Plutonium

Le plutonium est un métal lourd de symbole chimique Pu et de numéro atomique 94, particulièrement dense — approximativement 1,74 fois plus lourd que le plomb — radioactif et toxique, découvert aux États-Unis par Glenn T.



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Élément chimique - Produit chimique - Matériau - Actinide - Transuranien - Déchet radioactif - Matériau nucléaire

Page(s) en rapport avec ce sujet :

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Plutonium
Neptunium ← PlutoniumAméricium
Sm
   

94
Pu
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Pu
Uqq
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Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Plutonium, Pu, 94
Série chimique Actinides
Groupe, Période, Bloc L/A, 7, f
Masse volumique 19 816 kg·m-3
Couleur blanc argenté
N° CAS 7440-07-5
Propriétés atomiques
Masse atomique 244, 06 u
Rayon atomique (calc) 159 pm
Rayon de covalence 1, 87 ± 0, 01 Å [1]
Configuration électronique [Rn] 5f6 7s2
 
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
État (s) d'oxydation 6, 5, 4, 3
Oxyde amphotère
Structure cristalline monoclinique
Propriétés physiques
État ordinaire solide
Point de fusion 640 °C [2]
Point d'ébullition 3 228 °C [2]
Énergie de fusion 2, 84 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation 344 kJ·mol-1
Volume molaire 12, 29×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 1 Pa
1 483 °C)
Vitesse du son 2 260 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 1, 28
Chaleur massique 35, 5 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique 685×106 S·m-1
Conductivité thermique 6, 74 W·m-1·K-1
Énergies d'ionisation
1re : 6, 0260 eV [3] 2e : 11, 2 eV [3]
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
238Pu {syn. } 87, 75 a α
FS
cluster
5, 5

 ?
234U
PF
210Pb
239Pu {syn. } 24 100 a α
FS
5, 245
235U
PF
240Pu {syn. } 6 560 a α
FS
clusters
5, 17

 ?
236U
PF
(Pb ; Pt)
241Pu {syn. } 14, 4 a β-
α
0, 021
4, 85
241Am
242Pu {syn. } 373 000 a α
FS
4, 9
238U
PF
244Pu {syn. } 80, 8×106 a α
FS
4, 666
240U
PF
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le plutonium est un métal lourd de symbole chimique Pu et de numéro atomique 94, particulièrement dense — approximativement 1, 74 fois plus lourd que le plombradioactif et toxique, découvert aux États-Unis par Glenn T. Seaborg, Edwin M. McMillan, J. W. Kennedy et A. C. Wahl en 1940.

Il est produit dans le cœur des réacteurs nucléaires : sous l'effet du flux de neutrons, une partie de l'uranium qui compose le combustible nucléaire se transforme par capture neutronique.

De même que l'uranium 235, le plutonium 239 est une matière fissible par des neutrons thermiques, qui est utilisée dans la fabrication d'armes nucléaires et la production d'énergie dans certaines centrales nucléaires. Son isotope 238, particulièrement fortement radioactif, sert aussi à l'élaboration de générateurs thermoélectriques à radioisotope.

C'est un cœur de plutonium qui a servi pour réaliser la première explosion atomique, l'essai Trinity, mais aussi Fat Man, la seconde (et à ce jour dernière) utilisation opérationnelle d'une bombe atomique sur Nagasaki (la bombe Little Boy larguée sur Hiroshima avait un cœur en uranium enrichi).

Origine

Le plutonium est un élément chimique artificiel presque exclusivement produit de 1940 à nos jours. C'est le deuxième des transuraniens à avoir été découvert. L'isotope 238Pu a été produit en 1940 en bombardant une cible d'uranium par du deutérium au cyclotron de Berkeley. [4] Durant le Projet Manhattan, le plutonium 239 avait le nom de code 49, le'4'étant le dernier chiffre de 94 (le numéro atomique) et le'9', le dernier chiffre de 239 (l'isotope utilisé pour la bombe, le 239Pu) [5].

