Просмотр кода страницы Плутоний

{{Другие значения|Плутоний (значения)}}
{{Химический элемент
| имя = Плуто́ний / Plutonium (Pu)
| символ = Pu
| номер = 94
| вверху = [[Самарий|Sm]]
| внизу = (Uqo)
| слева = Нептуний
| справа = Америций
| изображение = Plutonium3.jpg
| подпись = Образец плутония
| внешний вид = Радиоактивный серебристый металл
| атомная масса = 244,0642
| радиус атома = 162<ref name="дриц"/><ref name="Ю. Д. Третьяков"/>
| энергия ионизации 1 = 584,7 (6,06)<ref name="веб"/>
| конфигурация = [Rn] 5f<sup>6</sup> 7s<sup>2</sup>
| ковалентный радиус = 
| радиус Ван-дер-Ваальса = 200<ref>{{cite web|url=http://www.americanelements.com/pu.html|title=Plutonium|publisher=AmericanElements.com|lang=en|accessdate=2011-01-11|archiveurl=https://www.webcitation.org/618ascBIc?url=http://www.americanelements.com/pu.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>
| радиус иона = Pu<sup>3+</sup>: 100 пм,<br>Pu<sup>4+</sup>: 86 пм,<br>Pu<sup>5+</sup>: 74 пм,<br>Pu<sup>6+</sup>: 71<ref name="фэ"/>
| электроотрицательность = 1,28
| электродный потенциал = Pu←Pu<sup>4+</sup> −1,25 В,<br>Pu←Pu<sup>3+</sup> −2,0 В,<br>Pu←Pu<sup>2+</sup> −1,2 В
| степени окисления = +2, +3, '''+4''', '''+5''', '''+6''', +7<ref name="ильин">{{книга|ссылка=https://books.google.com/books?id=8qzwOAAACAAJ|заглавие=Радиоактивные вещества|ответственный=Под общ. ред. акад. АМН СССР Ильина Л. А. и др|издание=Справ. изд|место={{Л}}|издательство="Химия"|год=1990|серия=Вредные химические вещества|страниц=464|isbn=5-7245-0216-X|тираж=35150}}</ref>
| плотность = 19,84
| теплоёмкость = 32,77<ref name="ХЭ">{{книга|часть=Мед—Пол|заглавие=Химическая энциклопедия|ссылка=https://books.google.com/books?id=LRlMAAAACAAJ|ответственный=Глав. ред. [[Кнунянц, Иван Людвигович|И. Л. Кнунянц]]|место={{М}}|издательство=Большая Российская Энциклопедия|год=1992|том=3|страницы=580|страниц=639|серия=Химическая энциклопедия в 5<sup>ти</sup> томах|isbn=5-85270-039-8|тираж=50000}}</ref>
| теплопроводность = 6,74
| температура плавления = {{nobr|639,7&nbsp;°C; 912 [[Кельвин (единица измерения)|K]]; 1182 [[Градус Фаренгейта|°F]] <ref name="дриц"/>}}
| теплота плавления = 2,8
| температура кипения = {{nobr|3235&nbsp;°C; 3507 [[Кельвин (единица измерения)|K]]; 5855 [[Градус Фаренгейта|°F]] <ref name="дриц"/>}}
| теплота испарения = 343,5
| молярный объём = 12,12
| структура решётки = Моноклинная
| параметры решётки = a=6,183 Å<br>b=4,822 Å<br>c=10,963 Å<br>β=101,8°<ref>{{cite web|url=http://www.webelements.com/plutonium/crystal_structure.html|title=Plutonium: crystal structure|lang=en|accessdate=2010-08-25|archive-date=2010-06-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20100607132426/http://www.webelements.com/plutonium/crystal_structure.html|deadlink=no}}</ref>
| отношение c/a = 
| температура Дебая = 162
| давление нп 1 = 1756
| давление нп 10 = 1953
| давление нп 100 = 2198
| давление нп 1 k = 2511
| давление нп 10 k = 2926
| давление нп 100 k = 3499
| насыщенный пар = <ref>{{книга|автор=David R. Lide.|часть=Vapor Pressure|заглавие=CRC handbook of chemistry and physics: a ready-reference book of chemical and physical data|ссылка=https://books.google.com/books?id=OmkbNgAACAAJ|издательство=Taylor and Francis|год=2009|издание=90-е изд|страницы=6—77|страниц=2828|isbn=1420090844, 9781420090840}}</ref>
| скорость звука = 2260<ref name="веб">{{cite web|url=http://www.webelements.com/plutonium/|title=Plutonium: the essentials|publisher=WebElements|lang=en|accessdate=2010-12-29|archive-date=2011-01-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20110107072637/http://www.webelements.com/plutonium/|deadlink=no}}</ref>
| тип = Актиноиды
| группа = 7
| период = 3
| блок = [[f-блок|f]]
| фаза = Металл
}}
{{Элемент периодической системы|view=center|number=94|fontsize=100%}}

'''Плуто́ний''' (обозначается символом '''Pu'''; [[Зарядовое число|атомное число]] 94) —  [[химический элемент]] 3-й группы 7-го периода [[Периодическая система химических элементов|периодической системы химических элементов]] располагающийся в семействе [[Актиноиды|актиноидов]]. В виде простого вещества представляет собой тяжёлый хрупкий [[Высокотоксичные вещества|высокотоксичный]] [[Радиоактивность|радиоактивный]] [[металл]] серебристо-белого цвета<ref name="Милюкова">{{книга|автор=Милюкова М. С., Гусев Н. И., Сентюрин И. Г., Скляренко И. С.|заглавие=Аналитическая химия плутония|место={{М}}|издательство="Наука"|год=1965|серия=Аналитическая химия элементов|страниц=447|тираж=3400}}</ref><ref name="ead.anl.gov">{{cite web|url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/plutonium.pdf|title=Plutonium|date=2005-08|work=Human Health Fact Sheet|publisher=Argonne National Laboratory|lang=en|accessdate=2010-11-21|archiveurl=https://www.webcitation.org/618aukWW2?url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/plutonium.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>.

Для этого [[Химический элемент|элемента]] характерны существенно отличающиеся от остальных элементов структурные и физико-химические свойства<ref name="Милюкова"/>. Плутоний имеет семь [[Аллотропия|аллотропных модификаций]] при определённых [[температура]]х и диапазонах [[Давление|давления]]<ref name="Baker1983"/>: α, β, γ, δ, δ', ε и ζ. Может принимать [[Степень окисления|степени окисления]] от +2 до +7, основными считаются +4, +5, +6. [[Плотность]] варьируется от 19,8 (α-Pu) до 15,9 г/см³ (δ-Pu).

Плутоний не имеет стабильных [[Изотопы|изотопов]]<ref name="ильин"/>. В природе в следовых количествах присутствуют самый долгоживущий изотоп из всех [[Трансурановые элементы|трансурановых элементов]] [[Плутоний-244|<sup>244</sup>Pu]] и его дочерний [[нуклид]] [[Плутоний-240|<sup>240</sup>Pu]], а также [[Плутоний-239|<sup>239</sup>Pu]]<ref name="дриц"/><ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/><ref name="интер"/> и [[Плутоний-238|<sup>238</sup>Pu]]. В окружающей среде находится преимущественно в виде [[Оксид плутония(IV)|диоксида (PuO<sub>2</sub>)]], который в воде менее растворим, чем [[песок]] ([[кварц]])<ref name="ead.anl.gov"/>. Нахождение элемента в природе настолько мало, что его добыча нецелесообразна<ref group="~">Отношение <math>\begin{smallmatrix}\mathrm{\frac{^{239}Pu}{^{238}U}\approx 15\cdot 10^{-12}}\end{smallmatrix}</math>. См. раздел [[#Нахождение в природе|нахождение в природе]].</ref>.

