[NRG-Home] > [Publieksinfo] > [Plutonium]

Plutonium, niet de gevaarlijkste stof op Aarde

Plutonium heeft voor velen de betekenis van een zeer gevaarlijke stof. De omgang met deze stof vereist inderdaad veel veiligheidsvoorzieningen, maar dat geldt voor zeer veel stoffen in onze leefomgeving en in de industrie.
  • Plutonium is voor het eerst "gemaakt" in 1941
  • Plutonium is niet het gevaarlijkste goedje op aarde
  • Plutonium is een energiebron
  • Zoals meer materialen vereist plutonium veiligheidszorg

Een beetje natuurkunde

belangrijkste isotopen
De belangrijkste isotopen plutonium zijn:
  • Pu-238, (halfwaardetijd 88 jaren).
  • Pu-239, splijtbaar (halfwaardetijden 24 000 jaren)
  • Pu-240, om mee te 'broeden', halfwaardetijd 6 500 jaren
  • Pu-241, splijtbaar (halfwaardetijd 14 jaren)
  • Pu-242, halfwaardetijd 37 600 jaren

Halfwaardetijd is de tijd waarin een radionuclide de helft van zijn radioactiviteit verliest. De splijtbare isotopen kunnen gebruikt worden als brandstof in een kernreactor. Plutonium-240 kan neutronen absorberen en daarna splijtbaar worden.

Alle plutonium isotopen zijn radioactief, en de meeste zenden relatief zwakke alfa straling uit die kan tegengehouden worden met zoiets simpels als een blaadje papier.
Plutonium-238, Pu-240 en Pu-242 zenden neutronen uit wanneer hun atoomkernen spontaan splijten.

vervalwarmte en toepassing
De warmte die bij het radioactief verval vrij komt noemen we de vervalwarmte. De vervalwarmte van Pu-238 (0.56 W/g) maakt deze stof geschikt voor elektriciteitsopwekking in thermo-electrische generatoren van sommige pacemakers. Maar ook voor ruimtesatellieten, navigatie bakens, etc. Plutonium heeft ongeveer 24 Amerikaanse ruimtevoertuigen voorzien van energie en warmte. Het ruimteschip Voyager gebruikte deze energiebron tijdens zijn verre reis waarbij hij foto's maakte van planeten aan de rand van ons zonnestelsel. Dit ruimteschip heeft 20 jaar gefunctioneerd en kan nog 20 jaar verder. In 1998 werd de Cassini probe naar Saturnus gelanceerd, met drie thermoelectrische generatoren die het voorzagen van een vermogen van 870 Watt.

Plutonium als energiebron

In commerciële kerncentrales en in research reactoren, komt plutonium meestal voor als oxide in (U,Pu)O2, een mengsel van uranium en plutoniumoxide. Dit wordt MOX genoemd (Mixed OXide). MOX is een stabiel keramisch material met een zeer lage oplosbaarheid in water en lichaamssappen. Het heeft een zeer hoog smeltpunt (2700-2800 C, afhankelijk van Pu-concentratie). In pure vorm is plutonium een hard en bros metaal, zoals gietijzer. Het kan echter spontaan ontbranden in lucht waarbij plutoniumoxide gevormd wordt (PuO2).

Afgezien van de vorming van plutonium in kernreactoren is het 2 miljard jaar geleden ook spontaan ontstaan in zogenoemde natuurlijke kernreactoren, die gevonden zijn in een uraniumerts laag bij Oklo in Westafrika.

Toxiciteit

Plutonium is toxisch vanwege zijn chemische eigenschappen en de ioniserende straling die het uitzendt. Toch is het niet de meest gevaarlijke stof op Aarde.

Via drie routes kan plutonium bij de mens komen: ingestie (doorslikken), besmetting van open wonden en inademing.

Ingestie is niet een belangrijke weg van besmetting. Plutonium dat door het spijsverteringskanaal gaat wordt slecht geabsorbeerd en verlaat het lichaam voor het opgenomen kan worden.

Besmetting van wonden is maar incidenteel voorgekomen, alhoewel duizenden mensen met plutonium gewerkt hebben. Door allerlei voorzieningen is hun gezondheid beschermd geweest: afstandsbediening, beschermende kleding en uitgebreide controle van de gezondheid en werkomstandigheden.

De belangrijkste weg waarlangs plutonium een bedreiging voor de mens kan vormen is de inademing, in jargon wel 'inhalatie' genoemd. Het is weliswaar moeilijk een fijn verdeelde dispersie in lucht te maken van een zwaar metaal zoals plutonium, maar bepaalde vormen zoals het onoplosbare plutoniumoxide kunnen bij een deeltjesgrootte kleiner dan 10 micron gevaarlijk zijn.

Indien deze deeltjes worden ingeademd, wordt veel van het materiaal weer afgevoerd via slijm, dat dan weer in het spijsverteringskanaal komt. Dit gebeurt met alle materiaal dat in kleine deeltjes in de longen komt. Dit is het zelfreinigende systeem van onze ademhaling. Zoals net uiteengezet, vindt in het spijsverteringskanaal eigenlijk geen opname van plutonium plaats.

Een deel van de deeltjes wordt echter niet door dat zelfreinigende systeem afgevoerd. Het blijft hangen en wordt uiteindelijk opgenomen in het bloed of het lymf systeem. Daarna kan het op diverse plaatsen afgezet worden, vooral in de lever en in de botten. Juist op die plaatsen kan de alfa straling van plutonium schade aanrichten en zelfs kanker veroorzaken.

De bedreiging van plutonium, in het bijzonder de isotoop Pu-239, is vergelijkbaar met die van iedere stof die alfa-straling uitzendt en die ingeademd kan worden. Plutonium is minder schadelijk dan isotopen die kort leven en meer radioactief zijn, zoals de radon-dochters, de vervalproducten van radon gas. Deze stoffen komen in onze leefomgeving voor (wel in lage concentratie). Plutonium is wel schadelijker dan andere alfa-stralers zoals uranium.

In de afgelopen halve eeuw zijn er incidenten geweest waarbij werknemers in Amerikaanse wapenfabrieken in contact kwamen met plutonium. Tot op heden zijn er bij deze mensen geen gezondheidsschade aangetoond die herleid kan worden tot hun werk en de blootstelling aan plutonium.

Plutonium is één van de vele toxische materialen waarmee met grote zorg moet worden omgegaan om het welbekende maar goed begrepen risico te minimaliseren.

Meer over plutonium...

Wij zullen deze bijdrage over plutonium binnenkort verder aanvullen. Kom dus nog eens terug voor meer informatie!
Voor meer informatie over de toepassing van Pu in MOX, lees ook op deze site: "Levensduurverkorting van Radioactief Afval".

back to top of page