Il n'y a quasiment plus de plutonium en quantités significatives remontant à une nucléosynthèse essentielle. On le trouve cependant toujours dans des terres rares sous forme de très faibles trace de 244Pu, [6] ce qui en fait l'élément naturel le plus lourd identifié à ce jour. [7]

D'autre part, on trouve des traces de de 239Pu dans les minerais d'uranium naturel (de même que du neptunium), où il résulte de l'irradiation de l'uranium par le très faible taux de neutrons créés par la désintégration spontanée de l'uranium.

Il a été produit plus massivement (et existe toujours en quantités infimes) sous forme de 239Pu dans des structures géologiques spécifiques, où de l'uranium a été naturellement concentré par des processus géologiques il y a à peu près 2 milliards d'années, pour atteindre une criticité suffisante pour génèrer une réaction nucléaire naturelle. Son taux de formation dans le minerai d'uranium a ainsi été accéléré par des réactions nucléaires rendues envisageables par un accident de criticité naturel. C'est le cas sur le site d'Oklo.

Propriétés physiques et chimiques

Échantillon de plutonium.

Le plutonium est un métal de la série des actinides. Son aspect est gris argenté, mais il se ternit rapidement à l'air libre, devenant le plus souvent gris, quelquefois verdâtre ou jaunâtre, [8] [9] sa couleur apparente étant fonction de l'épaisseur de la couche d'oxydes.

Il est assez mou, particulièrement dense (densité : 19, 84), solide à température ambiante mais à point de fusion assez bas (640 °C) ainsi qu'à température d'ébullition exceptionnellement élevée (3 327 °C). Au contraire de la majorité des matériaux, sa densité s'accroît (de 2, 5%) à la fusion, si quoiqu'un lingot de plutonium flotte à la surface du métal en fusion, de même que la glace sur l'eau. La densité du métal liquide décroît ensuite linéairement avec la température. [10] Autour de sa température de fusion, le plutonium liquide présente une très forte viscosité et une tension superficielle élevée par comparaison avec d'autres métaux. [11]

Au contraire de la majorité des métaux, c'est un mauvais conducteur de la chaleur et de l'électricité. Sa conductivité électrique décroît lorsque la température baisse, ce qui est particulièrement atypique pour un métal. [10] Cette tendance se prolonge jusqu'à 100 K, puis la conductivité croît pour des échantillons récemment préparés. [10] Aux alentours de 20 K, la résistivité croît avec le temps sous l'effet des radiations alpha, qui disloquent le réseau cristallin ; cet effet fluctue suivant la composition isotopique de l'échantillon. [10]

Le mouvement des atomes sous l'effet de l'auto-irradiation du plutonium disloque progressivement sa structure cristalline par accumulation de défauts cristallins. [11] Cependant, l'auto-irradiation peut aussi chauffer suffisamment l'échantillon pour conduire à un recuit, ce qui contrebalance l'effet précédent pour des températures supérieures à 100 K. [12]

Métallurgie

Le plutonium présente six états allotropiques à pression ambiante : alpha  (α), beta  (β), gamma  (γ), delta  (δ), delta prime  (δ'), & epsilon  (ε) [13]

Le plutonium présente six états allotropiques dans les conditions normales de pression. Une septième forme (zeta, ζ) se rencontre à haute température, mais dans un intervalle de pression limité. [13]

Ces allotropes ont des énergies internes particulièrement proches, mais des structures cristallines et des densités particulièrement différentes : les densités de ces formes allotropes fluctuent de 16.00 g/cm3 à 19.86 g/cm3. [14] Ceci rend le plutonium particulièrement sensible à des changements de température, de pression, ou de pollution chimique, et la transition de phase d'un état à l'autre peut conduire à des changements de volume particulièrement importants. [11]

L'existence de ces nombreux allotropes rend particulièrement complexe l'usinage du métal, parce que ses propriétés physiques changent particulièrement aisément. A titre d'exemple, à température ambiante, il se trouve dans sa forme alpha : une structure monoclinique de faible symétrie, qui par conséquent est dure et cassante comme de la fonte grise, compressible, et d'une conductivité médiocre. [13] Mais à une température un peu supérieure, il passe en forme β, qui est au contraire malléable et plastique. [10] Les raisons d'un comportement aussi complexe ne sont pas entièrement comprises.

