Ok, agora vou falar sobre o plutônio. 
Uma vez eu me referi ao urânio como sendo 
o bicho papão da tabela periódica 
Então se o urânio é o bicho papão, tem 
um Hannibal Lecter da tabela periódica 
e está alguns lugares à esquerda, e este 
elemento é o plutônio. 
O plutônio tem uma reputação bem ruim. 
Por exemplo, tem um livro aqui... 
Plutônio 
A história do elemento mais perigoso do mundo 
Quando a raça humana evoluiu, ela evoluiu com 
urânio no meio ambiente, então fisiologicamente 
pode lidar com ele de alguma forma. 
O plutônio é um elemento feito pelo homem 
não estava no meio ambiente quando evoluimos. 
Isto significa que temos zero tolerância 
a ele, o que o torna muito perigoso para nós. 
Estamos no Sellafield, no noroeste da 
Inglaterra, 
No laboratório central do NNL, 
estamos interessados no plutônio 
pq preecisamos ser capazes de recuperá-lo 
do combustível nuclear esgotado. 
Vc não pode simplesmente usar 
plutônio em um laboratório normal 
vc tem que ter um laboratório que é 
especificamente projetado para manuseá-lo 
para ser manuseado com segurança. 
- Está na parte da tabela periódica 
na qual faz coisas interessantes. 
Não tem muitos elementos que vc pode 
dizer sobre 
quando foram criados, vc pode algumas vezes 
dizer que foi descoberto em 1869 
ou em 19... e alguma coisa. 
Mas o plutônio foi feito 
pela primeira vez 
em 1940. A razão pela qual foi feito 
é que é um elemento radioativo.
E ele decai (radioativamente) com um
 meia-vida que depende 
de qual isótopo em particular é. 
Se o plutônio fosse criado 
em alguma época durante a formação do 
sistema solar 
teria todo decaído bem antes dos cientistas 
procurarem por ele na Terra. 
Eu já vi um pedaço de plutônio uma vez, 
acho que não posso te contar onde, 
Eu vi de verdade. Mas se parece com 
um pedaço de metal brilhante. 
O que vamos ver hoje é plutônio em 
solução. E isto é realmente interessante 
pq o plutônio tem umas cores bem intensas. 
E as cores mudam, 
dependendo do estado de oxidação   
do plutônio.
É incrivelmente denso como metal, vc pode 
tentar dividir ele com uma serra 
e a serra vai quebrar antes que vc consiga 
tirar qualquer farpa de plutônio 
A densidade pode ser vista pelo fato de um pedaço
de plutônio do tamanho de uma bola de golfe 
terá mais de um quilograma. É uma 
coisa bem pesada. 
Aqui, o objetivo é recuperar o plutônio 
do combustível nuclear esgotado 
O plutônio está presente em torno de 1%. 
O que fazemos é usar extração por solvente 
para remover o plutônio dos produtos de fisão 
na fase aquosa, e mover para cima 
o plutônio em uma fase solvente 
E esta fase solvente é uma mistura de 
tributil fosfato 
e um diluente chamado querosene inodoro.
Aqui temos um pouco de nitrato de plutônio, 
e este plutônio está no estado de oxidação 4. 
E é neste estado de oxidação que é 
extraível para o tributil fosfato. 
Tenho duas soluções separadas aqui. Ambos são 
 nitrato de plutônio, 
só em concentrações diferentes. 
É perigoso por diversas razões diferentes. 
É perigoso por ser a base para bombas 
atômicas. 
A segunda bomba atômica, chamada Fat Man 
que foi jogada em Nagasaki 
em 1945, continha plutônio. E foi o plutônio 
que fez ela explodir. 
Foi uma bomba maior, em relação ao 
tamanho da explosão, do que a primeira bomba 
que foi jogada em Hiroshima. 
Mas também é perigoso, o plutônio, 
pq é muito venenoso. 
Muitos metais pesados são venenosos. 
Particularmente, por exemplo, o tálio. 
O plutônio não é venenoso só por 
causa da sua química 
mas por causa de sua radioatividade. 
O plutônio decai radioativamente pela 
emissão de partículas alfa 
núcleos de hélio. E quando isso 
atinge as células do seu corpo. 
Pode causar danos terríveis e pode levar 
a um câncer, e tudo mais. 
Vou pegar um pouco de TBP 30%, esta 
é a fase solvente. 
Vc pode ver, não misturei ainda, o solvente 
é menos denso do que a fase aquosa 
e fica no topo da aquosa. Vc verá em 
um minuto que 
aquela cor marrom irá para a fase superior. 
De acordo com este livro, existe um clube, 
ou existia um clube, em Los Alamos, na fábrica  
da bomba, 
onde desenvolveram a química do plutônio 
e fizeram a bomba de plutônio. 