Второй после [[Нептуний|нептуния]] (который был ошибочно «получен» в [[1934 год]]у группой [[Ферми, Энрико|Энрико Ферми]]<ref name="п. б. х. и."/><ref name="британника">{{из|Британника|http://www.britannica.com/EBchecked/topic/603220/transuranium-element/81183/Discovery-of-the-first-transuranium-elements|заглавие=Transuranium element}}</ref>; его первый изотоп [[Нептуний-239|<sup>239</sup>Np]] синтезирован и идентифицирован в мае [[1940 год]]а [[Макмиллан, Эдвин Маттисон|Эдвином Макмилланом]] и [[Абельсон, Филип Хауге|Филипом Абельсоном]]<ref>{{статья|автор=Edwin McMillan, Philip Hauge Abelson|заглавие=Radioactive Element 93|ссылка=http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.57.1185.2|язык=en|издание=Phys. Rev|тип=статья|издательство=American Physical Society|год=1940|выпуск=57|номер=12|страницы=1185—1186|doi=10.1103/PhysRev.57.1185.2}}</ref><ref>{{книга|автор=Gregory R. Choppin, Jan-Olov Liljenzin, Jan Rydberg.|заглавие=Radiochemistry and Nuclear Chemistry|ссылка=https://books.google.ru/books?id=0Pr7aMRxLZ8C|издание=3-е изд|место=Butterworth-Heinemann|год=2002|страниц=709|isbn=0750674636, 9780750674638}}</ref><ref>{{статья|автор=Glenn T. Seaborg|заглавие=The Transuranium Elements|ссылка=https://www.jstor.org/pss/1675046|язык=en|издание=Журнал Science|тип=статья|год=25 октября 1946|выпуск=104|номер=2704|страницы=379—386|pmid=17842184|doi=10.1126/science.104.2704.379}}</ref>) [[Ядерный синтез|искусственный элемент]], полученный в чрезвычайно маленьких количествах в конце 1940 г. в виде изотопа [[Плутоний-238|<sup>238</sup>Pu]]<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др.">{{книга|автор=Ф. Вайгель, Дж. Кац, Г. Сиборг и др.|заглавие=Химия актиноидов|оригинал=The Chemistry of the Actinide Elements|ответственный=Пер. с англ. под ред. Дж. Каца, Г. Сиборга, Л. Морсса|место=Москва|издательство=«Мир»|год=1997|том=2|серия=Химия актиноидов|страниц=664|isbn=5-03-001885-9|тираж=500}}</ref>.

Первый искусственный химический элемент, производство которого началось в промышленных масштабах<ref name="КХЭ">{{книга|часть=Пирометаллургия—С|заглавие=Краткая химическая энциклопедия|ссылка=https://books.google.com/books?id=XtouPwAACAAJ|ответственный=Глав. ред.: И. Л. Кнунянц и др|место={{М}}|издательство="Советская энциклопедия"|год=1965|том=4|серия=Энциклопедии. Словари. Справочники|страницы=90—92|страниц=1182|тираж=81000}}</ref> (в СССР с [[1946 год]]а в [[Озёрск (Челябинская область)|Челябинске-40]] было создано [[Маяк (производственное объединение)|предприятие]] по производству оружейного [[Уран (элемент)|урана]] и плутония<ref name="Советская бомба с американским акцентом">{{публикация |1=статья |автор имя=В. |автор=Тучков |заглавие=Советская бомба с американским акцентом |ссылка=http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/technics/988/ |издание=Вокруг Света |тип=журн |день=27 |месяц=08 |год=2009 |архив дата=2010-04-05 |архив=https://web.archive.org/web/20100405090823/http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/technics/988/ }}</ref>). [[Соединённые Штаты Америки|США]], а затем и [[Союз Советских Социалистических Республик|СССР]] были первыми странами, освоившими его получение.

Плутоний получают из природного изотопа [[Уран-238|урана U<sup>238</sup>]]. Общее количество плутония, хранящегося в мире во всевозможных формах, оценивалось в [[2003 год|2003 г.]] в 1239 т<ref name="Ъ"/>.

Плутоний используется в производстве [[ядерное оружие|ядерного оружия]] (так называемый «[[оружейный плутоний]]»), [[Ядерное топливо|топлива]] для [[Ядерный реактор|ядерных реакторов]] гражданского и исследовательского назначения и в качестве источника энергии для [[Космический аппарат|космических аппаратов]]<ref>{{cite web|url=https://www.llnl.gov/str/pdfs/06_00.2.pdf|title=Uncovering the Secrets of Actinides|date=2000-06|work=Actinides Can Mean Nuclear Chemistry|publisher=Lawrence Livermore National Laboratory|format=pdf|pages=17|lang=en|accessdate=2011-03-22|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120813024043/https://www.llnl.gov/str/pdfs/06_00.2.pdf|archivedate=2012-08-13|deadlink=yes}}</ref>. В первой ядерной бомбе в мире, [[Манхэттенский проект|созданной]] и [[Тринити (испытание)|испытанной]] в 1945 году в [[США]], использовался плутониевый заряд. Того же типа была и первая [[РДС-1|атомная бомба]], испытанная СССР в 1949 году{{sfn|РФЯЦ-ВНИИЭФ|1996|с=11}}.

В таблице справа приведены основные свойства для α-плутония. Данная [[Аллотропия|аллотропная модификация]] является основной для плутония при комнатной температуре и нормальном давлении.

[[CAS Registry Number|Номера CAS]]:
* {{CAS|7440-07-5}} для плутония неспецифического состава;
* {{CAS|13981-16-3}} для [[Плутоний-238|<sup>238</sup>Pu]];
* {{CAS|15117-48-3}} для [[Плутоний-239|<sup>239</sup>Pu]];
* {{CAS|14119-33-6}} для [[Плутоний-240|<sup>240</sup>Pu]].

== История ==

=== Открытие ===
{{external media
| align    = right
| width    = 190px
| image1   = [https://farm4.staticflickr.com/3343/3523805170_69764e6966_o.jpg Первый образец <sup>239</sup>Pu], использовавшийся для определения его ядерных свойств в марте 1941&nbsp;года
}}
[[Ферми, Энрико|Энрико Ферми]] вместе со своими сотрудниками в [[Римский университет Ла Сапиенца|Университете Рима]] сообщил, что они обнаружили [[химический элемент]] с [[Зарядовое число|порядковым номером]] 94, в 1934 году<ref>{{cite web|url=http://www.nndc.bnl.gov/content/evaluation.html|title=A Short History of Nuclear Data and Its Evaluation|last=Holden|first=Norman E.|date=2001|work=51st Meeting of the USDOE Cross Section Evaluation Working Group|publisher=National Nuclear Data Center, [[Брукхейвенская национальная лаборатория|Brookhaven National Laboratory]]|lang=en|accessdate=2010-09-11|location=Upton (NY)|archiveurl=https://www.webcitation.org/618awyT4x?url=http://www.nndc.bnl.gov/content/evaluation.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. Ферми назвал этот элемент [[Гесперий|гесперием]], сделав таким образом предположение о существовании [[Трансурановые элементы|трансурановых элементов]] и став их теоретическим первооткрывателем. Он придерживался этой позиции и в своей Нобелевской лекции в 1938 году, однако, узнав об открытии [[Ган, Отто|Отто Ганом]] и [[Штрассман, Фриц|Фрицем Штрассманом]] [[деление ядра|деления ядра]], был вынужден сделать в печатной версии, вышедшей в Стокгольме в 1939 году, примечание, указывающее на необходимость пересмотра «всей проблемы трансурановых элементов». Работа немецких учёных показала, что активность, обнаруженная Ферми в его экспериментах, была обусловлена именно делением, а не открытием трансурановых элементов, как он ранее полагал<ref>{{cite web|url=http://www.nobel.se/physics/laureates/1938/fermi-lecture.pdf|title=Artificial radioactivity produced by neutron bombardment: Nobel Lecture|last=Fermi|first=Enrico|date=1938-12-12|publisher=Royal Swedish Academy of Sciences|lang=en|accessdate=2010-09-11|archiveurl=https://www.webcitation.org/618axR4iN?url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1938/fermi-lecture.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref>{{книга|автор=Darden, Lindley.|часть=Enrico Fermi: "Transuranium" Elements, Slow Neutrons|заглавие=The Nature of Scientific Inquiry|ссылка=http://www.philosophy.umd.edu/Faculty/LDarden/sciinq/|место=College Park (MD)|издательство=Department of Philosophy, University of Maryland|год=1998|archive-date=2012-08-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20120817040843/http://www.philosophy.umd.edu/Faculty/LDarden/sciinq/}}</ref><ref>{{книга
|автор = Кудрявцев П. С.
|часть = 
|заглавие = Курс истории физики
|оригинал = 
|ссылка = http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000004/st070.shtml
|место = {{М}}
|издательство = Просвещение
|год = 1982
|страницы = 70
|страниц = 448
|isbn = 
|archive-date = 2012-02-17
|archive-url = https://web.archive.org/web/20120217201457/http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000004/st070.shtml
}}</ref>.
[[Файл:Berkeley 60-inch cyclotron.jpg|thumb|250px|left|Циклотрон в Беркли, использовавшийся для получения нептуния и плутония.]]
Открытие плутония группой сотрудников [[Калифорнийский университет в Беркли|Калифорнийского университета в Беркли]] под руководством [[Сиборг, Гленн Теодор|Г. Т. Сиборга]] было совершено с помощью 60-дюймового [[циклотрон]]а. Первая бомбардировка [[Оксид урана(VI)-диурана(V)|октаоксида триурана]]-238 (<sup>238</sup>U<sub>3</sub>O<sub>8</sub>) [[дейтрон]]ами, разогнанными в циклотроне до 14 — 22 М[[Электронвольт|эВ]] и проходящими через алюминиевую фольгу толщиной 0,002 дюйма (50,8 мкм), была произведена 14 декабря [[1940 год]]а. Сравнивая образцы, полученные и выдержанные в течение 2,3 суток, с выделенной фракцией чистого [[Нептуний|нептуния]], учёные обнаружили существенную разницу в их [[Альфа-распад|альфа-активностях]] и предположили, что её рост через 2 суток обусловлен влиянием нового элемента, являющегося дочерним по отношению к нептунию. Дальнейшие физические и химические исследования продолжались 2 месяца. В ночь с 23 на 24 февраля [[1941 год]]а<ref>{{cite web |title=The plutonium story |author=Glenn T. Seaborg |date=1981-09 |publisher=Lawrence Berkeley Laboratory, University of California |url=http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/5808140-l5UMe1/ |access-date=2022-03-16 |archive-date=2013-05-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130516093638/http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/5808140-l5UMe1/ |url-status=live }}</ref> был проведён решающий эксперимент по окислению предполагаемого элемента с помощью пероксиддисульфат-ионов и ионов серебра в качестве катализатора, который показал, что [[нептуний-238]] спустя два дня претерпевает [[бета-минус-распад]] и образует химический элемент под номером 94 в следующей реакции:

