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Física
Resuelto un Enigma de 60 Años de
Antigüedad Sobre el Plutonio
21 de
Julio de 2006.
 Un
equipo de científicos ha logrado encontrar la explicación para una
cuestión sobre la naturaleza del plutonio que seguía siendo un misterio
desde el Proyecto Manhattan, el que desarrolló la primera bomba atómica.
El plutonio se comporta como ningún otro elemento en la naturaleza. Los
enlaces entre sus electrones hacen que su estructura cristalina sea
irregular, de forma similar a la de un mineral, y su núcleo es
inestable, lo que produce que el metal se vaya desintegrando
espontáneamente con el transcurso del tiempo, dañándose la retícula
metálica circundante.
Los primeros lotes del metal eran demasiado quebradizos para soportar
procesos convencionales de maquinado, debido a su citada estructura
cristalina semejante a la de los minerales. Para hacer mecanizable al
metal, era necesario lograr que a temperatura ambiente el plutonio
retuviera la estructura cúbica de alta simetría lograda a elevadas
temperaturas. Durante el Proyecto Manhattan, los científicos
consiguieron esto agregando una pequeña cantidad de galio.
"Nunca hubo una explicación clara de por qué el galio lograba
estabilizar de ese modo la estructura del plutonio; los científicos
simplemente lo hicieron y funcionó", explica Kevin Moore, especialista
perteneciente a la División de Ciencia de los Materiales y Tecnología
del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
Por primera vez, los investigadores han determinado por qué el galio
funciona. En el plutonio puro, los enlaces entre los átomos de plutonio
son muy irregulares, haciendo que el metal tenga una alta propensión a
adoptar estructuras de baja simetría. Sin embargo, cuando un átomo de
galio se coloca en la red cristalina del plutonio, hace que los enlaces
sean más uniformes y así lo lleva a la estructura cúbica de alta
simetría.
El galio allana y nivela los enlaces del plutonio. Los cálculos explican
por qué el galio estabiliza la estructura cúbica y la hace apta para el
maquinado a temperatura ambiente.
Los experimentos anteriores mostraban que la retícula del plutonio se
distorsiona cuando éste envejece, pero no había una explicación clara de
por qué ocurre esto. Los nuevos cálculos explican las observaciones,
mostrando que las distorsiones son la respuesta del plutonio y sus
enlaces desiguales al hecho de tener defectos producidos en la
estructura cristalina por su autoirradiación.
El estudio ha sido realizado por Moore y sus colegas del Laboratorio
Nacional Lawrence Livermore, así como por Per Soderlind, Adam Schwartz,
y David Laughlin de la Universidad Carnegie Mellon.
El equipo se prepara ahora para poner a prueba sus cálculos en el
laboratorio.
Información adicional en:
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