"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.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.
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