Fabricado, no hallado
El plutonio no existe en la naturaleza en cantidad apreciable. Lo que la Tierra tenía al formarse se desintegró hace mucho; las trazas presentes hoy proceden de capturas neutrónicas en minerales de uranio, a concentraciones de partes por billón.
Se fabricó en Berkeley en 1940 por el equipo de Glenn Seaborg, bombardeando uranio con deuterones. Identifican el elemento 94 y, siguiendo a Neptuno, lo bautizan por Plutón.
En dos años queda claro que el plutonio 239 es fisible, que puede producirse en masa en un reactor y que ese es un camino al arma más sencillo que enriquecer uranio.
⚠️ El proyecto Manhattan llevó por tanto dos programas a la vez. Oak Ridge separaba uranio 235 por medios físicos; Hanford criaba plutonio en reactores y lo separaba químicamente — lo que es mucho más fácil, al tratarse de dos elementos distintos.
La razón de la implosión
Little Boy era un cañón: dos piezas de uranio disparadas una contra otra por un tubo. Lo bastante simple para usarse sin ensayo previo.
El plutonio no se monta así, y la razón tiene nombre: plutonio 240.
Todo plutonio producido en reactor lo contiene, formado cuando un núcleo de 239 captura un neutrón adicional en lugar de fisionar. El plutonio 240 fisiona espontáneamente y emite neutrones por su cuenta.
En un montaje de cañón, que tarda milisegundos, esos neutrones parásitos inician la reacción mientras las piezas todavía se acercan. La materia se calienta, se dilata y se dispersa antes de que la mayor parte haya reaccionado — un fallo parcial, con una fracción de la potencia prevista.
⚠️ La implosión lo resuelve por velocidad. Lentes explosivas comprimen una esfera subcrítica hasta la supercriticidad en microsegundos, más rápido de lo que un neutrón parásito puede estropearlo. Conseguir una onda de choque simétrica fue uno de los problemas técnicos más duros del proyecto, y por eso se ensayó Trinity: el cañón de uranio no necesitaba ensayo, la implosión de plutonio sí.
La distinción de grado
El tiempo que el combustible pasa en el reactor decide qué plutonio sale.
Una irradiación corta da plutonio compuesto sobre todo de 239, con menos de un 7 % de 240 — el grado militar. Una irradiación larga, que es lo que hace un reactor de potencia porque busca extraer energía, acumula 240 y da grado reactor.
Esa es la base práctica de la vigilancia de no proliferación. Un reactor explotado económicamente produce un plutonio difícil de militarizar. Un reactor cuyo combustible se cambia con frecuencia tras irradiaciones cortas está haciendo otra cosa, y las maniobras se ven.
⚠️ El plutonio de grado reactor no es inutilizable — un artefacto es concebible, con potencia reducida e impredecible. La distinción es de dificultad, no de física, y tratarla como absoluta ha producido errores en ambas direcciones.
Palomares
España convive con plutonio disperso desde 1966.
Aquel 17 de enero, un B-52 estadounidense colisionó con su avión cisterna durante un repostaje en vuelo sobre el Mediterráneo. Cuatro bombas termonucleares cayeron sobre Palomares, en Almería. Ninguna detonó, porque no podían sin su secuencia de armado.
Dos se rompieron al impactar, y sus explosivos convencionales dispersaron el plutonio de sus núcleos sobre varias hectáreas de campo.
⚠️ El plutonio es un emisor alfa: no atraviesa la piel y no es peligroso al lado de uno. El riesgo es la inhalación de polvo, que lo lleva directamente al tejido pulmonar. Con un período de 24.100 años, la contaminación no se irá por sí sola.
Se retiró tierra y se envió a Carolina del Sur, pero no toda. Décadas de acuerdos y desacuerdos sobre quién debía terminar la limpieza han dejado terrenos vallados bajo vigilancia del CIEMAT. Sigue siendo el asunto nuclear pendiente más antiguo del país.
Cómo es en realidad
El plutonio es un metal extraño incluso dejando la radiactividad aparte. Tiene seis variedades alotrópicas a presión ordinaria, más que ningún otro elemento, con densidades que difieren hasta en un 25 %. Una pieza fundida puede agrietarse al enfriarse por simple cambio de fase.
Conduce mal el calor y la electricidad para ser un metal, es quebradizo en unas fases y maleable en otras, y se corroe con facilidad al aire.
Los diseñadores de armas lo estabilizan aleándolo con algo de galio, lo que mantiene la fase delta hasta temperatura ambiente.
⚠️ También está tibio al tacto. Un kilogramo desprende unos pocos vatios por su propia desintegración alfa — suficiente para notarlo, y origen de la descripción según la cual una esfera de plutonio parece estar viva.