Dónde está y qué tan peligroso es el plutonio

El plutonio es una de las sustancias más peligrosas jamás desarrolladas por la humanidad. Este material plateado y brillante puede utilizarse como combustible en centrales nucleares y también en armas nucleares.

En la carrera contra la Alemania nazi por desarrollar armas nucleares, el físico estadounidense Glenn Seaborg se atrevió el 14 de diciembre de 1940 a intentar un experimento que resultó trascendental: en el Laboratorio de Radiación de la Universidad de Berkeley, California, bombardeó uranio -238 radiactivo con deuterones, una sustancia que contiene hidrógeno pesado. Durante el experimento, la desintegración de los núcleos atómicos produjo una pequeña cantidad de un material radiactivo plateado: plutonio.

Junto con sus colegas Kennedy, McMillian y Wahl, Seaborg se dio cuenta de que, efectivamente, habían aislado un nuevo elemento químico. El descubrimiento fue bautizado en honor a Plutón, entonces considerado el planeta más exterior. La elección del nombre —de evocación tan distante como inquietante— da una idea del potencial que los físicos atómicos atribuían al nuevo elemento. Los cuales también reconocieron rápidamente su enorme potencial: dado que los experimentos con plutonio formaban parte del «Proyecto Manhattan» estadounidense para desarrollar armas nucleares, el descubrimiento se mantuvo en secreto hasta el final de la guerra.

¿Qué tan peligroso es el plutonio?

El plutonio (Pu) es un metal pesado y, al igual que otros metales pesados ​​como el plomo o el mercurio, es químicamente tóxico. Lo más importante es que el plutonio es radiactivo y libera radiación alfa al desintegrarse. Los rayos alfa no pueden penetrar la piel humana, a diferencia de los rayos gamma. Además, la radiación no tiene un largo alcance. Una hoja de papel es suficiente para bloquear los rayos alfa.

Sin embargo, si el plutonio entra en el cuerpo, los efectos son fatales. «El plutonio es más peligroso si se inhala», escribe la Oficina Federal de Protección Radiológica en Alemania. Incluso una partícula del tamaño de un grano de polvo puede acumularse en diversas partes del cuerpo y causar daños graves como cáncer de pulmón, cáncer de huesos, cáncer de hígado y leucemia.

Además, el plutonio tiene una vida media muy larga, lo que significa que permanece radiactivo y representa una amenaza para el medio ambiente durante largos períodos de tiempo. El riesgo de radiación con plutonio disminuye muy lentamente a través del proceso de desintegración natural. El isótopo Pu-239 tarda unos 24.110 años en alcanzar un nivel insignificante.

¿Existe Plutonio?

El plutonio se encuentra solo en cantidades minúsculas en la naturaleza, en minerales de uranio como la pecblenda, la carnotita, la monacita y la fergusonita. El plutonio se produce principalmente de forma artificial, en reactores nucleares, esencialmente como subproducto de la producción de energía.

Cuando el uranio-238, utilizado en las barras de combustible, se exponen a un flujo de neutrones, una pequeña porción del uranio se convierte en plutonio. Hasta la fecha, se han producido aproximadamente 1.000 toneladas de plutonio en todo el mundo mediante uso civil y militar.

¿Se utiliza el plutonio para la energía nuclear?

El plutonio es fisible y tiene una alta densidad energética, por lo que incluso pequeñas cantidades pueden liberar una gran cantidad de energía.

En teoría, el plutonio también puede recuperarse del combustible nuclear gastado mediante reprocesamiento y reutilizarse como combustible en reactores. Esto funciona en varios tipos de reactores, tanto de agua ligera como de reproductores, conocidos como reactores reproductores rápidos.

Sin embargo, su reprocesamiento y uso como combustible plantea grandes desafíos técnicos, económicos y de seguridad. En algunas centrales nucleares, el plutonio todavía se utiliza en forma de elementos combustibles MOX (óxido mixto de uranio y plutonio).

¿Cómo se convirtió el plutonio en un arma letal?

El plutonio-239 de alta pureza, también conocido como plutonio de grado belico, se utiliza con fines militares. Para que una bomba de plutonio funcione, el contenido de Pu-239 debe ser de al menos el 93 %. La primera bomba experimental, detonada el 16 de julio de 1945 en el desierto de Nuevo México, fue una bomba de implosión con núcleo de plutonio. Sin embargo, el ejército estadounidense utilizó uranio-235 para la primera bomba atómica militar del mundo, lanzada sobre Hiroshima.

El plutonio no se utilizó hasta tres días después, el 9 de agosto de 1945. La bomba, llamada «Fat Man», lanzada sobre Nagasaki, contenía 6,4 kilogramos de plutonio como material fisible. Su potencia explosiva equivalía a aproximadamente 21 kilotones de TNT. Mató a unas 60.000 personas al instante y destruyó cerca del 80% de la ciudad en segundos. Muchos residentes sufrieron graves radiaciones y murieron poco después.

Después de la Segunda Guerra Mundial, las tensiones entre Estados Unidos y la Unión Soviética (URSS) se desembocaron en una carrera armamentística nuclear. La URSS comenzó la producción industrial de plutonio en 1948.

En 1949, los soviéticos probaron su primer dispositivo nuclear: una bomba de implosión de plutonio.

¿Tiene el elemento oscuro un futuro brillante?

Las armas nucleares requieren plutonio o uranio enriquecido. Esta es una de las razones por las que se construyeron plantas de enriquecimiento de uranio y, sobre todo, reactores nucleares civiles durante y después de la Guerra Fría.

En el apogeo de la Guerra Fría, Estados Unidos y la Unión Soviética poseían en conjunto alrededor de 70.000 ojivas nucleares con una potencia explosiva equivalente a más de 800.000 bombas de Hiroshima.

El plutonio ha dejado de ser útil como arma; solo unas pocas de las más de 12.000 armas nucleares del mundo aún utilizan plutonio como material fisible. El uranio altamente enriquecido, en particular, está más disponible para la producción de armas nucleares y su manipulación es menos peligrosa que la del plutonio.

Los rastros de plutonio aún detectables en el medio ambiente provienen casi en su totalidad de la lluvia radiactiva de las pruebas de armas nucleares en superficie entre 1951 y 1962. Durante este período, se liberaron aproximadamente cuatro toneladas de plutonio a la atmósfera, principalmente en el hemisferio norte. Sin embargo, según la Oficina Federal de Protección Radiológica, los rastros encontrados en los alimentos son tan pequeños que se consideran inofensivos.