: {{nuclide2|уран|238|ссылка=да}} (d,2n) → {{nuclide2|нептуний|238|ссылка=да}} → (β<sup>−</sup>) {{nuclide2|плутоний|238|ссылка=да}}
[[Файл:Glenn Seaborg - 1964.jpg|thumb|[[Сиборг, Гленн Теодор|Гленн Теодор Сиборг]] (1912—1999) вместе с сотрудниками в [[Калифорнийский университет в Беркли|Беркли]] впервые [[Ядерный синтез|синтезировал]] плутоний. Он был руководителем или ключевым членом команд, получивших ещё восемь элементов: [[америций|Am]], [[кюрий|Cm]], [[берклий|Bk]], [[калифорний|Cf]], [[эйнштейний|Es]], [[фермий|Fm]], [[менделевий|Md]], [[нобелий|No]]<ref>{{статья|автор=Michael McClure|заглавие=The New Alchemy. ''The Search Went On...''|ссылка=http://portal.acs.org/portal/fileFetch/C/CTP_005396/pdf/CTP_005396.pdf|язык=en|издание=Журнал ChemMatters|тип=статья|год=октябрь 2006|страницы=17|издательство=American Chemical Society (ACS)|archivedate=2011-10-17|archiveurl=https://web.archive.org/web/20111017194525/http://portal.acs.org/portal/fileFetch/C/CTP_005396/pdf/CTP_005396.pdf}}</ref>. В его честь назван элемент [[сиборгий]]<ref>{{cite web|url=http://elementy.ru/news/430417|title=Хассий-долгожитель|author=Алексей Левин|date=2006-12-19|publisher=Элементы.Ру|lang=ru|accessdate=2010-12-27|archiveurl=https://www.webcitation.org/618ay0N25?url=http://elementy.ru/news/430417|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. Эдвин Макмиллан и Гленн Сиборг в 1951 году были удостоены [[Нобелевская премия|Нобелевской премии]] за «изучение химии трансурановых элементов»<ref>{{cite web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1951/|title=The Nobel Prize in Chemistry 1951|date=2011-01-02|publisher=NobelPrize.org|lang=en|accessdate=2011-01-02|archiveurl=https://www.webcitation.org/618azY8NV?url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1951/|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>.]]

Существование нового химического элемента было подтверждено экспериментально [[Сиборг, Гленн Теодор|Г. Т. Сиборгом]], [[Макмиллан, Эдвин Маттисон|Э. М. Макмилланом]], {{не переведено|Кеннеди, Виллиам Джозеф|Дж.&nbsp;В.&nbsp;Кеннеди|en|Joseph W. Kennedy}} и [[Валь, Артур|А. К. Валем]] благодаря изучению его первых химических свойств. Было выяснено, что плутоний может находиться, по крайней мере, в двух [[Степень окисления|степенях окисления]]<ref name="моб">{{книга|автор=Boris E. Burakov, Michael I. Ojovan, William (Bill) E. Lee.|часть=Introdution to the Actinides|заглавие=Crystalline Materials for Actinide Immobilisation|ссылка=http://www.worldscibooks.com/engineering/p652.html|издательство=World Scientific Publishing Company, Inc|год=2010|том=1|страниц=197|isbn=1848164181, 9781848164185|archive-date=2010-12-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20101228234605/http://www.worldscibooks.com/engineering/p652.html}} {{Cite web |url=http://www.worldscibooks.com/engineering/p652.html |title=Архивированная копия |accessdate=2010-12-30 |archive-date=2010-12-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20101228234605/http://www.worldscibooks.com/engineering/p652.html |dead-url=unfit }}</ref><ref>{{cite web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1951/mcmillan-lecture.pdf|title=The transuranium elements: early history|author=Edwin M. McMillan|date=1951-12-12|publisher=Nobel Lecture|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-24|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b0WGLR?url=http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1951/mcmillan-lecture.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref name="бекман"/><ref name="комити">{{книга|автор=National Research Council (U.S.). Subcommittee on Nuclear and Radiochemistry.|заглавие=A Review of the accomplishments and promise of U.S. transplutonium research, 1940–1981|ссылка=https://books.google.ru/books?id=CD8rAAAAYAAJ|издательство=National Academies|год=1982|страниц=83}}</ref><ref name="Милюкова"/><ref name="Emsley2001"/><ref name="бекман"/><ref>{{cite web|url=http://news.wustl.edu/news/Pages/7048.aspx|title=Wahl, professor who discovered plutonium; 89|date=2006-04-27|work=Newsroom|publisher=Washington University in St. Louis|lang=en|accessdate=2011-01-13|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b119HY?url=http://news.wustl.edu/news/Pages/7048.aspx|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.lanl.gov/history/people/J_Kennedy.shtml|title=Joseph W. Kennedy|work=Staff Biographies|publisher=Los Alamos National Laboratory|lang=en|accessdate=2011-01-13|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b1dnCY?url=http://www.lanl.gov/history/people/J_Kennedy.shtml|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref name="pustory">{{cite web|url=http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/5808140-l5UMe1/5808140.pdf|title=The Plutonium Story|author=Glenn T. Seaborg|publisher=Lawrence Berkeley Laboratory, University of California|lang=en|accessdate=2010-12-02|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b2D5GS?url=http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/5808140-l5UMe1/|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref group="~">Для того, чтобы считать новый химический элемент открытым, следовало доказать, что он обладает новыми свойствами: как физическими, так и химическими. Предположения о свойствах плутония высказывались ещё в мае 1940 года Льюисом Тернером</ref>.

Немного позднее было установлено, что этот изотоп является [[Деление ядра#Делящиеся нуклиды|неделящимся (пороговым)]], а следовательно, неинтересным для дальнейших исследований в военных целях, так как пороговые ядра не могут служить основой цепной реакции деления. Поняв это, физики-ядерщики США направили свои усилия на получение делящегося изотопа-239 (который по расчётам должен был быть более мощным источником атомной энергии, чем [[уран-235]]<ref name="комити"/>). В марте 1941 года 1,2 кг чистейшей [[соли]] урана, замурованной в большой [[парафин]]овый блок, подвергли в циклотроне бомбардировке [[нейтрон]]ами. На протяжении двух суток длилась бомбардировка урановых ядер, в результате чего были получены приблизительно 0,5 мкг плутония-239. Появление нового элемента, как и было предсказано теорией, сопровождалось потоком [[Альфа-частица|альфа-частиц]]<ref>{{cite web|url=http://www.physicstoday.org/obits/notice_074.shtml|work=Death notice|title=Arthur C. Wahl|author=Gerhart Friedlander, Alfred M. Holtzer, Demetrios G. Sarantites, Lee G. Sobotka, Samual I. Weissman|date=2006-07-11|publisher=Physics Today|lang=en|accessdate=2011-01-13|deadlink=no|archive-date=2008-10-15|archive-url=https://archive.today/20081015171009/http://www.physicstoday.org/obits/notice_074.shtml}}</ref>.