Le plutonium pur se trouve dans sa forme δ entre 310 °C et 452 °C. Cependant, cette forme est stable à température ambiante lorsque le plutonium est allié avec une faible proportion de gallium, d'aluminium, ou de cérium, ce qui permet son usinage et son soudage. [10] La phase delta, de type cubique à face centrée, présente de plus une forte anisotropie de son élasticité, qui peut fluctuer d'un facteur six à sept suivant les directions. [15] Les propriétés physiques de cette forme delta sont plus celles d'un métal classique, elle est environ aussi résistante et malléable que de l'aluminium. [13] Sur le plan metallurgique, travailler en phase delta stabilisée permet d'éviter la contraction particulièrement importante du changement de phase au refroidissement, qui déformerait des pièces de fonderie en plutonium pur. De même, la stabilisation fait disparaître la transition de phase inverse, qui pourrait apparaître sur des pièces de plutonium pur suite à un chauffage accidentel, entraînant des gonflements et des distortions de la pièce. [15]

Dans les armes à fission, l'onde de choc qui comprime le noyau (au-delà de quelques dizaines de kilobars) provoque aussi une transition de la phase delta vers la forme alpha, nettement plus dense, ce qui permet d'atteindre plus aisément la criticité. [15]

Propriétés chimiques

La pyrophoricité du plutonium peut le faire apparaître comme une braise dans certaines conditions.

Le plutonium réagit avec l'oxygène, la vapeur d'eau et les acides, le carbone, les halogènes, l'azote et le silicium.

Exposé à de l'air humide, il forme des oxydes et des hydrures qui le font augmenter de volume de près de 70%, ce qui disloque et pulvérise sa surface, et peut le conduire à des combustions spontanées.

Il ne réagit pas avec les bases.

Il présente quatre états d'oxydation principaux.

Dioxyde de plutonium

Article principal : dioxyde de plutonium.

Le dioxyde de plutonium PuO2 est , pour les radiochimistes, la forme la plus pratique pour manipuler le plutonium. Découvert en 1940 par les chimistes américains partis sur le chemin de la bombe atomique, on le retrouve pour le recyclage des combustibles nucléaires, la confection des ogives ou le stockage des déchets radioactifs. C'est une poudre de cristaux jaunes-verts.

Il a longtemps été reconnu comme inoxydable. [16]

En France, le dioxyde de plutonium est stocké en surface, dans des boites étanches, pour être ensuite réutilisé dans des centrales ordinaires, en entrant dans la composition du combustible MOX (Mixed OXyde).

Propriétés radiologiques

Le plutonium est un métal particulièrement radioactif (selon la composition isotopique, les isotopes 238 et 241 étant de très loin les plus radioactifs).

Il se désintègre essentiellement par radioactivité α, avec une intensité suffisante pour produire une chaleur sensible : avec une demi-vie de 24000 ans pour le 239>Pu dit «de qualité militaire», un cœur typique d'arme nucléaire de 5 kg contient 12.5 × 1024 atomes et se désintègre au rythme de 11.5 × 1012 désintégrations par secondes (becquerels) en émettant des particules alpha de 11.5 × 1012 en moyenne ; ce qui correspond globalement à une puissance de 9, 68 watts. [17], [18]

Il y a 15 isotopes connus. Les isotopes les plus produits en réacteurs sont les isotopes 238, 239, 240, 241, 242. Tous sont radioactifs. Les isotopes de numéro atomique impair (239 et 241) sont fissiles en spectre thermique (réacteurs aujourd'hui en production). La période de demi-vie pour l'isotope 239 est de 24 000 ans.

Production

Plutonium 239 et isotopes supérieurs

Article principal : plutonium 239.

L'irradiation de l'uranium 238 dans les réacteurs nucléaires génère du plutonium 239 par capture de neutrons. Tout d'abord, un atome d'uranium 238 capture un neutron et se transforme transitoirement en uranium 239. Cette réaction de capture est plus facile avec des neutrons rapides qu'avec des neutrons thermiques, mais est présente dans les deux cas.

