El óxido de plutonio (IV), que así se llama en nomenclatura stock, es un compuesto químico inorgánico formado por un átomo de plutonio y dos átomos de oxígeno, en donde el plutonio presenta estado de oxidación 4 y el oxígeno -2.
Se trata de un óxido metálico (el Pu es un metal) cuya fórmula es PuO_{2}.
Este óxido puede nombrarse también de las siguientes formas:
- dióxido de plutonio (nomenclatura sistemática)
- óxido plutonioso (nomenclatura tradicional)
El PuO_{2} se caracteriza por ser sólido a temperatura ambiente y posé un altísimo punto de fusión.
El aspecto de este sólido suele ser de color verdoso, aunque puede tener también un aspecto amarillento. Todo depende de cómo ha sido sintetizado, del tamaño del óxido y de la temperatura a la que se encuentre.
Estructura del óxido de plutonio (IV)
La estructura tridimensional del PuO_{2} es exactamente igual al de la fluorita, en donde los iones de plutonio se encuentran en el centro de una red del tipo cúbica centrada en las caras, mientras que los iones de oxígeno se disponen en los agujeros que quedan dentro del tetraedro.
Como puedes imaginar, el principal interés que tenemos por este óxido es el usarlo como combustible nuclear. Es precisamente su estructura reticular lo que le da su gran utilidad: la geometría intrínseca a él hace que aparezcan unos huecos octaédricos que van a ser ocupados por compuestos de fisión sin que la estructura del óxido de plutonio (IV) se venga abajo.
Propiedades del PuO_{2}
Este óxido es un material cerámico bastante estable. A penas es soluble en H_{2}O y además tiene un extraordinario elevado punto de fusión, 2774º C.
Hay que decir que se pensaba que el grado de fusión era cientos de grados menor que el considerado ahora. Se ha llegado a este nuevo dato mediante calentadores láser.
Constantemente el óxido de polonio (IV) está emitiendo radiactividad del tipo α. Ello hace que al tacto (absolutamente nada recomendable) sea percibido como un cuerpo templado.
La producción, manipulación y reciclado de este óxido está bajo las directrices del Tratado de no Proliferación Nuclear.
Obtención
De forma natural es posible obtener este óxido de plutonio. Sólo hay que esperar a que aparezca la oxidación del plutonio:
Pu+O_{2} \rightarrow PO_{2}
Para la obtención de una forma industrial, es decir, en cantidades más masivas, se usa el oxalato de plutonio (IV) de fórmula Pu(C_{2}O_{4})_{2}6H_{2}O. Este compuesto, si es sometido a temperaturas superiores a 300º C (proceso llamado calcinación), va a degradarse en forma de óxido.
Por último, otra forma de obtener óxido de plutonio (IV) es acudiendo a los reactores nucleares que funcionan con sales fundidas. Tales sales tratadas con carbonato de sodio son una fuente de nuestro óxido.
Usos del óxido de plutonio (IV)
Varios son los usos que podemos dar al PuO_{2}, todos ellos relacionados con la obtención de energía:
- Uso del óxido para ser utilizados en reactores nucleares mixtos.
- Material de fisión empleado en los motores de naves y aparatos espaciales de largo recorrido (sonda New Horizons, en Plutón y Curiosity en Marte).
- Fabricación de bombas nucleares de bajo rendimiento.
Cuidados en su manejo y toxicología
El óxido de plutonio es una fuente de partículas alpha importante por ello hay que tomar medidas en su manipulación directa.
En caso de ser ingerido, su poca interacción con el agua y su estabilidad va a hacer que el organismo pueda expulsarlo sin problemas. Los daños vendrán únicamente por la absorción de los tejidos corporales de las partículas radiactivas α.
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ÓXIDOS
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