28 марта 1941 года проведённые эксперименты показали, что <sup>239</sup>Pu способен делиться под действием [[Тепловые нейтроны|медленных нейтронов]], с [[Ядерное эффективное сечение|сечением]], весьма значительно превышающим сечение для [[Уран-235|<sup>235</sup>U]], причём нейтроны, полученные в процессе деления, пригодны для получения следующих актов ядерного деления, то есть позволяют рассчитывать на осуществление [[Цепная ядерная реакция|цепной ядерной реакции]]. С этого момента были начаты опыты по созданию плутониевой ядерной бомбы и строительства [[ядерный реактор|реакторов]] для его наработки<ref name="бекман"/><ref name="Emsley2001"/><ref>{{статья|автор=Seaborg, G. T.|заглавие=The Transuranium Elements|язык=en|автор издания=Katz, J. J., and Manning, W. M. (eds)|издание=Natl Nucl. En. Ser., Div IV, 14B|тип=статья|место=New-York|издательство=McGraw-Hill|год=1949|страницы=1.2, 5}}</ref>. Первое чистое соединение элемента было получено в [[1942 год]]у<ref name="бекман"/>, а первые весовые количества металлического плутония — в [[1943 год]]у<ref>{{книга|автор=Scott F. A., Peekema R. M.|заглавие=Progress in Nuclear Energy|издание=1-е изд|место=London|издательство=Pergamon Press|год=1959|страницы=65}}</ref>.

В работе, отправленной на публикацию в журнал [[Physical Review]] в марте 1941 г., был описан метод получения и изучения элемента<ref name="Emsley2001"/>. Однако публикация этой работы была остановлена после того, как были получены данные, что новый элемент может быть использован в [[Ядерная бомба|ядерной бомбе]]. Публикация работы произошла спустя год после [[Вторая мировая война|Второй мировой войны]] из соображений безопасности<ref name="Stwertka1998"/> и с некоторыми корректировками<ref name="papers"/>.

В [[Третий рейх|Третьем рейхе]] исследователи атома также [[Немецкая ядерная программа накануне Второй мировой войны|не оставались бездеятельными]]. В лаборатории Манфреда фон Ардена были разработаны методы получения 94-го элемента. В августе 1941 года физик [[Фриц Хоутерманс]] закончил свой секретный доклад «К вопросу о развязывании цепных ядерных реакций». В нём он указывал на теоретическую возможность изготовления в урановом «котле» нового взрывчатого вещества из природного урана.

=== Происхождение названия ===
[[Файл:Lowell astrograph.jpg|thumb|170px|right|С помощью этого [[астрограф]]а были получены первые снимки Плутона.]]
{{see also|Плутон (карликовая планета)}}
В [[1930 год]]у была открыта новая [[планета]], о существовании которой давно говорил [[Ловелл, Персиваль|Персиваль Ловелл]] — астроном, математик и автор фантастических очерков о жизни на [[Марс]]е. На основе многолетних наблюдений за движениями [[Уран (планета)|Урана]] и [[Нептун]]а он пришёл к заключению, что за Нептуном в [[Солнечная система|Солнечной системе]] должна быть ещё одна, девятая планета, располагающаяся от [[Солнце|Солнца]] в сорок раз дальше, чем [[Земля]]. Элементы орбиты новой планеты были им рассчитаны в [[1915 год]]у. Плутон был обнаружен на фотографических снимках, полученных 21, 23 и 29 января 1930 г. астрономом [[Томбо, Клайд Уильям|Клайдом Томбо]] в [[Обсерватория Лоуэлла|обсерватории Лоуэлла]] во Флагстаффе ([[Соединённые Штаты Америки|США]]). Планета была открыта 18 февраля 1930 года<ref>{{книга|автор=Гребеников Е. А., Рябов Ю. А.|часть=Открытие Плутона|заглавие=Поиски и открытия планет|ссылка=https://books.google.ru/books?id=GEm4AAAAIAAJ|ответственный=|издание=2-е изд., перераб. и доп|место={{М}}|издательство="Наука"|год=1984|страницы=156—162|страниц=224|тираж=100000}}</ref>. Название планете было дано одиннадцатилетней школьницей из [[Оксфорд]]а [[Бёрни, Венеция|Венецией Бёрни]]<ref>{{cite web|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4596246.stm|title=The girl who named a planet|last=Rincon|first=Paul|date=2006-01-13|publisher=BBC News|lang=en|accessdate=2010-11-07|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b2kj91?url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/4596246.stm|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. В греческой мифологии [[Аид]] (в римской Плутон) является богом царства мёртвых.

Первое печатное упоминание термина ''плутоний'' датируется [[21 марта]] [[1942 год]]а<ref>{{cite web|url=http://elements.vanderkrogt.net/element.php?num=94|title=Plutonium|work=History & Etymology|publisher=Elementymology & Elements Multidict|lang=en|accessdate=2011-01-14|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b3etAe?url=http://elements.vanderkrogt.net/element.php?num=94|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. Название 94-му химическому элементу было предложено [[Валь, Артур|Артуром Валем]] и [[Сиборг, Гленн Теодор|Гленном Сиборгом]]<ref name="name"/>. В [[1948 год]]у [[Макмиллан, Эдвин Маттисон|Эдвин Макмиллан]] предложил назвать 93-й химический элемент ''нептунием'', так как [[Нептун|планета Нептун]] — первая за [[Уран (планета)|Ураном]]. По аналогии в честь второй планеты за Ураном, [[Плутон]]а, был назван плутоний<ref name="мгу"/><ref name="Heiserman1992"/>. Открытие плутония произошло через 10 лет после открытия карликовой планеты (примерно такой же отрезок времени понадобился на открытие [[Уран (планета)|Урана]] и на именование [[Уран (элемент)|92-го химического элемента]])<ref name="п. б. х. и."/><ref group="~">С 24 августа 2006 года по решению [[Международный астрономический союз|Международного астрономического союза]] Плутон более не является планетой Солнечной системы</ref>.

Первоначально Сиборг предложил назвать новый элемент «плутием», однако позже решил, что название «плутоний» звучит лучше<ref name="Clark57">{{статья|автор=David L. Clark|заглавие=Reflections on the Legacy of a Legend: Glenn T. Seaborg, 1912—1999|ссылка=http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818011.pdf|coauthors=Hobart, David E.|издательство=Журнал ''Los Alamos Science''|год=2000|выпуск=26|страницы=56—61, 57|archivedate=2011-06-04|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110604104539/http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818011.pdf}}</ref>. Для обозначения элемента он в шутку привёл две буквы «Pu» — это обозначение представилось ему наиболее приемлемым в [[Периодическая таблица|периодической таблице]]<ref group="~">По сообщению источника, во время интервью Сиборг сказал: «Очевидным выбором для меня были две буквы Pl, однако я в шутку предложил обозначить элемент Pu, как иногда дети кричат „Pee-yoo!“, когда кто-то плохо пахнет.» Сиборг считал, что именно Pl будет принято в качестве обозначения плутония, однако комитет выбрал ''Pu''
: {{статья|автор=David L. Clark|заглавие=Reflections on the Legacy of a Legend: Glenn T. Seaborg, 1912—1999|ссылка=http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818011.pdf|coauthors=Hobart, David E.|издательство=Журнал ''Los Alamos Science''|год=2000|выпуск=26|страницы=56—61, 57|archivedate=2011-06-04|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110604104539/http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818011.pdf}}</ref>. Также Сиборгом были предложены некоторые другие варианты названий, например, ''ультимий'' ({{lang-en|ultimium}} от {{lang-la|ultimus}} — последний), ''экстремий'' ({{lang-en2|extremium}} от {{lang-la|extremus}} — крайний), из-за ошибочного в то время суждения, что плутоний станет последним [[Химический элемент|химическим элементом]] в периодической таблице<ref name="name">{{cite web|url=https://www.pbs.org/wgbh/pages/frontline/shows/reaction/interviews/seaborg.html|title=Frontline interview with Seaborg|author=PBS contributors|work=Frontline|publisher=Public Broadcasting Service|lang=en|accessdate=2010-09-11|year=1997|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090105073016/http://www.pbs.org/wgbh/pages/frontline/shows/reaction/interviews/seaborg.html|archivedate=2009-01-05|deadlink=no}}</ref>. Однако элемент назвали «плутоний» в честь последней планеты Солнечной системы<ref name="п. б. х. и."/>.

