Plutonium ist ein radioaktives, silbriges Metall, das an der Luft schnell eine dunkle Oxidschicht bildet. Chemisch vergleichbar ist das Element mit Blei. Mit erhitztem Wasser oder Säuren reagiert es unter Freisetzung von Wasserstoffgas, was sich bei Störfällen in Kernreaktoren fatal auswirken kann.

Plutonium ist wie andere Schwermetalle giftig. Die für einen Menschen tödliche Dosis liegt wahrscheinlich in dem zweistelligen Milligrammbereich, laut [1] (http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818013.pdf) beträgt die LD-50 - Dosis für Hunde 0,32 mg/kg Körpergewicht. Viel gefährlicher als die chemische Wirkung ist aber seine Radioaktivität, die Krebs verursachen kann. Zur Entstehung von Krebs reicht vermutlich eine Menge in der Größenordnung einiger Mikrogramm. Da die ausgesendete α-Strahlung durch die Haut abgeschirmt wird, ist Plutonium ca. bei Inkorporation (beispielsweise Inhalation von Plutonium enthaltendem Staub) gesundheitsschädlich.

• ²³⁸Pu: entsteht durch Einfang eines Neutrons durch das Uran-Isotop ²³⁵U. Dadurch entsteht ein ²³⁶U - Kern in einem angeregten Zustand, der eine Halbwertszeit von 120 ns hat und sich mit gewisser Wahrscheinlichkeit spaltet (siehe Kernspaltung). Angeregte ²³⁶U - Kerne können jedoch auch durch Emission von Gamma-Strahlung in den langlebigen Grundzustand übergehen. Durch weiteren Neutroneneinfang und β - Zerfall entsteht²³⁸Pu:
  ²³⁵U + n  ²³⁶U_m  ²³⁶U + γ
  ²³⁶U + n  ²³⁷U  ²³⁷Np
  ²³⁷Np + n  ²³⁸Np  ²³⁸Pu
• ²³⁹Pu: entsteht durch Einfangen eines Neutrons durch das Uran-Isotop ²³⁸U und einen anschließenden Beta-Zerfall:
  ²³⁸U + n  ²³⁹U  ²³⁹Np  ²³⁹Pu
• ²⁴⁰Pu: entsteht durch Einfangen eines Neutrons aus ²³⁹Pu. Ebenso können aus ²³⁹Pu die höheren Isotope ²⁴¹Pu und ²⁴²Pu entstehen.

Plutonium kommt in der Natur sehr selten vor - in Uranvorkommen kann es durch Absorption natürlich freigesetzter Neutronen aus Uran entstehen, allerdings ca. in winzigen Mengen. Größere Vorkommen entstanden auf natürlichem Weg im Naturreaktor Oklo. Durch Atombombenexplosionen wurden seit dem Zweiten Weltkrieg etwa 10 t freigesetzt.

Künstlich hergestellt wird Plutonium in Atomreaktoren. Darin wird das natürlich vorkommende ²³⁸U entsprechend obiger Formel durch Neutronenbeschuss zu ²³⁹Pu umgewandelt. Die weitere Umwandlung in ²⁴⁰Pu ist für die Herstellung von Plutonium für Atomwaffen unerwünscht, denn die hohe spontane Spaltungsrate von ²⁴⁰Pu kann zur vorzeitigen Zündung führen. Die weitere Umwandlung wird daher durch spezielle Reaktorbauarten beziehungsweise die frühzeitige Entnahme des Plutoniums verhindert. Bei weapon grade Plutonium liegt der Anteil von ²⁴⁰Pu bei unter 7 %, bei supergrade Plutonium sogar noch deutlich darunter. Plutonium aus Reaktoren der Energiewirtschaft (reactor grade) wird nicht auf einen kleinen Anteil von ²⁴⁰Pu hin optimiert, der Anteil von ²⁴⁰Pu liegt bei über 20 %. Zur Erzeugung von ²³⁸Pu wird Neptunium aus verbrauchten Brennstäben extrahiert. Das Neptunium aus Brennstäben besteht fast ca. aus dem Isotop ²³⁷Np; aus dem Neptunium werden dann eigene Stäbe gefertigt, die in einem Kernreaktor der starken Neutronenstrahlung ausgesetzt werden, wodurch nach obiger Reaktion ²³⁸Pu entsteht.

• Spaltstoff in Kernwaffen
• MOX-Brennstäbe in der Atomwirtschaft
• Radioisotopengenerator (²³⁸Pu, "Plutonium-Batterie")

Plutonium wurde 1941 von dem Amerikaner Glenn T. Seaborg entdeckt. Etwa zur gleichen Zeit hatte in Deutschland Fritz G. Houtermans die Existenz von Transuranen in einem Geheimbericht "Zur Frage der Auslösung von Kern-Kettenreaktionen" theoretisch vorausgesagt.

• Chemikalienliste
• WikiProjekt Elemente

• Los Alamos National Laboratory - Plutomium (http://periodic.lanl.gov/elements/94.html) (engl.)
• WebElements.com - Plutonium (http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Pu/key.html) (engl.)
• EnvironmentalChemistry.com - Plutomium (http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Pu.html) (engl.)
• Nuclear Chemistry: The Discovery and Isolation of Plutonium (http://chemcases.com/nuclear/nc-04.htm) (engl.)
• Kernenergie-Wissen: Was ist Plutonium? (http://www.kernenergie-wissen.de/plutonium.html)
• Plutonium - Element mit vielen Facetten (http://www.kernchemie.de/Actinides/Plutonium/plutonium.html)
• Institut for Energy and Environmental research (http://www.ieer.org/fctsheet/pu-props.html) (engl.)