O (em homenagem ao corpo celeste
Plutão) é um
elemento químico representado pelo símbolo
Pu e de
número atómico igual a 94 (94
protões e 94
electrões). À temperatura ambiente, o plutónio encontra-se no
estado sólido. Pertencente a família dos
actinídeos, é um
metal de cor prateada-branca, que embaça em contato com o ar, formando um revestimento amorfo quando oxidado,
radioativo, frágil e muito denso. Tem o maior
número atômico dentre os elementos primordiais, é encontrado em poucas quantidades junto a minérios de urânio, sendo formado naturalmente por capturas neutrônicas de átomos de urânio. O mais estável isótopo do plutônio é o plutônio-244, com uma
meia-vida de cerca de 80 milhões de anos, grande o suficiente para que se encontrar traços dele na natureza. Plutônio é principalmente um produto de
reações nucleares em reatores onde alguns nêutrons liberados em fissões nucleares são capturados por átomos de U-238, que após uma série de decaimentos, finalmente torna-se Pu. O elemento normalmente exibe seis
alótropos e quatro
estados de oxidação. Ele reage com
carbono,
halogênios,
nitrogênio,
silício e
hidrogênio. Quando exposto ao ar úmido, forma
óxidos e
hidretos que expandem a amostra em até 70% do volume, que pode entrar em ignição espontaneamente como um pó. Ele é radioativo e pode acumular-se nos
ossos. Essas propriedades fazem do manuseio do plutônio uma atividade perigosa.
Ele difere muito em suas características físico-químicas com os elementos do resto do grupo. Possui sete diferentes formas alotrópicas com base na temperatura e pressão aplicadas:α, β, γ, δ, δ', ε e ζ. Levando a níveis de
oxidação de +2 a +7. A densidade varia de entre as formas alotrópicas de 19,8g/cm³ (α-Pu) a 15,9g / cm³ (δ-Pu).
Ambos o
plutônio-239 e
plutônio-241 são físseis, significando que eles podem sustentar uma reação em cadeia, levando a aplicações em
armas nucleares e reatores nucleares.
Plutônio-240 exibe uma grande taxa de
fissão espontânea, elevando o fluxo de nêutrons de qualquer amostra que o contem. A presença de plutônio-240 limita usabilidade de uma amostra de plutônio em armas ou a sua qualidade em como um combustível em um reator, e a porcentagem de Pu-240 determina o seu grau (grau para armas, combustível ou reator).