=== Первые исследования ===
После нескольких месяцев первоначальных исследований химии плутония было выявлено, что она имеет много общего с химией [[Уран (элемент)|урана]]<ref name="Emsley2001"/>{{уточнить}}<!-- Стала считаться? -->. Дальнейшие исследования были продолжены в [[Металлургическая лаборатория Чикагского университета|секретной металлургической лаборатории]] [[Чикагский университет|Чикагского университета]] ([[лаборатория Джона Герберта Джонса]]). Благодаря{{уточнить}}<!-- уточнить, что значит «благодаря» --> Каннингему и Вернеру 18 августа 1942 года был выделен первый микрограмм чистого соединения плутония из 90 кг [[уранилнитрат]]а, облучённого нейтронами на циклотроне<ref name="papers">{{книга|автор=Glenn T. Seaborg.|заглавие=Modern alchemy: selected papers of Glenn T. Seaborg|ссылка=https://books.google.com/books?id=e53sNAOXrdMC|издательство=World Scientific|год=1994|страниц=696}}</ref><ref>{{cite web|url=http://tps.cr.nps.gov/nhl/detail.cfm?ResourceId=735&ResourceType=Building|title=Room 405, George Herbert Jones Laboratory|author=NPS contributors|publisher=National Park Service|lang=en|accessdate=2010-09-11|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b4QsSi?url=http://tps.cr.nps.gov/nhl/detail.cfm?ResourceId=735|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref>{{статья|автор=Cunningham, B. B. and Werner, L. B.|заглавие=The Transuranium Elements|язык=en|автор издания=Ред. кол.: G. T. Seaborg, J. J. Katz, W. M. Manning|издание=Natl Nucl. En. Ser., Div IV, 14B|тип=статья|место=New-York|издательство=McGraw-Hill|год=1949|страницы=1.8, 51}}</ref><ref>{{статья|автор=Seaborg, G. T.|заглавие=History of Met Lab Section C1|язык=en|издание=Report P-112|тип=статья|год=1942—1943|выпуск=1}}</ref>. 10 сентября 1942 года — спустя месяц, на протяжении которого учёные увеличивали количество соединения — произошло взвешивание. Этот исторический образец весил 2,77 мкг и представлял собой диоксид плутония<ref>{{cite web|url=http://www.osti.gov/accomplishments/documents/fullText/ACC0071.pdf|title=The First Weighing of Plutonium|author=Glenn T. Seaborg и др.|date=1967-09-10|publisher=United States Atomic Energy Comission. University of Chicago|format=pdf|pages=vi|lang=en|accessdate=2011-01-13|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b54t0b?url=http://www.osti.gov/accomplishments/documents/fullText/ACC0071.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. В настоящее время он хранится в Лоуренсовском зале в Беркли<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>. К концу [[1942 год]]а было накоплено 500 мкг соли элемента. Для более подробного изучения нового элемента в США было сформировано несколько групп<ref name="papers"/>:
* группа учёных, которая должна была выделить чистый плутоний химическими методами ([[Лос-Аламосская национальная лаборатория|Лос-Аламос]]: J. W. Kennedy, C. S. Smith, A. C. Wahl, C. S. Garner, I. B. Johns);
* группа, которая изучала поведение плутония в растворах, включая изучение его степеней окисления, [[Потенциал ионизации|потенциалов ионизации]] и кинетику реакций ([[Калифорнийский университет в Беркли|Беркли]]: W. M. Latimer, E. D. Eastman, R. E. Connik, J. W. Gofman и др.);
* группа, которая изучала химию [[Комплексное соединение|комплексообразования]] [[ион]]ов плутония ([[университет штата Айова|Айова]]: F. H. Spedding, W. H. Sullivan, A. F. Voigt, A. S. Newton) и другие группы.

В ходе исследований было установлено, что плутоний может находиться в [[Степень окисления|степенях окисления]] от 3 до 6, и что более низшие степени окисления, как правило, более стабильны по сравнению с [[Нептуний|нептунием]]. Тогда же было установлено сходство химических свойств плутония и нептуния<ref name="papers"/>. В 1942 году неожиданным стало открытие Стэна Томсона, входящего в группу Гленна Сиборга, которое показало, что четырёхвалентный плутоний получается в бо́льших количествах при нахождении в кислом растворе в присутствии [[Фосфат висмута(III)|фосфата висмута(III) (BiPO<sub>4</sub>)]]<ref name="комити"/>. В дальнейшем это привело к изучению и применению [[висмут]]-[[фосфат]]ного метода [[Экстракция|экстракции]] плутония<ref>{{cite web|url=http://www.bonestamp.com/sgt/process.htm|title=Thompson's Process|date=2006-10-16|publisher=The University of California|lang=en|accessdate=2010-12-16|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b5Zhuv?url=http://www.bonestamp.com/sgt/process.htm|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. В ноябре 1943 г. некоторые количества [[Фторид плутония(III)|фторида плутония(III) (PuF<sub>3</sub>)]] были подвергнуты разделению для получения чистого образца элемента в виде нескольких [[микрограмм]]ов [[Дисперсия (химия)|мелкодисперсного]] порошка. Впоследствии были получены образцы, которые можно было бы рассмотреть невооружённым глазом<ref name="Miner1968"/>.
[[Файл:Советский циклотрон (1937).png|thumb|259px|right|Первый циклотрон в СССР, использовавшийся для получения плутония.]]
В [[Союз Советских Социалистических Республик|СССР]] первые опыты по получению <sup>239</sup>Pu были начаты в 1943 — 1944 гг. под руководством академиков [[Курчатов, Игорь Васильевич|И. В. Курчатова]] и [[Хлопин, Виталий Григорьевич|В. Г. Хлопина]]. В короткий срок в СССР были выполнены обширные исследования свойств плутония<ref name="БСЭ.Яндекс"/>. В начале 1945 года на первом в [[Европа|Европе]] циклотроне, построенном в 1937 году в [[Радиевый институт имени В. Г. Хлопина|Радиевом институте]], был получен первый советский образец плутония путём нейтронного облучения ядер урана<ref name="моб"/><ref>{{cite web|url=http://www.khlopin.ru/proceedings/13-3.pdf|title=История создания первой в СССР радиохимической технологии получения плутония|publisher=Радиевый институт им. В. Г Хлопина|format=pdf|lang=ru|accessdate=2011-01-02|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b66FwV?url=http://www.khlopin.ru/proceedings/13-3.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>. В городе [[Озёрск (Челябинская область)|Озёрск]] с 1945 года началось строительство первого промышленного [[Ядерный реактор|ядерного реактора]] по производству плутония, первый объект [[Маяк (производственное объединение)|ПО Маяк]], пуск которого был осуществлён 19 июня 1948 года<ref>{{статья|автор=Ковалёва, С.|заглавие=Плутоний в девичьих руках: создательницы «ядерного щита» Родины работали без страховки и отпусков|ссылка=http://www.libozersk.ru/pbd/Mayak60/link/234.htm|язык=ru|издание=[[Независимая газета]]|тип=статья|издательство=|год=14 октября 1997|страницы=6|archivedate=2011-09-19|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110919040340/http://www.libozersk.ru/pbd/Mayak60/link/234.htm}}</ref>.

=== Производство в Манхэттенском проекте ===
[[Файл:Manhattan Project US Map.png|thumb|450px|right|Наиболее важные места для Манхэттенского проекта.]]
Манхэттенский проект берёт своё начало с так называемого [[Письмо Эйнштейна Рузвельту|письма Эйнштейна Рузвельту]], в котором внимание президента обращалось на то, что [[нацистская Германия]] ведёт [[Проект «Уран»|активные исследования]], в результате которых может вскоре обзавестись [[Атомная бомба|атомной бомбой]]<ref name="н.п.п.">{{cite web|url=http://gigamir.net/news/advent/pub75142/|title=MI5 обнаружила советского шпиона среди Нобелевских лауреатов|last=Ефимова|first=Мария|date=2010-08-26|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-22|archiveurl=https://www.webcitation.org/6BvSmHr51?url=http://gigamir.net/news/advent/pub75142/|archivedate=2012-11-04|deadlink=no}}</ref>. В результате положительного ответа [[Рузвельт, Франклин|Франклина Рузвельта]] в [[Соединённые Штаты Америки|США]] был образован [[Манхэттенский проект]]<ref>{{cite web|url=http://www.mphpa.org/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=173|title=Pa, this requires action!|publisher=The Atomic Heritage Foundation|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-24|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b7znP5?url=http://www.mphpa.org/index2.php?option=com_content|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>.

