Plutonium
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Le 238Pu a été utilisé pour des applications spécifiques comme une source
d’énergie pour les satellites de la NASA, dans les stimulateurs cardiaques et
dans les détecteurs d’incendie. Dans l’environnement, cet isotope est issu, pour
sa majeure partie, de rentrées dans l’atmosphère de satellites, avec dispersion à
l’échelle globale.
L’accident de Tchernobyl en 1986, a dispersé à proximité du réacteur environ
50 kg de plutonium (100 TBq) : en 1997 sur la zone d’exclusion du réacteur, les
activités présentes étaient de l’ordre de 0,1 PBq en 238,239,240Pu.
1.2. Propriétés physico-chimiques de l’élément incluant
les données thermodynamiques de base et propriétés
nucléaires des principaux isotopes radioactifs d’intérêt
1.2.1. Propriétés physiques
Le plutonium est un métal argenté de densité 19,8, qui se transforme au contact
de l’air en oxyde de plutonium. Il est pyrophorique et sa manipulation requiert
une atmosphère inerte et sèche d’azote ou d’argon. Son point de fusion est bas
(640 °C), mais son point d’ébullition est exceptionnellement élevé (3 228 C).
1.2.2. Propriétés nucléaires
Parmi ses 15 isotopes, seuls les isotopes 238 à 242 (tableau 1) sont présents de
façon significative dans les combustibles nucléaires, et proviennent tous de léactions mettant enjeu 238U. Notons la particularité du 241Pu, isotope essentiellement
émetteur [3, de demi-vie courte (14,4 ans) avec son fils,241 Am, qui est un émetteur
alpha de vie longue (433 ans). Les atomes de plutonium, comme la plupart des
atomes d’actinides, ont la caractéristique d’être fissiles.
Tableau 1 ■ Périodes, activités et modes de décroissance des cinq principaux isotopes
du Pu et du241 Am.
©
■0
c
□
w
©
©
•©
w
0
□
©
c
0
c
©
Q.
0
0
p
Isotope
Période
(années)
Activité (Bq-g ’)
Mode de décroissance (énergie, MeV)
238Pu
87,7
6,6x10"
a (5,49)
_J39Pu
24 100
2,3 x 109
a (5,15)_________
_240Pu
6561
8,4 x 109
a (5,16)
__241Pu
14,3
3,8 x 1012
p (5,2x10"3)
___^2Pu
3,73 x 105
1,5 xlO8
a (4,89)_____ _______
_ 241Am
432,6
l,3x 10"
a (5,59)_____________
b
0.
©
-j
©
ù5
ô
©
j
9
Un des risques majeurs physiques lié au plutonium mais aussi aux autres acti
nides est le risque de criticité : la masse critique peut varier en fonction d un certain
nombre de facteurs (nature du produit, forme physico-chimique, g®ome r
„
À titre d’exemple cette masse critique est de 7 kg pour du
u me a , e
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Le 238Pu a été utilisé pour des applications spécifiques comme une source
d’énergie pour les satellites de la NASA, dans les stimulateurs cardiaques et
dans les détecteurs d’incendie. Dans l’environnement, cet isotope est issu, pour
sa majeure partie, de rentrées dans l’atmosphère de satellites, avec dispersion à
l’échelle globale.
L’accident de Tchernobyl en 1986, a dispersé à proximité du réacteur environ
50 kg de plutonium (100 TBq) : en 1997 sur la zone d’exclusion du réacteur, les
activités présentes étaient de l’ordre de 0,1 PBq en 238,239,240Pu.
1.2. Propriétés physico-chimiques de l’élément incluant
les données thermodynamiques de base et propriétés
nucléaires des principaux isotopes radioactifs d’intérêt
1.2.1. Propriétés physiques
Le plutonium est un métal argenté de densité 19,8, qui se transforme au contact
de l’air en oxyde de plutonium. Il est pyrophorique et sa manipulation requiert
une atmosphère inerte et sèche d’azote ou d’argon. Son point de fusion est bas
(640 °C), mais son point d’ébullition est exceptionnellement élevé (3 228 C).
1.2.2. Propriétés nucléaires
Parmi ses 15 isotopes, seuls les isotopes 238 à 242 (tableau 1) sont présents de
façon significative dans les combustibles nucléaires, et proviennent tous de léactions mettant enjeu 238U. Notons la particularité du 241Pu, isotope essentiellement
émetteur [3, de demi-vie courte (14,4 ans) avec son fils,241 Am, qui est un émetteur
alpha de vie longue (433 ans). Les atomes de plutonium, comme la plupart des
atomes d’actinides, ont la caractéristique d’être fissiles.
Tableau 1 ■ Périodes, activités et modes de décroissance des cinq principaux isotopes
du Pu et du241 Am.
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238Pu
87,7
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24 100
2,3 x 109
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6561
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14,3
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Un des risques majeurs physiques lié au plutonium mais aussi aux autres acti
nides est le risque de criticité : la masse critique peut varier en fonction d un certain
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À titre d’exemple cette masse critique est de 7 kg pour du
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