\mathrm{ˆ1_0n+{}ˆ{238}_{\ 92}U\to{}ˆ{239}_{\ 92}U}

L'uranium 239 constitué est fortement instable. Il se transforme rapidement (avec une demi-vie de 23, 5 minutes) en neptunium par radioactivité β- :

\mathrm{ˆ{239}_{\ 92}U\to{}ˆ{239}_{\ 93}Np+eˆ-+\bar{\nu}_e}

Le neptunium 239 est aussi instable, et subit à son tour une décroissance β- (avec une demi-vie de 2, 36 jours) qui le transforme en plutonium 239 assez stable (demi-vie de 24 000 ans).

\mathrm{ˆ{239}_{\ 93}Np\to{}ˆ{239}_{\ 94}Pu+eˆ-+\bar{\nu}_e}

Le plutonium 239 est fissile, et contribue à la réaction en chaîne du réacteur ; mais il peut aussi capturer un neutron sans subir de fission. Lorsque le combustible subit des périodes d'irradiation de plus en plus longues, les isotopes supérieurs s'accumulent à cause de l'absorption de neutrons par le plutonium 239 et ses produits. Il se forme ainsi des isotopes 240Pu, 241Pu, 242Pu, jusqu'au 243Pu instable qui se désintègre en américium 243.

Le rythme de production d'un isotope dépend de la disponibilité de son précurseur, qui doit avoir eu le temps de s'accumuler.
Dans un combustible neuf, le Pu 239 se forme par conséquent linéairement selon le temps, la proportion de Pu 240 augmente suivant une loi au carré du temps (en t2), celle de Pu 241 suivant une loi au cube du temps (en t3), et ainsi de suite.

Ainsi, lorsque on utilise un réacteur spécifique pour la fabrication du «plutonium militaire», le combustible utilisé pour la production du plutonium autant que les cibles et la couverture s'il y en a, sont extraits après un bref séjour (quelques semaines) dans le réacteur afin d'avoir l'assurance que le plutonium 239 est aussi pur que envisageable.
En revanche, pour des usages civils, une brève irradiation n'extrait pas toute l'énergie que le combustible peut produire. On n'enlève par conséquent le combustible des réacteurs électrogènes qu'après un séjour bien plus long (3 ou 4 ans).

En première approximation, un réacteur produit typiquement 0, 8 atome de 239Pu pour chaque fission de 235U, soit un gramme de plutonium par jour et par MW de puissance thermique (les réacteurs à eau légère produisant moins que les graphite-gaz). Ainsi, en France, les réacteurs nucléaires produisent chaque année à peu près 11 tonnes de plutonium[19].

Plutonium 244

Le plutonium 244, l'isotope le plus stable d'une demi-vie de 80 millions d'années, ne se forme pas dans les réacteurs nucléaires. En effet, les captures neutroniques successives partant de l'uranium 239 amènent au 243Pu, de très faible demi-vie (de l'ordre de cinq heures). Même dans des réacteurs "à haut flux", le 243Pu se transforme rapidement en 244Am, sans avoir le temps de capturer un neutron supplémentaire pour former le 244Pu.

En revanche, des flux neutroniques plus importants permettent cette formation. Il est synthétisé lors des explosions nucléaires ou par nucléosynthèse stellaire lors de l'explosion d'une supernova. Ainsi, en 1952, l'explosion de la bombe thermonucléaire américaine la plus puissante a ainsi produit deux radioéléments alors toujours inconnus : le plutonium 244 (244Pu) et le plutonium 246 (246Pu). Les traces de 244Pu dans l'environnement sont le plus souvent attribuées aux essais nucléaires atmosphériques ainsi qu'à des reliquats de 244Pu essentiel.

Plutonium 238

Article principal : plutonium 238.
Chargement d'un générateur thermoélectrique à radioisotope au plutonium 238 sur le module lunaire Apollo.

Dans les centrales nucléaires, du plutonium 238 est constitué parallèlement au plutonium 239, par la chaîne de transformation commençant par l'uranium 235 fissible.

Le plutonium 238, d'une demi-vie de 86, 41 ans, est un émetteur particulièrement puissant de rayonnement α. À cause de son activité massique alpha et gamma élevée, il est utilisé comme source de neutrons (par "réaction alpha" avec des éléments légers), comme source de chaleur et comme source d'énergie électrique (par la conversion de la chaleur en électricité). Les utilisations du Pu 238 pour produire de l'électricité sont cantonnées aux utilisations spatiales, et par le passé à certains stimulateurs cardiaques.

