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Considerado pelo Guinness World Records como o elemento mais perigoso por seu potencial uso em bombas atômicas, o plutônio é um dos elementos mais intrigantes da tabela periódica.
Apesar de sua notoriedade, ele é extremamente raro na natureza, o que torna difícil encontrá-lo de forma natural. Sua periculosidade, conforme pesquisa feita pela equipe do Click Petróleo e Gás, é influenciada por diversos fatores como dose, concentração, solubilidade, tamanho, forma de contato, tempo e frequência de exposição, além da sensibilidade individual à substância.
As características do plutônio
O plutônio, simbolizado por “Pu” e com número atômico 94, possui 94 prótons em seu núcleo. Este elemento metálico se apresenta em estado sólido à temperatura ambiente e pode existir em várias formas diferentes chamadas alótropos.
A forma mais comum é o plutônio-239. Conhecido por suas propriedades nucleares, o plutônio tem um núcleo instável capaz de sofrer fissão nuclear.
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Esta característica é crucial na indústria nuclear, onde o plutônio-239 é utilizado como combustível em reatores nucleares. Contudo, seu uso em armas nucleares levanta sérias preocupações globais de segurança e não proliferação nuclear.
História e descoberta do plutônio
Descoberto em 1940 por um grupo de cientistas liderados por Glenn T. Seaborg e Ralph A. James na Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, o plutônio foi sintetizado ao bombardear urânio-238 com nêutrons em um acelerador de partículas.
O elemento foi nomeado em homenagem ao planeta anão Plutão, descoberto em 1930. Esta descoberta marcou um momento significativo na história, pois possibilitou o desenvolvimento da tecnologia nuclear e teve implicações profundas durante a Segunda Guerra Mundial, contribuindo para a produção das primeiras armas nucleares. O impacto do elemnto na ciência e na história moldou significativamente o curso da energia nuclear e os eventos do século XX.
Produção e extração do elemento
Ao contrário de outros minerais, o elemento não é extraído diretamente da Terra. Por ser um elemento transurânico, ele é produzido artificialmente em reatores nucleares ou aceleradores de partículas.
Para se produzir plutônio, de acordo com as fontes consultadas, geralmente bombardeia-se urânio-238 com nêutrons, transformando-o em urânio-239.
Este isótopo é instável e rapidamente se converte em plutônio-239 por meio de emissão beta, tornando-se o isótopo mais comum e útil do plutônio.
Reprocessamento nuclear: separação do plutônio
A separação do plutônio do urânio, conhecida como reprocessamento nuclear, é um processo complexo que envolve várias etapas. Um método comum é a extração por solvente.
Primeiramente, dissolve-se o combustível nuclear irradiado, que contém tanto urânio quanto plutônio, em ácido nítrico, transformando o material sólido em uma solução líquida.
Em seguida, utiliza-se uma substância orgânica extratante que possui afinidade pelo plutônio, extraindo-o seletivamente da solução.
A solução orgânica contendo plutônio é então separada e submetida a um processo de “scrubbing”, onde o elemento é convertido de seu estado oxidado para um estado reduzido, geralmente com a adição de ferro metálico.
O plutônio reduzido é precipitado como óxido de plutônio e passa por um processo de purificação para remover impurezas restantes, sendo finalmente convertido em uma forma adequada para uso, como óxido ou metal de plutônio.
Aplicações do plutônio na engenharia
O plutônio possui várias aplicações na engenharia, sendo o mais significativo na produção de eletricidade em reatores nucleares.
O plutônio-239 é utilizado como combustível, onde a fissão nuclear libera grande quantidade de energia térmica, convertida em eletricidade. O plutônio-238 é empregado em Geradores Termoelétricos de Radioisótopos (RTGs), fornecendo energia elétrica em missões espaciais de longa duração, como sondas espaciais e rovers.
À medida que o plutônio-238 decai, gera calor, convertido em eletricidade. Um exemplo histórico de seu uso é a “Fat Man”, a bomba nuclear que devastou Nagasaki durante a Segunda Guerra Mundial.
Além dessas aplicações, alguns isótopos de plutônio são usados em testes não destrutivos para inspecionar a integridade de materiais, como soldas em estruturas metálicas, através de técnicas de radiografia industrial.
Devido à sua radioatividade, o plutônio permite a detecção de falhas ocultas em materiais sem a necessidade de destruí-los. Também é empregado em medidores de espessura por radiação, garantindo precisão na espessura de materiais em processos industriais, como na produção de folhas metálicas.
O Plutônio no Brasil
No Brasil, o uso do plutônio está intimamente ligado aos esforços do país em desenvolver e manter um programa nuclear robusto. A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) regula todas as atividades nucleares no país, incluindo a produção e o uso do elemento.
O Brasil possui reatores nucleares de pesquisa e energia, como os de Angra 1 e Angra 2, onde tecnologias nucleares avançadas são aplicadas. Embora o plutônio-239 seja produzido em pequena escala para fins de pesquisa, o país não possui um programa de armas nucleares, comprometendo-se com a não proliferação nuclear.
O Brasil também participa de acordos internacionais que promovem o uso pacífico da energia nuclear, sendo signatário do Tratado de Não-Proliferação de Armas Nucleares (TNP).
Segundo a CMEM, a pesquisa com plutônio no Brasil foca principalmente em áreas como medicina nuclear, geração de energia e desenvolvimento de novas tecnologias para tratamento de resíduos nucleares. Nesse sentido, a entidade afirma que esses esforços são parte do compromisso do país em utilizar a tecnologia nuclear de maneira segura e eficiente, contribuindo para o avanço científico e tecnológico.
Abaixo você confere as fontes consultadas para a realização da matéria:
