Plutonium : qu'est-ce que c'est ?

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-viedemi-vie de quelque 82.10⁶ années, ²⁴²Pu, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu, ²³⁸Pu et ²⁴¹Pu
• Série : actinidesactinides
• Groupe, période, bloc : L/A, 7, f
• Masse volumiqueMasse volumique à 20 °C : 19,84 g.cm^-3
• Point de fusionfusion : 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 TT. Seaborg, Edwin M. McMillan, J. W. Kennedy et A. C. Wahl, par bombardement d'une cible d'uraniumuranium 238 par des noyaux de deutérium accélérés dans un cyclotroncyclotron.

Depuis, le plutonium est essentiellement produit au cœur des centrales nucléaires. En effet, une partie des neutronsneutrons émis lors de la fissionfission 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 fontefonte, à température ambiante. Oxydé par l'airair, il prend une couleurcouleur grise, jaune ou verte. Mis au contact d'acidesacides minérauxminéraux, il se dissout rapidement.

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

Contrairement aux autres métauxmétaux, 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 alliagesalliages 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 combustiblescombustibles nucléaires usés, le plutonium, mélangé à de l'uranium appauvri, peut servir de combustible dans les centrales nucléairescentrales nucléaires. Il est également utilisé comme source de chaleur dans des générateursgénérateurs 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 kilogrammekilogramme de tissu peuvent déjà être mortels.

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