EN | FR

Plutonium 239



Plutonium-239 : un noyau fissile artificiel, redouté et recherché

Quatre-vingt-quatorzième élément de la classification de Mendeleïev, le plutonium est un noyau radioactif artificiel, généré en abondance dans les réacteurs à partir de la capture d'un neutron par l'uranium-238.

Glenn Seaborg
Le physicien américain Glenn Seaborg devant un compteur Geiger à l'époque où il découvrit le plutonium durant la seconde guerre mondiale. Seaborg fut également à l'origine de mesures de radioprotection dans les laboratoires, comme le port de gants ou de masques, à une époque où elles étaient peu répandues.
DR

Il a été découvert en février 1941 par le physicien américain Glenn Seaborg, à l'époque de la seconde guerre mondiale. La découverte d'éléments au-delà de l'uranium avait fait sensation (*). La nouvelle devait rester secrète. Certains éléments transuraniens avaient une importance stratégique comme le plutonium-239.

Durant le cadre du projet Manhattan, les Etats-Unis construisirent une immense usine à Hanford pour extraire le plutonium de leurs premières bombes atomiques, dont celle qui détruisit Nagasaki.

Le réacteur B de Hanford
Terminé en septembre 1944 à Hanford, dans l'Etat de Washington, le " B Reactor" fut le premier réacteur au monde dédié à la production à grande échelle de plutonium de qualité militaire. Ce réacteur produisit le plutonium de la première bombe atomique qui fut testée à Alamogordo le 16 juillet 1945, celui de la bombe larguée peu après sur Nagasaki, puis ceux d'armes de la Guerre Froide.
Atomic Archive
Le Plutonium-239 est principalement émetteur alpha. Il se transforme en uranium-235 dont il est le précurseur et auquel il ressemble par la propriété d'être aisément fissile. Sa fission engendre 2,91 neutrons en moyenne c'est-à-dire plus que l'uranium-235, ce qui fait de lui un combustible de premier choix.

Les premiers réacteurs ont été conçus pour produire du plutonium-239 pour des bombes atomiques. Ces réacteurs plutonigènes utilisent ou utilisaient de l'uranium naturel comme combustible, comme les réacteurs à eau lourde de la filière canadienne CANDU ou les réacteurs français de première génération UNGG au graphite-gaz.

Les réacteurs actuels qui utilisent de l'uranium peu enrichi comme combustible produisent (en fonctionnement normal) un plutonium moins riche en plutonium-239, donc impropre pour les bombes, mais qui peut être utilisé comme combustible.

Plutonium militaire et civil
Le plutonium utilisé dans les bombes atomiques est beaucoup plus riche en isotope 239 que celui produit par les réacteurs civils, comme les REP. Il en contient plus de 93 %. La présence dans le plutonium civil de près de 40 % d'autres isotopes le rend impropre à la bombe. En particulier, le plutonium-240 dont la concentration dépasse 20 % a pour effet de rendre une éventuelle bombe instable et inefficace.
IN2P3

Le plutonium est le combustible de choix pour les réacteurs surgénérateurs à neutrons rapides, encore peu répandus mais qui ont déjà fonctionné et sont considérés comme une des meilleures options pour les réacteurs du futur.

S'il n'est pas brûlé ou utilisé, le plutonium devient un déchet encombrant en raison de sa durée de vie et de la relative abondance de sa production. La période du plutonium-239 est de 24 000 ans, très longue à l'échelle humaine, mais courte par rapport aux 700 millions d'années de l'uranium-235. Il faut soit le stocker d'une manière sûre pendant très longtemps et à l'abri de contacts avec la biosphère, soit le brûler dans des réacteurs.

Comme tous les atomes lourds le plutonium est un poison chimique (*). Plus toxique que l'uranium, il est heureusement insoluble à l'état d'oxyde et peu mobile. Son ingestion se fait par voies respiratoires plutôt que digestives. Il peut se fixer sur les os ou des organes comme le foie et les poumons avec une période biologique de plusieurs dizaines d'années.

SUITE : Propriétés du plutonium
SUITE : Isotopes du plutonium
SUITE : Plutonium-238

Traduction anglaise