On prépare le plutonium 238 à partir de l'irradiation neutronique du neptunium 237, un actinide mineur récupéré au cours du retraitement ou à partir de l'irradiation de l'américium, en réacteur. Dans les deux cas, pour extraire le plutonium 238 des cibles, on les soumet à un traitement chimique, comportant une dissolution nitrique.

Il n'y a qu'environ 700 g/t de neptunium 237 dans le combustible des réacteurs à eau ordinaire irradié pendant 3 ans, et il faut l'extraire sélectivement.

Aspects industriels et militaires

Combustible nucléaire

Le plutonium est un sous-produit de fonctionnement de centrales nucléaires civiles, avec divers actinides.

Quand il est produit dans les réacteurs civils, il est reconnu comme déchet par certains pays et comme matière valorisable par d'autres (dont la France).

En effet, le combustible usé déchargé des réacteurs peut être retraité afin d'en isoler le plutonium, qui est alors mélangé avec de l'uranium appauvri (issu de l'étape d'origine d'enrichissement) pour former du combustible MOX.

En faibles quantités, le plutonium 238 est utilisé dans les générateurs thermoélectriques à radioisotope.

Article détaillé : Cycle du combustible nucléaire.

Retraitement

Une fois le combustible, les cibles et la couverture retirés du réacteur dans lequel ils ont été irradiés, ils subissent un traitement chimique, qui se nomme le retraitement des combustibles irradiés, dans une usine ou un atelier pour séparer le plutonium.

Les deux plus grandes installations mondiales recyclant le plutonium sont basées à la Hague ainsi qu'à Sellafield[20].

Contrôle des matières nucléaires

Le plutonium est aussi produit à des fins militaires dans des installations dédiées ou dans des réacteurs électrogènes selon les pays. Il est alors utilisé pour fabriquer des armes nucléaires. Il faut à peu près 5 kg de plutonium 239 pour obtenir une bombe nucléaire. Comme élément utile à la fabrication d'arme de destruction massive, il est suivi par divers textes et conventions internationales.

En France, le plutonium est une matière nucléaire dont la détention est réglementée (Article R1333-1 du code de la défense).

Article détaillé : Contrôle des matières nucléaires.

Aspects médicaux

Radioprotection

Le plutonium répond aux définitions admises de «polluant». Il fait partie des éléments présentant une «radiotoxicité particulièrement élevée». [21]

Ce métal est normalement absent dans la nature à la surface du globe, mais il a été produit et diffusé en quantité significative et toujours mesurable dans l'atmosphère et la biosphère, principalement dans les années 1945 à 1970 par les essais et tirs nucléaires (et marginalement avec aussi des retombées plus locales ou régionales lors de la catastrophe de Tchernobyl).

Tous les isotopes et composés du plutonium sont toxiques et radioactifs.

Ce qui le rend dangereux est d'une part sa forte activité spécifique, et d'autre part l'énergie de ses émissions alpha (de l'ordre de MeV, à comparer au 0, 02 MeV du tritium). Le plutonium est d'autant plus dangereux que sa période radioactive est courte : le Pu 239 est comparativement quatre fois moins radioactif que le Pu 240. Le radio-isotope le plus dangereux est le Pu 241, qui est extrêmement radioactif (mille fois plus que les précédents), est un émetteur β- (donc plus pénétrant que les particules alpha), et présente dans sa chaîne radioactive des émetteurs de rayons gamma durs spécifiquement dangereux, comme l'américium 241. Paradoxalement, c'est par conséquent le plutonium dit "de qualité militaire", constitué principalement de Pu 239, qui est le moins dangereux en termes de radiotoxicité : il est assez stable, et peut être manipulé avec des gants épais[22].