Com quatro pessoas, que tinha um 
nome bem estranho, 
Isto quer dizer "Você mija Pu"
, o que significa, 
Sua urina contém plutônio. 
E estas são as pessoas que por algum tipo 
de acidente, tinham plutônio em seus corpos 
Tinha uma pessoa, que chamavam de Magel, que 
estava trabalhando em uma caixa de luvas 
Igual aos que vimos nos laboratórios NNL. 
E ele tinha, por alguma razão, uma 
agulha, e ele espetou a agulha no dedo 
através de uma de suas luvas. 
Ele tirou a mão e viu que tinha um 
pequeno ponto preto na mão 
que era um fragmento de plutônio. 
E embora os médicos tenham tentado retirar, 
pelos próximos 50 anos o plutônio 
podia ser detectado em sua urina. 
E não era uma concentração muito alta, 
de acordo com eles, 
precisavam de um galão de urina, isto é, 
4 litros para conseguir detectar o plutônio 
Mas apesar disso ele sobreviveu. 
Tenho duas amostras com nitrato de 
plutônio no fundo 
e tributil fostato e querosene inodora no topo. 
O que vou fazer agora 
É colocar neste aparelho chamado 
misturador vortex. 
Está misturando e o plutônio vai 
para cima na fase solvente 
formará uma emulsão, e o solvente começará 
a separar da fase aquosa,
 e as duas fases vão se separar. 
- O plutônio é formado 
no combustível nuclear de reatores 
nucleares. 
O urânio, que tem número atômico 92 
pode ser transformado em plutônio 
que tem número atômico 94. 
Pela absorção de nêutrons, então o 
urânio 
absorve nêutrons, isto é o urânio 238 
o tipo de urânio que não entra em 
fissão espontânea 
e fornece a energia para o reator 
nuclear. 
A planta de produção de material ativo em 
Hanford em Washigton, para urânio 238 
o isótopo mais abundante no urânio natural 
é convertido em um elemento completamente novo
conhecido como plutônio 239. 
- É o que chamam 
de isótopo de urânio inativo, mas 
que pode absorver nêutrons 
E ser transformado em plutônio. 
Deve estar pronto agora. 
Parece uma emulsão agora. Enquanto separa 
vc vê 
que a fase de cima agora tem uma cor. 
O nitrato de plutônio formou agora 
um complexo químico 
com as moléculas do TBP. E estas moléculas 
de TBP tornaram o plutônio solúvel 
na fase orgânica. 
No processamento do combustível nuclear 
irradiado, todos os produtos da fissão 
estariam todos nessa fase de baixo. E o 
plutônio e urânio na de cima. 
Então os separaríamos. 
O plutônio sozinho, o metal, é na verdade 
um material muito interessante
Eu nunca vi. Mas deve ser um metal 
muito duro. 
Mas tem um número surpreendentemente alto 
de alótropos 
e o alótropo é uma estrutura cristalina 
diferente. 
O plutônio tem 6 ou talvez 7 diferentes 
alótropos, que são diferentes 
e sua dureza, em suas propriedades mecânicas e 
até mesmo na densidade. 
Isto torna a manufatura do plutônio 
que é necessária para a construção 
de bombas nucleares 
extremamente difícil. E tem também 
um ponto de fusão um tanto baixo 
tem fusão em torno de 639 oC. 
O que é um ponto de fusão bem baixo 
para um metal pesado 
Por exemplo, o ósmio, que não 
está longe na tabela periódica 
tem um ponto de fusão acima de 3000 oC. 
Alguns dos isótopos do plutônio 
são tão radioativos 
que são bem quentes. Se vc ver as amostras, 
algumas delas podem estar brilhando de quente. 
Mas mesmo as menos radioativas, aparentemente 
são mornas ao se tocar. 
Vc tem que ser muito corajoso para tocar 
em uma. 
O que acontece em um processo de extração 
por solvente, é que o solvente 
é separado da fase aquosa. E então um 
novo liquor aquoso 
é adicionado à aquele solvente. Para 
tentar recuperar o plutônio dela. 
O que vamos fazer é remover o liquor 
aquoso daqui, agora, do fundo. 
E trocar por um novo liquor, que tem 
uma substância química nele que irá 
causar uma recuperação do plutônio do 
solvente.
Pegamos a fase aquosa do fundo. 
Pq em escala industrial 
isto é feito com 
uma variedade de equipamentos. 
Pq vc está tentando pegar o plutônio, é pq 
vc quer colocar ele em um local especial, 
ou pq vc quer reutilizar? 
É separado em uma forma pura, para poder 
ser reutilizado 
em coisas como, combustível MOX, que é 
uma mistura de óxidos de combustíveis. 
