El plutonio-239 (239Pu) es un isótopo fisible del plutonio. Este isótopo es el principalmente usado en la producción de armas nucleares. Aunque el uranio-235 también se ha utilizado, es actualmente considerado un isótopo secundario. El plutonio-239 es también uno de los tres principales isótopos utilizados como combustible en reactores nucleares, junto con el uranio-235 y el uranio-233. La bomba atómica "Fat Man" que se utilizó para bombardear Nagasaki tenía un núcleo de plutonio-239. El 239Pu tiene un periodo de semidesintegración de 24 200 años.
Propiedades nucleares
Las propiedades nucleares del plutonio-239, así como la capacidad de producir grandes cantidades de Pu-239, más asequible que el uranio-235 altamente enriquecido, han llevado a su uso en armas nucleares y centrales nucleares. La fisión de un átomo de U-235 en el reactor de una central nuclear produce de dos a tres neutrones. Estos neutrones pueden ser absorbidos por el U-238 para producir Pu-239 y otros isótopos. El plutonio-239 puede absorber neutrones y fisionarse junto con U-235 en un reactor.
La fisión de un átomo de plutonio-239 genera 207.1 MeV = 3.318·10−11 J, es decir, 19.98 TJ/mol = 83.61 TJ/kg.
Producción
El 239Pu se produce cuando un átomo de uranio-238 captura un neutrón y se convierte en uranio-239; posteriormente este sufre una desintegración beta para convertirse en neptunio-239 (intermedio); luego este sufre otra desintegración beta para finalmente obtener el plutonio-239 como producto final, siendo largamente producido de esa forma en reactores nucleares. La siguiente ecuación expresa la producción de 239Pu.
Aplicaciones
El 239Pu se ha utilizado como material fisionable en armas nucleares. El núcleo de estas armas necesita una tasa mínima de 93 % de plutonio-239 y menos del 7 % de 240Pu por el hecho de desencadenar 450 000 fisiones por segundo en 1 kg, produciendo U-238 no apto para este tipo de armas. En los reactores nucleares, sondas espaciales y submarinos de propulsión nuclear se utiliza este isótopo. Durante la Segunda Guerra Mundial fue utilizado como material fisionable de la bomba atómica "Fat Man".