Isotope Activité spécifique (Curie / g) Activité spécifique (x10ˆ9 Bq / g) Radiotoxicité en ingestion (µSv/Bq) [23] Radiotoxicité en ingestion (Sv/µg) Radiotoxicité "M" en inhalation (µSv/Bq) [23]
Pu 238 17, 3 640 4 2, 56 78
Pu 239 0, 063 2, 3 4, 2 0, 01 80
0, 23 8.5 4, 2 0, 035 80
104 3848 0, 056 0, 215 0, 91

L'isotope le plus dangereux est le Pu 238, utilisé dans des générateurs thermoélectriques à radioisotope : un millionième de gramme (microgramme) ingéré et fixé dans l'organisme suffit à délivrer une dose équivalente calculée de quelques sievert. Cependant, cette dose est délivrée sur toute une vie, et correspond à un débit de dose assez faible (de l'ordre de quelques dizaines de µSv/h) dont les effets sont particulièrement mal connus. Les isotopes utilisés dans l'industrie électronucléaire sont dix à cent fois moins radiotoxiques.

On estime qu'une quantité de l'ordre d'une dizaine de milligrammes provoque le décès d'une personne ayant inhalé en une seule fois des oxydes de plutonium. [6]

La naissance de tumeurs pulmonaires a été mise en évidence chez le chien et le rat après inhalation de composés peu solubles tels que les oxydes de plutonium : la relation dose-effet mise en évidence comporte un seuil d'apparition des tumeurs pour une dose au poumon autour de 1 Gy. [21], [6] Ce seuil d'apparition des tumeurs correspondrait chez l'homme à un dépôt pulmonaire d'environ 200 000 Bq (soit 87 µg) d'oxyde de 239Pu. [6]

Toxicocinétique

Le plutonium est un émetteur de rayonnement alpha, type de rayonnement aisément arrêté par les parois fines, y compris par la peau. Cependant, s'il est inhalé ou ingéré, il irradie directement les cellules des organes qui sont en contact avec lui (ou qu'il a pénétré). Il peut alors affecter leur noyau et l'ADN et provoquer des cancers. Son activité interne est d'autant plus dangereuse qu'une part importante du plutonium absorbé par l'organisme s'y fixe durablement ; sa demi-vie biologique est estimée être de 200 ans[24]. À cause de ses caractéristiques et nombreux isotopes, il faudrait distinguer la toxicité de court, moyen et long terme, et les cas d'exposition externe et interne.

En cas d'ingestion par un individu sain, seul à peu près 0, 05 % est absorbé par le tube digestif.
Le plutonium franchit mal la barrière cutanée (si la peau est en bon état).
Par contre, une part importante du plutonium inhalé passe des poumons au sang qui le diffuse vers d'autres organes, plus ou moins vite et bien selon la taille des particules, et selon la nature et la solubilité du composé. Chez l'animal de laboratoire exposé à des taux élevés de plutonium, les tissus cibles ont été les poumons, les ganglions lymphatiques, le foie et les os (avec réduction de la durée de vie, cancers et pathologie pulmonaires).

On estime que chez l'Homme, 10 % du plutonium qui a franchi la barrière intestinale ou pulmonaire quitte le corps (via l'urine, et les excréments). Le reste après passage dans le sang se fixe pour moitié dans le foie et pour moitié dans le squelette, où il demeure très longtemps et pour partie à vie (Le DŒ américain estime que la demi-vie dans l'organe est respectivement de 20 et 50 ans pour le foie et l'os, selon des modèles simplifiés ne tenant pas compte de redistributions intermédiaires (en cas de fracture et/ou de ménopause (cf. décalcification) et lors du recyclage normal de l'os, etc). Le DŒ précise que le taux accumulé dans le foie et le squelette dépend aussi de l'âge de l'individu (l'absorption dans le foie augmente avec l'âge), et qu'en fait, le plutonium se fixe en premier lieu sur la surface corticale et trabéculaire des os avant d'être lentement redistribué dans tout le volume minéral osseux.