Во время [[Вторая мировая война|Второй мировой войны]] целью проекта являлось создание [[Ядерная бомба|ядерной бомбы]]. Проект атомной программы ({{lang-en|atomic program}}), из которой образовался Манхэттенский проект, был одобрен и одновременно создан указом Президента США 9 октября 1941 года. Свою деятельность Манхэттенский проект начал 12 августа 1942 года<ref>{{книга|автор=Vincent C. Jones.|заглавие=Manhattan, the Army and the Atomic Bomb|ссылка=https://books.google.ru/books?id=eXuJIb-HxxEC|ответственный=В соавт. с Center of Military History (U.S. Army)|место=Вашингтон|издательство=Government Printing Office|год=1985|страниц=680|isbn=0160019397, 9780160019395}}</ref>. Тремя его основными направлениями являлись<ref>{{cite web|url=http://www.lanl.gov/history/road/siteselection.shtml|title=Site Selection|author=LANL contributors|work=LANL History|publisher=Los Alamos National Laboratory|lang=en|accessdate=2010-09-11|location=Los Alamos, New Mexico|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b8STCf?url=http://www.lanl.gov/history/road/siteselection.shtml|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>:
* организация производства плутония на территории [[Хэнфордский комплекс|Хэнфордского комплекса]];
* организация обогащения урана в городе [[Ок-Ридж]], штат [[Теннесси]];
* исследования в области ядерного оружия и создания атомной бомбы на территории [[Лос-Аламосская национальная лаборатория|Лос-Аламосской национальной лаборатории]].
[[Файл:ChicagoPileTeam.png|thumb|left|250px|Памятная фотография учёных, принимавших участие на Чикагской поленнице-1. В первом ряду, второй справа: Лео Силлард; первый слева: Энрико Ферми.]]
Первым [[ядерный реактор|ядерным реактором]], позволявшим получать бо́льшие количества элемента по сравнению с [[циклотрон]]ами, была [[Чикагская поленница-1]]<ref name="бекман"/>. Он был введён в эксплуатацию 2 декабря 1942 года благодаря [[Ферми, Энрико|Энрико Ферми]] и [[Силард, Лео|Лео Силларду]]<ref>{{cite web|url=http://tps.cr.nps.gov/nhl/detail.cfm?ResourceId=204&ResourceType=Site|title=Site of the First Self-Sustaining Nuclear Reaction|work=National Historic Landmark summary listing|publisher=National Park Service|lang=en|accessdate=2010-12-24|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b99XnS?url=http://tps.cr.nps.gov/nhl/detail.cfm?ResourceId=204|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref> (последнему принадлежит предложение об использовании [[графит]]а как замедлителя [[нейтрон]]ов<ref>{{статья|автор=Hans A. Bethe|заглавие=The German Uranium Project|ссылка=http://scitation.aip.org/getpdf/servlet/GetPDFServlet?filetype=pdf&id=PHTOAD000053000007000034000001&idtype=cvips&prog=normal&bypassSSO=1|язык=en|издание=Physics Today|тип=[http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PHTOAD000053000007000034000001&idtype=cvips&gifs=yes&bypassSSO=1 статья]|издательство=Physics Today Online|год=июль 2000|выпуск=53|номер=7|doi=10.1063/1.1292473}}{{Недоступная ссылка|date=Декабрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>); в этот день была произведена первая самоподдерживающаяся ядерная цепная реакция<ref name="Эрншо"/>. Для производства плутония-239 использовались уран-238 и уран-235. Реактор был сооружён под трибунами стадиона {{iw|Stagg Field}} [[Чикагский университет|Чикагского университета]]<ref name="бекман"/>. Он состоял из 6 тонн металлического урана, 34 тонн оксида урана и 400 тонн «чёрных кирпичей» графита. Единственным, что могло остановить цепную ядерную реакцию, были стержни из [[Кадмий|кадмия]], которые хорошо захватывают [[тепловые нейтроны]] и, как следствие, могут предотвратить возможное происшествие<ref>{{cite web|url=http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/cp-1_critical.htm|title=CP-1 Goes Critical|work=The Manhattan Project. An Interactive History|publisher=US DOE. Office of History and Heritage Resources|lang=en|accessdate=2010-12-24|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060929115606/http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/cp-1_critical.htm|archivedate=2006-09-29}}</ref>. Из-за отсутствия радиационной защиты и охлаждения его обычная мощность была всего 0,5…200 Вт<ref name="бекман"/>.
[[Файл:GraphiteReactor.jpg|thumb|220px|right|Работники на графитовом реакторе X-10.]]
Вторым реактором, который позволил получать плутоний-239, был [[Графитовый реактор X-10]]<ref name="Emsley2001"/>. Он был введён в эксплуатацию 4 ноября 1943 года<ref>{{cite web|url=http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/final_reactor_x-10.htm|title=Final Reactor Design and X-10|work=The Manhattan Project. An Interactive History|publisher=US DOE. Office of History and Heritage Resources|lang=en|accessdate=2011-01-01|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060929115742/http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/final_reactor_x-10.htm|archivedate=2006-09-29}}</ref> (строительство длилось 11 месяцев) в городе [[Оук-Ридж]], в настоящее время он располагается на территории [[Оук-Риджская национальная лаборатория|Оук-Риджской национальной лаборатории]]. Этот реактор был вторым в мире после Чикагской поленницы-1 и первым реактором, который был создан в продолжении Манхэттенского проекта<ref>{{cite web|url=http://www.ms.ornl.gov/pdf/mchistory.pdf|title=ORNL Metals and Ceramics Division, History 1946—1996|date=1999-03-08|publisher=Oak Ridge National Laboratory|format=pdf|description=154 стр|lang=en|accessdate=2010-12-23|archiveurl=https://www.webcitation.org/618b9cDr8?url=http://www.ms.ornl.gov/pdf/mchistory.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>. Реактор был первым шагом на пути к созданию более мощных ядерных реакторов (на территории [[Хэнфорд]]а, Вашингтон), то есть он был экспериментальным. Окончание его работы наступило в 1963 г.<ref name="паблик">{{cite web|url=http://tennesseeencyclopedia.net/imagegallery.php?EntryID=X001|title=X-10|date=2002|publisher=The Tennessee Encyclopedia of History and Science|lang=en|accessdate=2010-12-23|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070930152520/http://tennesseeencyclopedia.net/imagegallery.php?EntryID=X001|archivedate=2007-09-30}}</ref>; открыт для посещения с 1980-х годов и является одним из старейших ядерных реакторов в мире<ref>{{cite web|url=http://tennesseeencyclopedia.net/imagegallery.php?EntryID=O003|title=Oak Ridge National Laboratory|date=2002|publisher=The Tennessee Encyclopedia of History and Science|lang=en|accessdate=2010-12-24|deadlink=no|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070930165540/http://tennesseeencyclopedia.net/imagegallery.php?EntryID=O003|archivedate=2007-09-30}}</ref>.