Vc combina plutônio com urânio 
e vc pode colocar de volta em 
reatores nucleares. 
E gerar mais energia. 
Tem também uma propriedade interessante, 
que quando ele decai radioativamente 
libera estes núcleos de átomos de hélio.
Quando vc tem uma amostra mais e mais 
velha de plutônio 
o hélio se acumula nesta estrutura 
cristalina. 
Embora tenha a aparência de um 
pedaço de metal 
de fato tem átomos de hélio dentro dela. 
Quase como frutas dentro de um bolo. 
E por causa desta estrutura cristalina 
vc tende a ter contornos de cristais, 
chamados contornos de grão 
entre os cristais. E o hélio pode 
acumular nos contorno de grãos 
e enfraquecer bastante o metal. 
O hélio causa dois problemas 
Obviamente, a curto prazo, se vc é 
alguém que está fazendo bombas 
vc tem que ser cuidadoso para não acumular 
muito hélio no núcleo de sua bomba 
pq não irá funcionar da forma adequada. 
Aqui uma sequência de 4 imagens da 
explosão 
detonada no topo de uma torre de aço, em 7 e 25 
de maio, 
e dia primeiro e 5 de junho. 
O segundo problema é que se vc está 
estocando plutônio 
que veio de combustível nuclear 
reprocessado. 
E está sendo estocado até estar seguro para 
estar no meio ambiente 
Vc vai enterrar em algum lugar no subsolo 
em um recipiente muito forte 
E quando projetar este recipiente, vc tem que 
lembrar do fato 
que seu metal começará a produzir 
um gás, enquanto decai.  
E portanto seu recipiente deve ser 
capaz de aguentar a pressão interna 
então não vai repentinamente explodir. 
O que seria embaraçoso, talvez não 
para você, talvez para seu netos 
os os netos deles, quando eles repentinamente 
descobrem que estes recipientes seguros explodiram
- Vc descreve a explosão de um recipiente 
contendo 
lixo radioativo de plutônio, como sendo 
embaraçoso!? 
Sim! 
Todo entusiasmo sobre o plutônio, e 
esta solução cor de lodo parece inofensiva. 
É altamente radiotóxico e vc 
não ia gostar de beber isso. 
Parece um pouco com coca cola. 
Para obter o plutônio de volta para a fase
aquosa vou usar duas técnicas diferentes 
Uma é a redução, para tornar o 
plutônio 4+ no 
estado de oxidação plutônio 3+. 
O que vou fazer com este é adicionar 
uma substância química chamada 
nitrato de hidroxilamina 
Este é um outro método, usamos um 
 complexante 
o que significa que forma uma composto 
químico molecular. 
E neste usamos a substância chamado 
ácido acetohidroxâmico 
quando misturamos, todo o plutônio 
ficará no fundo. 
Este é a solução de ácido acetohidroxâmico 
Está agora separando entre a fase 
orgânica e aquosa. 
E vc pode ver que a cor na fase de cima 
sumiu completamente agora. 
É o solvente. O solvente está agora livre de
plutônio. E voltou para a fase aquosa 
E a fase aquosa pode ser enviada para 
instalação de tratamento 
para purificação final e conversão para 
 forma final, 
que é o dióxido de plutônio. 
Não está bem pronto, mas vc pode 
ver aqui 
a cor laranja que está no topo foi 
diluída agora, 
e a maioria do plutônio está na 
parte de baixo, como plutônio 3+.
Tenho outra história, que já contei 
antes, mas é muito boa 
e o Brady quer ouvir ela novamente. 
Uma das pessoas que me ensinou química, 
um professor de Cambridge, Alphie Maddock 
trabalhou com plutônio, durante a Segunda 
Guerra Mundial 
e uma noite, na qual ele estava 
muito cansado 
ele derramou todas as reservas de 
plutônio da Inglaterra 
que eram 10 miligramas, na mesa, 
na bancada que ele estava trabalhando. 
Ele estava muito chateado, ele perdeu 
todo o estoque do país 
então ele pegou uma serra e cortou 
um buraco na mesa 
ele queimou a madeira e das 
cinzas da madeira 
ele recuperou 9,5 miligramas das 
10 miligramas que ele tinha perdido 
Ele poderia ter escondido tudo, 
mas ele estava tão cansado 
que ele não teve energia para reformar a 
mesa. Então, quando as pessoas 
chegaram na manhã seguinte, tinha um grande
 buraco e descobriram o que tinha acontecido.
O da esquerda, com uma solução vermelha 
é o plutônio 4+ 
com o ácido acetohidroxâmico. 
Na direita, é um plutônio azul, no 
fundo tem plutônio 3+ 
que foi reduzido por nitrato de 
hidroxilamina. 
Traduzido por Prof. Dr. Luís Brudna 
 
