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Le plutonium :

Carte d'identité du Plutonium

, Chapitre 1

Qu'est-ce que le Plutonium? D'où vient le Plutonium?




Qu'est-ce que le plutonium ?

Elément chimique de nombre atomique 94, le plutonium a été obtenu artificiellement pour la première fois par l’équipe de Glenn Theodore Seaborg à l’université de Berkeley (Californie), en décembre 1940. D'abord utilisé pour un usage militaire (mise au point de la bombe atomique), le plutonium s'est révélé très intéressant pour un usage civil, à savoir la production d'électricité.

Il existe quinze isotopes connus du plutonium (Pu), de masse allant de 232 à 246. Ils sont tous " radioactifs ". Les plus souvent cités sont les 238Pu, 239Pu, 240Pu, 241Pu, 242Pu.
Le plus abondant des isotopes du plutonium dans les combustibles irradiés des réacteurs électrogènes actuel est le Pu239, qui comme l'uranium 235 est fissile. Il présente une capacité énergétique très importante (la fission d'un gramme de plutonium libère autant d'énergie que la combustion de près de deux tonnes de pétrole). Une caractéristique qui a conduit à son utilisation dans le secteur électronucléaire et militaire.


D'où vient le plutonium ?

On peut dire que le plutonium " naturel " a totalement disparu. En effet, le plutonium 239 " primordial " présent lors de la formation de la Terre, il y a 4,5 milliards d'années, a complètement disparu, sa période de désintégration étant de 24 110 ans et il ne reste que quelques traces infinitésimales du plutonium 244, formé au même moment.


Réacteur Européen à eau pressurisée (REP).
© Framatome ANP
Aujourd'hui, le plutonium est en fait d'origine artificielle, produit par l'homme par réactions nucléaires. En France ce sont dans les réacteurs de type REP, les plus répandus, que le plutonium d'origine civile est produit. Concrètement, dans le cœur du réacteur, quand, dans le combustible nucléaire à base d'uranium, l’isotope fissile de l’uranium (235U) fissionne, produisant à la fois de l’énergie et des neutrons, une partie de ces derniers est capturée par les noyaux de l’autre isotope de l’uranium (moins fissile : le 238U). A la suite d’un enchaînement de capture et de décroissance, le 238U, présent en grande quantité, produit ainsi rapidement le 239Pu, isotope fissile permettant de poursuivre la production d’énergie alors que l’isotope initial de la réaction, le 235U disparaît par fission. Toutefois, cet enchaînement de réaction ne peut se produire de manière continue dans les REP actuels.

La période des isotopes
L'intervalle de temps à l'issue duquel la moitié des atomes de l'élément radioactif se transforme (appelé période ou demi-vie)
est très variable pour les isotopes du plutonium.

Quelques exemples
•  2,85 ans pour le 236Pu
•  13,2 ans pour le 241Pu
•  88 ans pour le 238Pu
•  6 500 ans pour le 240Pu
•  24 000 ans pour le 239Pu
•  379 000 ans pour le 242Pu
•  82 600 000 ans pour le 244Pu
présent naturellement
à l'état de traces infinitésimales
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