¿Cuál es la diferencia entre plutonio y uranio?

Plutonio (Pu) y Uranio (U) son solo dos elementos completamente diferentes. Los dos son radiactivos y algunos de sus isótopos se consideran material fisionable, ya que son capaces de mantener una reacción nuclear.

El plutonio es un elemento transuránico con un número atómico de 94 y no se encuentra en la naturaleza. Fue hecho por primera vez en 1940. Está hecho completamente por el hombre. Aunque es un metal blanco plateado brillante, se empaña rápidamente en el aire a un gris opaco. Es muy reactivo en el aire húmedo y los productos de reacción hacen que parezca hincharse, algunos de los productos de reacción se incendian. Además, un trozo de Pu se autocalentará debido a su radioactividad y puede brillar al rojo vivo:

Es el metal elegido para fabricar armas nucleares de fisión.

El uranio es otro metal que es ligeramente radiactivo y fue descubierto en 1789. Es de color blanco plateado y se corroe a un óxido negro en el aire. Es un elemento natural que generalmente se usa en reactores nucleares. También se usa para hacer proyectiles perforantes que pueden atravesar fácilmente la armadura en un tanque.

Debido a que tienen diferentes propiedades químicas, se pueden separar utilizando medios químicos. El método llamado Purex utiliza técnicas de intercambio iónico para separarlos.

El plutonio es un elemento sintético, no existe plutonio natural. Se puede convertir en armas atómicas, pero solo con un gatillo complicado en el que está rodeado de explosivos que detonan simultáneamente para comprimir la masa central a una densidad crítica.

El uranio consta de 2 isótopos, el U-238 relativamente inerte y el U-235 más radiactivo, menos del 1%. Solo el isótopo 235 puede usarse para fabricar bombas. La separación es difícil y costosa. Durante la Segunda Guerra Mundial se hizo en Oak Ridge. U-235 explotará si hay una masa demasiado grande, en la que quedan atrapados suficientes neutrones producidos por cada división para causar más divisiones. La bomba de Hiroshima, el “Hombre delgado”, era dos hemisferios subcríticos del U-235 que se combinaron explosivamente en una esfera de masa crítica.

Como un metal muy pesado, el U-238 restante de la purificación, conocido como uranio empobrecido, se usa en municiones antitanque. (En la película “Coraje bajo fuego”, el personaje de Denzel Washington se refiere erróneamente a ellos como municiones “agotadas de uranio”).

La principal diferencia es el número atómico: el uranio tiene 92 protones, el plutonio tiene 94 protones.

Dos de los isótopos de uranio tienen vidas medias lo suficientemente largas como para que todavía estén presentes en la tierra desde la formación de nuestro planeta hace 4.500 millones de años. El uranio-235 tiene una vida media de 0.7 mil millones de años y el uranio-238 tiene una vida media de 4.5 mil millones de años. Entonces, aproximadamente el 10% del U-235 original todavía está aquí y aproximadamente la mitad del U-238 todavía está aquí. Hay suficiente para ser minado.

El isótopo de plutonio más longevo tiene una vida media de 0.07 mil millones de años, por lo que queda menos del 1%; Ninguno de los otros isótopos. Hay trazas de plutonio de reactores naturales y, por supuesto, contaminación mundial actual por pruebas atmosféricas.

Debido a la diferencia en las vidas medias, el plutonio es mucho más radiactivo. La radiactividad es inversamente proporcional a la vida media.

El plutonio-239 es más fácil de fisión que el uranio-235, produce más neutrones por fisión y tiene una fracción de neutrones retardada más pequeña. Entonces, el plutonio-239 es un mejor reactor de combustible y arma nuclear.

Finalmente, el uranio tiene dos letras menos en su nombre que el plutonio.

¡Este es bueno!…

Además del hecho de que sus números atómicos son diferentes: 92 (uranio) y 94 (plutonio), hay una diferencia notable entre sus medias vidas.
La vida media del plutonio es mucho menor en comparación con la del uranio.
También difieren en su disponibilidad natural: el uranio se encuentra mucho más fácilmente en la naturaleza que el plutonio.

En comparación con 92 protones en uranio, el plutonio tiene 94 protones en su núcleo. El plutonio es capaz de producir más energía que el uranio.