Пятого апреля 1944 года [[Сегре, Эмилио Джино|Эмилио Сегре]] получил первые образцы плутония, произведённого в реакторе X-10<ref name="паблик"/>. В течение 10 дней он обнаружил, что концентрация плутония-240 в реакторе очень высока, по сравнению с [[циклотрон]]ами. Данный изотоп имеет очень высокую способность к [[Спонтанное деление|спонтанному делению]], в результате чего повышается общий фон нейтронного облучения<ref name="Sublette, Carey">{{cite web|url=http://www.atomicheritage.org/index.php?option=com_content&task=view&id=288&Itemid=202|title=Atomic History Timeline 1942—1944|author=Carey Sublette|publisher=Atomic Heritage Foundation|lang=en|accessdate=2010-09-11|location=Washington (DC)|archive-date=2009-01-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20090104020055/http://www.atomicheritage.org/index.php?option=com_content&task=view&id=288&Itemid=202|deadlink=no}}</ref>. На данном основании был сделан вывод, что использование особо чистого плутония в {{не переведено|Оружейный тип ядерной бомбы|ядерной бомбе пушечного типа|en|Gun-type fission weapon}}, в частности, в [[Худой (бомба)|бомбе Худой]], может привести к преждевременной детонации<ref name="гос">{{книга|автор=F. G. Gosling.|часть=Elimination of Thin Man|заглавие=The Manhattan Project: making the atomic bomb|ссылка=https://books.google.com/books?id=SKaSCzKs8ZsC|издательство=DIANE Publishing|год=1999|страницы=40|страниц=66|isbn=0788178806, 9780788178801}}</ref>.
Благодаря тому, что технология разработок ядерных бомб всё более улучшалась, было установлено, что для ядерного заряда лучше всего использовать имплозионную схему с зарядом сферической формы.
[[Файл:Hanford B Reactor.jpg|thumb|220px|left|Строительство реактора B — первого ядерного реактора, способного получать плутоний в промышленном масштабе.]]
Первым промышленным ядерным реактором по производству [[Плутоний-239|<sup>239</sup>Pu]] является [[реактор B]], расположенный в США. Строительство началось с июня 1943 г. и закончилось в сентябре 1944 г. Мощность реактора составила 250 МВт (в то время как у X-10 всего 1000 кВт). В качестве теплоносителя в этом реакторе впервые применялась вода<ref>{{cite web|url=http://www.energy.gov/about/breactor.htm|title=B Reactor|publisher=U.S. Department of Energy|lang=en|accessdate=2011-01-01|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080916040414/http://www.energy.gov/about/breactor.htm|archivedate=2008-09-16}}</ref>. Реактор B (вместе с [[Реактор D|реактором D]] и [[Реактор F|реактором F]] — остальными двумя) позволил получить плутоний-239, который был впервые использован в [[Тринити (испытание)|испытании Тринити]]. Ядерные материалы, полученные на этом реакторе, были использованы в бомбе, сброшенной на Нагасаки 9 августа 1945 г<ref>{{cite web|url=http://www.nps.gov/history/nhl/Fall07Nominations/B%20Reactor.pdf|title=B Reactor|author=Michele S. Gerber, Brian Casserly, Frederick L. Brown|date=2007-02|publisher=National Historic Landmark Nomination|format=pdf|pages=4|lang=en|accessdate=2011-01-01|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bBY55a?url=http://www.nps.gov/history/nhl/Fall07Nominations/B%20Reactor.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. Построенный реактор был закрыт в феврале 1968 года и расположен{{прояснить}} в пустынном районе [[Вашингтон (штат)|штата Вашингтон]], недалеко от города [[Ричланд (Вашингтон)|Ричланд]]<ref>{{cite web|url=http://lenta.ru/news/2007/09/24/spot/|title=Американцы проложили туристический маршрут через старый ядерный реактор|date=2007-09-24|publisher=[[Lenta.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-11-18|deadlink=no|archive-date=2011-08-22|archive-url=https://www.webcitation.org/618bCAXB6?url=http://lenta.ru/news/2007/09/24/spot/}}</ref>.
[[Файл:Hanford Reach National Monument.png|thumb|270px|right|Хэнфордский комплекс. Реакторы B, D, F и др. расположены вдоль течения реки в верхней части схемы.]]
{{Стиль раздела|дата=2011-04-17}}
В ходе Манхэттенского проекта на базе [[Хэнфордский комплекс|Хэнфордского завода]] (основан в 1943 г. для производства плутония и закрыт в 1988 году вместе с окончанием производства<ref name="у.п.">{{cite web|url=http://www.hanford.gov/files.cfm/DOE-RL-2009-10_Rev_0-Jul-16.pdf|title=Hanford Site Cleanup Completion Framework|date=2010-07|publisher=Department of Enegry. Hanford|format=pdf|description=Более подробное описание районов можно найти в главе 2.3.1|lang=en|accessdate=2010-11-07|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bDAJq6?url=http://www.hanford.gov/files.cfm/DOE-RL-2009-10_Rev_0-Jul-16.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>) было создано множество объектов предназначенных для получения, хранения, переработки и использования ядерных материалов. На территории комплекса был создан полигон ядерных отходов, где в данный момент расположено около 205 кг изотопов плутония (<sup>239</sup>Pu — <sup>241</sup>Pu)<ref>{{cite web|url=http://www.hanford.gov/files.cfm/DOE-RL-2010-89_Rev.0.pdf|title=Long-Range Deep Vadose Zone Program Plan|date=2010-10|publisher=Department of Enegry. Hanford|lang=en|format=pdf|accessdate=2010-11-07|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bGOG3t?url=http://www.hanford.gov/files.cfm/DOE-RL-2010-89_Rev.0.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. Было создано множество сооружений для изоляции девяти ядерных реакторов наработки плутония и вспомогательных построек, которые загрязняли окружающую среду. Также были созданы технологические линии, главной целью которых было отделение урана от плутония химическими методами. После закрытия завода, с его территории (по состоянию на 2009 г.) было утилизировано более 20 тонн плутония в безопасных формах (для предотвращения ядерного деления)<ref name="у.п."/>.

В 2004 г. в результате раскопок были обнаружены захоронения на территории [[Хэнфордский комплекс|Хэнфордского комплекса]]. В их числе был найден [[оружейный плутоний]], который находился в стеклянном сосуде. Этот образец оружейного плутония оказался самым долгоживущим и был исследован [[Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория|Тихоокеанской национальной лабораторией]]. Результаты показали, что этот образец был создан на графитовом реакторе X-10 в 1944 году<ref>{{cite web|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090302130224.htm|title=Historic Sample Of Bomb-Grade Plutonium Discovered|date=2009-03-05|publisher=ScienceDaily Online|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bK58z1?url=http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090302130224.htm|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite news|last=Rincon|first=Paul|title=BBC NEWS — Science & Environment — US nuclear relic found in bottle|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7918618.stm|accessdate=2010-09-11|date=2009-03-02|work=BBC News|archivedate=2009-03-02|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090302235654/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7918618.stm}}</ref><ref>{{статья|автор=Erika Gebel|год=2009|заглавие=Old plutonium, new tricks|издательство=Журнал Analytical Chemistry|выпуск=81|номер=5|страницы=1724|doi=10.1021/ac900093b}}</ref><ref>{{статья|автор=Jon M. Schwantes|заглавие=Nuclear archeology in a bottle: Evidence of pre-Trinity U.S. weapons activities from a waste burial site|издательство=Журнал Analytical Chemistry|год=2009|выпуск=81|страницы=1297—1306|номер=4|doi=10.1021/ac802286a|pmid=19152306}}</ref>.

Один из участников проекта ([[Мэй, Алан Нанн|Алан Мэй]]) был причастен к тайной передаче чертежей о принципах устройства урановой и плутониевой бомб, а также образцов урана-235 и плутония-239<ref name="н.п.п."/>.

=== Тринити и Толстяк ===
{{see also|Тринити (испытание)|Толстяк (бомба)}}
Первое ядерное испытание под названием Тринити, проведённое 16 июля 1945 г. возле города [[Аламогордо]], [[Нью-Мексико]], использовало плутоний в качестве ядерного заряда<ref name="Miner1968"/><ref>{{cite news|url=http://www.vesti.ru/doc.html?id=377669|title=Работа по созданию атомной бомбы была сделана удивительно быстро и качественно. История с Андреем Светенко|author=Вести ФМ|date=2010-07-16|publisher=Вести.Ру|lang=ru|accessdate=2010-10-29|archivedate=2012-03-03|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120303043921/http://www.vesti.ru/doc.html?id=377669}}</ref><ref>{{статья|автор=A. J. Fahey, C. J. Zeissler, D. E. Newbury, J. Davis, and R. M. Lindstrom|заглавие=Postdetonation nuclear debris for attribution|язык=en|издательство=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|год=2010|doi=10.1073/pnas.1010631107}}</ref>. В {{не переведено|Штучка (бомба)|Штучке|en|The gadget}} (взрывное устройство) использовались обычные линзы<ref group="~">Применение взрывчатых линз, которые имели форму футбольного мяча, внутри которого, условно, находился плутониевый заряд, позволяло достичь увеличения мощности взрыва. Чем равномернее со всех сторон сжимался ядерный заряд, тем мощнее был ядерный взрыв.</ref> для того, чтобы сжать плутоний для достижения критических размеров и плотности. Это устройство было создано для пробы нового типа ядерной бомбы «Толстяк» на основе плутония<ref>{{cite web|url=http://www.rian.ru/spravka/20100716/255028086.html|title=Испытание первого в мире атомного устройства. Справка|date=2010-07-16|publisher=[[РИА Новости]]|description=Материал подготовлен на основе информации открытых источников|lang=ru|accessdate=2010-12-04|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bKcjDv?url=http://ria.ru/spravka/20100716/255028086.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. Одновременно с этим из {{не переведено|Еж (детонатор)|Ежа|en|Urchin (detonator)}} начали поступать нейтроны для ядерной реакции. Устройство было сделано из [[Полоний|полония]] и [[Бериллий|бериллия]]<ref name="Emsley2001"/>; этот источник применялся в первом поколении ядерных бомб<ref name="polonium">{{cite web|url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/polonium.pdf|title=Polonium|date=2005-08|work=Human Health Fact Sheet|publisher=Aragonne National Laboratory|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-22|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bOVGeU?url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/polonium.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>, так как в то время единственным источником нейтронов считалась эта композиция<ref name="моб"/><ref group="~">По сообщению источника латунная ампула, на которой располагается бериллий и полоний, диаметром в 2 и высотой 4 см позволяет достичь выхода 90 млн нейтронов в секунду.
: {{cite web|url=http://wsyachina.com/chemistry/poloniy_1.html|title=Полоний|author=В. В. Станцо|publisher=«Всякая всячина» — wsyachina.com|lang=ru|accessdate=2011-01-07|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110928151346/http://wsyachina.com/chemistry/poloniy_1.html|archivedate=2011-09-28}}</ref>. Вся эта композиция позволила достичь мощного [[Ядерный взрыв|ядерного взрыва]]. Полная масса бомбы, использованной при ядерном испытании Тринити, составляла 6 т, хотя в ядре бомбы было всего 6,2 кг плутония<ref>{{cite web|url=http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq8.html#nfaq8.1.1|title=8.1.1 The Design of Gadget, Fat Man, and «Joe 1» (RDS-1)|last=Sublette|first=Carey|date=2007-07-03|work=Nuclear Weapons Frequently Asked Questions, edition 2.18|publisher=The Nuclear Weapon Archive|lang=en|accessdate=2010-09-17|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bPhztW?url=http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq8.html#nfaq8.1.1|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>, а предполагаемая высота для взрыва над городом составляла 225—500 м<ref>{{книга|автор=Лесли Гровс.|часть=Выбор цели|заглавие=Теперь об этом можно рассказать. История Манхэттенского проекта|оригинал=[https://books.google.ru/books?id=4l0ypFOUrbIC Now it can be told. The story of Manhattan project]|ссылка=www.lib.ru/MEMUARY/MANHATTEN/grove.txt|место={{М}}|издательство=Атомиздат|год=1964}}</ref>. Приблизительно 20 % использованного плутония в этой бомбе составило 20 000 т [[Тротиловый эквивалент|в тротиловом эквиваленте]]<ref name="yield">{{книга|автор=John Malik.|заглавие=The Yields of the Hiroshima and Nagasaki Explosions|ссылка=http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/docs1/00313791.pdf|место=Los Alamos|издательство=Los Alamos|год=1985|archive-date=2021-03-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20210314185835/https://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/docs1/00313791.pdf}} — Таблица VI.</ref>.

