Plutonio (Pu), elemento químico radiactivo de la serie actinoide de la tabla periódica, de número atómico 94. Es el elemento transuránico más importante por su uso como combustible en ciertos tipos de reactores nucleares y como ingrediente de armas nucleares. El plutonio es un metal plateado que adquiere un tono amarillo en el aire.
El elemento fue detectado por primera vez (1941) como el isótopo plutonio-238 por los químicos estadounidenses Glenn T. Seaborg, Joseph W. Kennedy y Arthur C. Wahl, que lo produjeron mediante el bombardeo con deuterones de uranio-238 en el ciclotrón de 152 cm (60 pulgadas) de Berkeley, California. El elemento recibió el nombre del entonces planeta Plutón. Posteriormente se han encontrado rastros de plutonio en los minerales de uranio, donde no es primitivo sino que se produce de forma natural por irradiación de neutrones.
Todos los isótopos del plutonio son radiactivos. El más importante es el plutonio-239 porque es fisionable, tiene una vida media relativamente larga (24.110 años) y puede producirse fácilmente en grandes cantidades en los reactores reproductores mediante la irradiación de neutrones del uranio-238, que es abundante pero no fisible. La masa crítica (la cantidad que explotará espontáneamente cuando se junte) debe tenerse en cuenta cuando se manejen cantidades superiores a 300 gramos (2/3 lb). La masa crítica del plutonio-239 es sólo un tercio de la del uranio-235.
El plutonio y todos los elementos de número atómico superior son venenos radiológicos debido a su alta tasa de emisión alfa y a su absorción específica en la médula ósea. La cantidad máxima de plutonio-239 que puede mantenerse indefinidamente en un adulto sin que se produzcan lesiones significativas es de 0,008 microcurie (equivalente a 0,13 microgramos). Los isótopos de vida más larga, el plutonio 242 y el plutonio 244, son valiosos para la investigación química y metalúrgica. El plutonio-238 es un isótopo emisor de rayos alfa que emite una cantidad insignificante de rayos gamma; puede fabricarse para aprovechar su calor de desintegración radiactiva para hacer funcionar dispositivos termoeléctricos y termoiónicos que son pequeños, ligeros y de larga duración (la vida media del plutonio-238 es de 87,7 años). La energía producida por la desintegración alfa del plutonio-238 (aproximadamente 0,5 vatios por gramo) se ha utilizado para proporcionar energía eléctrica a las naves espaciales (generadores termoeléctricos de radioisótopos) y para proporcionar calor a las baterías de las naves espaciales, como en el rover Curiosity.
El plutonio presenta seis formas que difieren en su estructura cristalina y densidad (alótropos); la forma alfa existe a temperatura ambiente. Tiene la mayor resistividad eléctrica de todos los elementos metálicos (145 microhm centímetros). Químicamente reactivo, se disuelve en ácidos y puede existir en cuatro estados de oxidación como iones de color característico en solución acuosa: Pu3+, azul-lavanda; Pu4+, amarillo-marrón; PuO2+, rosa; PuO22+, amarillo o rosa-naranja; y Pu7+, verde. Se han preparado muchísimos compuestos de plutonio, a menudo partiendo del dióxido (PuO2), el primer compuesto de cualquier elemento sintético que se separó en forma pura y en cantidades pesadas (1942).
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