El nuevo modelo explica el comportamiento peculiar del plutonio

En una investigación innovadora, los investigadores del Laboratorio Nacional de Lawmore (LLNL) han abordado el comportamiento enigmático de Delta Plutonio, una fase específica de plutonio conocida por su respuesta inusual al calor. Este fenómeno desafía el principio de la ciencia material común que dicta que la mayoría de las sustancias se expanden cuando se exponen a un aumento de las temperaturas.

Los investigadores han desarrollado un modelo avanzado que puede predecir y aclarar con precisión el comportamiento térmico y las propiedades únicas del plutonio delta. Sus hallazgos publicados en Informes sobre el progreso en la físicaEnfatice la necesidad de comprender la energía material libre: un factor clave que indica la cantidad de energía disponible en un sistema. El científico de LLNL Per Söderlind explicó que este modelo es crucial para promover el marco teórico que es necesario para predecir el comportamiento del plutonio en las diferentes fases.

La estructura electrónica del plutonio es en particular compleja, influenciada por factores como la teoría de la relatividad, el magnetismo y su estructura cristalina. El nuevo modelo introducido por el equipo LLNL registra los efectos de las fluctuaciones magnéticas, una innovación que aumenta el concepto de cómo se contrae delta-plutonio en lugar de expandirse cuando se calienta. «Nuestro modelo es único y nuevo porque incluye situaciones magnéticas que pueden fluctuar y depender de la temperatura», explicó Söderlind. Esta grabación reconcilia el modelo con éxito con datos experimentales que mostraron una contracción inesperada a temperaturas aumentadas.

Las aplicaciones potenciales de este estudio se extienden más allá del plutonio. La metodología se puede ajustar para explorar otros materiales donde el magnetismo dinámico juega un papel crucial, como el hierro y sus aleaciones, que otorgan una importancia significativa en el campo de la geofísica. A medida que avanza la investigación, los autores quieren investigar los efectos de las microestructuras, defectos e imperfecciones que a menudo se encuentran en los materiales del mundo real.

Comprender estas propiedades no solo tiene implicaciones para la ciencia material, sino que también juega un papel crucial en la seguridad nacional, en particular porque se relaciona con la gestión y la predicción del comportamiento del plutonio.