité : Ce n’est pas un bon conducteur de chaleur et d’électricité.
- Solubilité : se dissout dans les acides et réagit avec l’eau régale.
- Résistivité : Élevée à température ambiante et encore plus à basse température.
- Allotropie : Il possède 6 allotropes avec des niveaux d’énergie similaires.
- Luminosité : Brille puissamment.
- Structure : Monoclinique.
Propriétés chimiques et physiques du plutonium
- Numéro atomique : 94
- Période : 7
- Bloc : f
- Rayon covalent : 187+-1
- Rayon atomique : 159
- Rayon moyen : 135
- Densité : 19816 kg/m³
- Point de fusion : 912,5K
- Chaleur spécifique : 35,5 J
- Module élastique : 96 GPa
- Point d’ébullition : 3505K
- Électronégativité : 1,28
- Vitesse du son : 2,260 m/s à 293,15 K
- Pression de vapeur : 10,00 Pa à 2 926 K
- Configuration électronique : [Rn] 5f 6 7s 2
- Enthalpie de vaporisation : 333,5 kJ/mol
- Enthalpie de fusion : 2,82 Kj/mol
- Conductivité thermique : 6,74 W
- Module de cisaillement : 43 GPa
Origine du plutonium
En 1934, le physicien italien Enrico Fermi et plusieurs scientifiques de l’Université de Rome annoncent avoir découvert l’élément 94, qu’ils appellent Hesperium. Il était composé d’un mélange de krypton, de baryum et d’autres éléments, mais en l’absence de découverte de la fission nucléaire, les expériences n’étaient pas concluantes.
Plus tard, le 14 décembre 1940, le Plutonium 238 fut isolé pour la première fois et l’année suivante, il fut reconnu chimiquement grâce à Edwin McMillan, AC Wahl, Glenn T Seaborg et JW Kennedy. Ces scientifiques ont bombardé l’élément Uranium avec du Deutérium dans un accélérateur de particules appelé Cycloton, qui est un isotope de l’hydrogène qui possède un proton et un neutron dans son noyau.
Le résultat du bombardement a produit l’élément Neptunium 238, qui se désintègre par émission bêta avec une courte durée de vie de deux jours. Ensuite, Edwin McMillan a proposé que l’élément 94 reçoive le nom de Pluton, car c’était la planète qui le suivait. Glenn Seaborg a suggéré plus tard qu’il s’appelle Plutio, puis l’a appelé Plutonium.
A quoi sert le plutonium ?
Ses utilisations les plus importantes dépendent en grande partie de deux de ses propriétés, qui sont l’énergie thermique qui fait que cet élément émet une grande quantité de chaleur. Le deuxième aspect est l’énergie électrique dans les véhicules spatiaux et les sondes. Voici quelques-unes des applications de cet élément :
Industrie
La capacité de cet élément du tableau périodique à générer de la chaleur le rend idéal pour une utilisation dans les applications de générateurs thermoélectriques. Ces transformateurs ont la capacité de convertir la chaleur en électricité. Il est également utilisé comme combustible dans la fabrication de bombes atomiques et de centrales nucléaires. L’isotope utilisé pour cela est le Plutonium 239 qui subit une fission nucléaire.
Médecine
L’énergie qu’il génère permet d’utiliser le plutonium pour fabriquer des stimulateurs cardiaques artificiels, nécessaires aux personnes souffrant de maladies cardiaques. L’isotope le plus utilisé à cet effet est le plutonium 238, car il émet un type de rayonnement qui n’est pas dangereux pour la santé humaine.
En conclusion, le plutonium est un élément chimique qui appartient aux actinides, est de couleur argentée et possède différentes structures cristallines. De plus, il est utilisé pour fabriquer des armes nucléaires et du combustible nucléaire. Il est fabriqué synthétiquement et rare dans la nature. De plus, il est toxique et radioactif ; s’il est ingéré ou inhalé, il peut provoquer des maladies, voire la mort.