Notes et références

  1. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited», dans Dalton Transactions, 2008, p.  2832 - 2838 lien DOI ] 
  2. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)  
  3. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd. , p.  10-203 
  4. Plutonium production, Federation of American Scientists.
  5. (en) E. F. Hammel, «The taming of "49" — Big Science in little time. Recollections of Edward F. Hammel». Consulté le 24 mai 2008. Cette convention a été étendue pour l'ensemble des actinides, dans les équations décrivant la dynamique de leur population dans des réacteurs. Ainsi, l'isotope 235 de l'uranium (92) reçoit dans les équations l'indice 25 et ainsi de suite.
  6. Fiche radionucléide Plutonium, IRSN, 2008.
  7. Detection of Plutonium-244 in Nature, Hoffman, Lawrence, Mewherter, Rourke, Nature 234, 132 - 134 (19 November 1971).
  8. Plutonium, Radioactive (public domain text)
  9. ARQ staff, «Nitric acid processing», dans Actinide Research Quarterly, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos (NM), no 3rd quarter, 2008 texte intégral (page consultée le 2010-02-09)  ] 
  10. (en) William N. Miner, The Encyclopedia of the Chemical Elements, Reinhold Book Corporation, New York (NY), 1968,  p. , «Plutonium» 
  11. Siegfried S. Hecker, «Plutonium and its alloys : from atoms to microstructure», dans Los Alamos Science, vol.  26, 2000, p.  290–335 [pdf]texte intégral (page consultée le 2009-02-15)  ] 
  12. Siegfried S. Hecker, «Aging of Plutonium and Its Alloys», dans Los Alamos Science, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, no 26, 2000, p.  242 [pdf]texte intégral (page consultée le 2009-02-15)  ] 
  13. Richard D. Baker, «Plutonium : A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream», dans Los Alamos Science, Los Alamos National Laboratory, 1983, p.  148, 150–151 texte intégral (page consultée le 2009-02-15)  ] 
  14. CRC 2006, p.  4–27
  15. Plutonium Crystal Phase Transitions, GlobalSecurity. org.
  16. Longtemps le trioxyde de plutonium (PuO3) a été recherché mais personne n'était parvenu à en produire. Cependant, en 2000, le laboratoire de Los Alamos (Nouveau-Mexique) a montré que PuO2 peut en fait réagir simplement avec l'eau, à une température allant de 25 à 350 °C, pour former un composé stable plus oxydé : la proportion entre l'oxygène et le plutonium peut aller jusqu'à 2, 27. Qui plus est , cette réaction dégage du dihydrogène, un gaz inflammable. Ceci est problématique, car l'eau serait le principal vecteur potentiel de dissémination radioactive lors du stockage des déchets en profondeur. Une fraction du nouvel oxyde constitué pourrait se dissoudre dans l'eau et se disséminer lentement aux alentours.
  17. (en) David L. Heiserman, Exploring Chemical Elements and their Compounds, TAB Books, New York (NY), 1992,  p. (ISBN 0-8306-3018-X) , «Element 94 : Plutonium» 
  18. (en) Richard Rhodes, The Making of the Atomic Bomb, Simon & Schuster, New York, 1986,  p. (ISBN 0-671-65719-4)   Leona Marshall : "Lorsque vous en prenez un lingot en main, on sent qu'il est chaud comme un lapin vivant"
  19. Rapport Bataille 1997/1998 au Sénat.
  20. Sellafield, où, à l'usine de retraitement de Thorp, le 19 avril 2005, a été découverte une fuite de 200 kg de plutonium perdus avec 83 000 litres de matière radioactive dans une pièce en béton armé (conçue pour recueillir d'éventuelles pertes). Cette fuite a fait suite à une rupture de canalisation qui n'avait pas été détectée, les techniciens n'ayant pas — durant plusieurs mois — pris en compte les indicateurs d'alerte à ce sujet, qui montrait une perte de poids de la cuve signifiant une fuite. Craignant un accident de criticité, l'autorité de sûreté a provisoirement fermé l'une des deux installations jumelles.
    • Voir.
    • Voir. Note IRSN, mise à jour le 4 octobre 2007 sur l'incident à l'usine THORP de retraitement à Sellafield 2007 (Actualisation de la note d'information du 05/12/05).
  21. Fiche radiotoxicologique Plutonium, CEA, décembre 2005.
  22. FAS fact sheet
  23. Arrêté du 1er septembre 2003 définissant les modalités de calcul des doses efficaces et des doses équivalentes résultant de l'exposition des personnes aux rayonnements ionisants. JORF n°262 du 13 novembre 2003 page 58003.
  24. Radiological control technical training DŒ-HDBK-1122-99, U. S. Department of Energy.

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1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
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