¿Existe plutonio en el mundo, además de fabricarse?

La Real Sociedad de Química afirma:

El plutonio se fabricó por primera vez en diciembre de 1940 en Berkeley, California, por Glenn Seaborg, Arthur Wahl, Joseph Kennedy y Edwin McMillan. Lo produjeron bombardeando uranio-238 con núcleos de deuterio (partículas alfa). Este primero produjo neptunio-238 con una vida media de dos días, y este decayó por emisión beta para formar el elemento 94 (plutonio). En un par de meses, el elemento 94 se identificó de manera concluyente y se demostró que su química básica era como la del uranio.
Al principio, las cantidades de plutonio producidas eran invisibles a simple vista, pero en agosto de 1942 había suficiente para ver y pesar, aunque solo 3 millonésimas de gramo. Sin embargo, en 1945, los estadounidenses tenían varios kilogramos y suficiente plutonio para fabricar tres bombas atómicas, una de las cuales explotó sobre Nagasaki en agosto de 1945.

El esfuerzo de EE. UU. para construir una bomba nuclear recibió el nombre de proyecto Manhattan no antes de 1941 ^* , por lo que no hay contradicción.

Pero el plutonio existe en la naturaleza (tenga en cuenta que no está preguntando sobre un isótopo específico), como se muestra, por ejemplo, en The Occurrence of Plutonium in Nature de Charles A. Levine y Glenn T. Seaborg ( PDF disponible aquí ):

El plutonio se ha separado químicamente de siete minerales diferentes y se han determinado las proporciones de plutonio a uranio. Se encontró que esta relación era bastante constante (aprox. 10 ^-11 ) en minerales de pechblenda y monacita,...

En su autobiografía ( GT Seaborg y E. Seaborg - Aventuras en la era atómica: de Watts a Washington ), Seaborg dice más sobre el nombre del plutonio:

Fue tan difícil de fabricar, con materiales tan raros, que pensamos que sería el elemento más pesado jamás formado. Así que consideramos nombres como extremium y ultimium. Afortunadamente, nos ahorramos la vergüenza inevitable que uno experimenta al proclamar que un descubrimiento es el último en cualquier campo al decidir seguir los precedentes de nomenclatura de los dos elementos anteriores.
Un nuevo planeta había sido descubierto en 1781 y, como el resto de los planetas, llamado así por una deidad griega o romana: Urano. Un científico que descubrió un nuevo elemento pesado ocho años después lo nombró en honor al planeta: uranio. El planeta Neptuno fue descubierto en 1846, por lo que Ed McMillan siguió este precedente y nombró al elemento 93 neptunio. Convenientemente para nosotros, el planeta final, Plutón, había sido descubierto en 1930. Consideramos brevemente la forma plutonio, pero el plutonio parecía más eufónico.

Entonces, el elemento ha existido desde la formación de la Tierra (y tal vez antes), pero a) no se conocía antes de diciembre de 1940 yb) no tenía el nombre de plutonio.

^{* No puedo encontrar la fecha exacta . Como se menciona en este artículo del NY Times , esa información se encuentra en el libro The Manhattan Project: The Birth of the Atomic Bomb in the Words of Its Creators, Eyewitnesses, and Historians de Cynthia C. Kelly}

Hace dos mil millones de años, las condiciones en un cuerpo mineral en el actual Gabón eran adecuadas para la creación de reactores de fisión de origen natural, basados ​​en la fisión de U-235, que en ese momento constituía el 3% del uranio.

https://www.scientificamerican.com/article/antiguo-reactor-nuclear/

(Este artículo hace referencia a un artículo de SciAm de hace 40 años: consulte "A Natural Fission Reactor", de George A. Cowan, julio de 1976])

Estos reactores operaron de forma intermitente durante varios cientos de miles de años, con una potencia de salida promedio de menos de 100 kilovatios.

Como parte del proceso, los átomos de U-238 en la zona del reactor absorbieron un neutrón y se convirtieron en U-239, que luego se descompuso en Pu-239.

Durante la vida útil del sistema del reactor, se estima que se crearon alrededor de 2 toneladas de Pu.

Prácticamente todo este plutonio ha desaparecido, ya sea por descomposición natural o por participación en la fisión del plutonio. Así que también tenemos un reactor reproductor de origen natural...

Supongo que "el mundo" significa Tierra. Es probable que en algún lugar del universo donde haya ocurrido recientemente una supernova (o una fusión de estrellas de neutrones, véase el comentario) durante la cual prevaleció el proceso r , se pueda encontrar plutonio.

En primer lugar, tenga en cuenta que el isótopo más estable del plutonio (Pu-244) tiene una vida media de unos 81 millones de años, mientras que la Tierra tiene unos 4540 millones de años. De esto se deduce que no queda plutonio primordial en la Tierra. Cuando la Tierra era muy joven, probablemente existió, pero todo eso ya se ha descompuesto.

Como se explica en la respuesta de DJohnM, al menos una vez en la historia natural de nuestro planeta, se produjo plutonio en un llamado reactor de fisión natural en Oklo, Gabón. Sin embargo, el plutonio producido por estos procesos naturales en la Tierra ya se habrá descompuesto. Debido a que la relación entre el uranio-235 y el uranio-238 ha ido cambiando gradualmente, los reactores de fisión natural no pueden haber ocurrido en tiempos "recientes", por lo que es imposible que el plutonio de los reactores naturales todavía exista en la actualidad.

Así que la afirmación es en gran parte correcta. Mientras que el uranio es un elemento primordial en la Tierra, descubierto en 1789, el plutonio no es naturalmente abundante.

Sin embargo, para ser precisos, tenemos que definir con mayor precisión lo que entendemos por "un elemento existente" en el mundo. Sucederá por accidente de vez en cuando que un núcleo de uranio se fisiona ( espontáneamente ), produciendo neutrones, uno de los cuales se ralentiza y golpea otro núcleo de uranio, produciendo el uranio-239 más pesado. Después de dos desintegraciones beta, este último se convierte en plutonio-239. Pu-239 tiene una vida media de alrededor de 0,024 millones de años. Todo esto significa que dondequiera que exista el U-238, estos procesos nucleares alcanzarán un equilibrio y habrá una cantidad mínima de plutonio presente. Esa es la fracción 10 ^-11 mencionada en la respuesta de Jan Doggen.

Es discutible si una parte de plutonio en 100 mil millones de partes de uranio califica como "plutonio existente en el mundo". Una cosa es segura: no es prácticamente posible extraer o extraer plutonio de ocurrencias tan escasas. Esto es importante en política cuando queremos limitar la proliferación de armas nucleares; la única forma factible de obtener plutonio es a través del acceso a la tecnología de reactores nucleares.

Podemos ilustrar lo diminuto que es 10 ^-11 comparando la presencia de trazas naturales de plutonio con la cantidad de plutonio esparcido por la detonación de armas nucleares desde 1945. Estas dos fuentes son comparables. En otras palabras, si encuentra un átomo de plutonio en la naturaleza, es al menos tan parecido a proceder de una de las armas nucleares utilizadas o probadas desde 1945, como si fuera de origen natural.