Бомба [[Толстяк (бомба)|Толстяк]] была сброшена на [[Нагасаки]] 9 августа 1945. В результате взрыва моментально погибло 70 тыс. человек и ранено ещё 100 тыс.<ref name="Emsley2001"/>. Она имела схожий механизм: сделанное из плутония ядро помещалось в сферическую алюминиевую оболочку, которая обкладывалась химической взрывчаткой. Во время детонирования оболочки плутониевый заряд сжимался со всех сторон и его плотность перерастала критическую, после чего начиналась [[цепная ядерная реакция]]<ref>{{статья|автор=Валерий Чумаков|заглавие=Мирный фатум|ссылка=http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/6816/|язык=ru|издание=Журнал «Вокруг Света»|тип=статья|издательство=«Вокруг Света»|год=2009|выпуск=2831|номер=12|archivedate=2010-06-09|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100609084135/http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/6816/}}</ref>. В [[Малыш (бомба)|Малыше]], сброшенном на [[Хиросима|Хиросиму]] тремя днями ранее, использовался [[уран-235]], но не плутоний. Япония 15 августа подписала соглашение о капитуляции. После этих случаев в СМИ было опубликовано сообщение о применении нового химического [[Радиоактивность|радиоактивного]] элемента — плутония.

=== Холодная война ===
{{see also|Холодная война}}
Большие количества плутония были произведены во время [[Холодная война|Холодной войны]] [[США]] и [[СССР]]. Реакторы США, находящиеся в [[Ядерный могильник Саванна Ривер|Savannah River Site]] ([[Северная Каролина]]) и [[Хэнфорд]]е, во время войны произвели 103 т плутония<ref>{{книга|автор=DOE contributors.|заглавие=Historic American Engineering Record: B Reactor (105-B Building)|ссылка=http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/pu50yb.html#ZZ13|место=Richland (WA)|издательство=U.S. Department of Energy|страницы=110|archive-date=2021-03-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20210307063344/https://fas.org/sgp/othergov/doe/pu50yb.html#ZZ13}}</ref>, в то время как СССР произвёл 170 т [[Оружейный плутоний|оружейного плутония]]<ref>{{cite conference|first=Thomas B|last=Cochran|title=Safeguarding nuclear weapons-usable materials in Russia|publisher=Natural Resources Defense Council, Inc|location=Washington (DC)|url=http://docs.nrdc.org/nuclear/nuc_06129701a_185.pdf|accessdate=17 сентября 2010|conference=International Forum on Illegal Nuclear Traffic|archive-date=2013-07-05|archive-url=https://web.archive.org/web/20130705053828/http://docs.nrdc.org/nuclear/nuc_06129701a_185.pdf|deadlink=yes}}</ref>. На сегодня около 20 т плутония в [[Ядерная энергетика|ядерной энергетике]] производится как побочный продукт [[Ядерная реакция|ядерных реакций]]<ref name="CRC2006"/>. На 1000 т плутония, находящегося в хранилищах, приходится 200 т плутония, извлечённого из ядерных реакторов<ref name="Emsley2001"/>. На 2007 год [[Стокгольмский институт исследования проблем мира|СИИПМ]] оценил мировое количество плутония в 500 т, который примерно одинаково разделён на оружейные и энергетические нужды<ref>{{книга|заглавие=SIPRI Yearbook 2007: Armaments, Disarmament, and International Security|автор=Stockholm International Peace Research Institute.|издательство=[[Oxford University Press]]|год=2007|страницы=567|isbn=0199230218, 9780199230211|ссылка=https://books.google.com/?id=2M0C6SERFG0C&pg=PA567|язык=en}}</ref>.
[[Файл:Yucca Mountain emplacement drifts.jpg|thumb|220px|right|Предполагаемая схема туннельного хранилища ядерных отходов в [[Репозиторий Юкка Маунтин|репозитории Юкка Маунтин]].]]
Сразу же по окончании Холодной войны все ядерные запасы стали проблемой [[Договор о нераспространении ядерного оружия|распространения ядерного оружия]]. Например, в США из извлечённого из ядерного оружия плутония были сплавлены двухтонные блоки, в которых элемент находится в виде инертного [[Диоксид плутония|оксида плутония(IV)]]<ref name="Emsley2001"/>. Данные блоки застеклены [[Боросиликатное стекло|боросиликатным стеклом]] с примесью [[Цирконий|циркония]] и [[Гадолиний|гадолиния]]<ref group="~">Соединение гадолиния и циркония с кислородом (Gd<sub>2</sub>Zr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>) было создано в связи с тем, что оно позволяет удерживать плутоний на протяжении 30 млн лет.</ref>. Затем эти блоки были покрыты [[Нержавеющая сталь|нержавеющей сталью]] и захоронены на глубине 4 км<ref name="Emsley2001"/>.<!-- С 2008 г. единственным складом ядерных отходов в США является [[репозиторий Юкка Маунтин]], который расположен от [[Лас-Вегас]]а на 100 миль (160 км) в сторону северо-востока<ref>{{cite web|url=https://georgewbush-whitehouse.archives.gov/news/releases/2002/07/20020723-2.html|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080306193653/http://georgewbush-whitehouse.archives.gov/news/releases/2002/07/20020723-2.html|archivedate=2008-03-06|title= President Signs Yucca Mountain Bill|publisher=The White House|author=Press Secretary|location=Washington (DC)|год=23 июля 2002|publisher=Office of the Press Secretary, White House|accessdate=2010-09-25}}</ref>. --> Местная и государственная власть США не позволила складировать ядерные отходы в {{не переведено|Гора Юкка|гору Юкка|en|Yucca Mountain}}. В марте 2010 г. власти США решили отозвать лицензию на право складировать ядерные отходы. [[Обама, Барак|Барак Обама]] предложил провести ревизию политики хранения отходов и предоставить рекомендации по разработке новых эффективных методов по контролю над отработанным топливом и отходами<ref>{{cite web|url=http://www.energy.gov/news/8721.htm|title=Department of Energy Files Motion to Withdraw Yucca Mountain License Application|date=2010-03-03|publisher=Department of Energy (DOE)|lang=en|accessdate=2010-12-20|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110514081840/http://www.energy.gov/news/8721.htm|archivedate=2011-05-14}}</ref>.

=== Медицинские эксперименты ===
[[Файл:Joseph Gilbert Hamilton with radiosodium experiment equipment.jpg|альт=Джозеф Гилберт Гамильтон|мини|Джозеф Гилберт Гамильтон]]
На протяжении Второй мировой войны и после её окончания учёные проводили эксперименты на животных и людях, вводя внутривенно дозы плутония<ref name="Injection">{{статья|автор=Moss, William|заглавие=The Human Plutonium Injection Experiments|ссылка=http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?00326640.pdf|язык=en|автор издания=Eckhardt, Roger|издание=Журнал ''Los Alamos Science''|издательство=Los Alamos National Laboratory|год=1995|выпуск=23|страницы=188, 205, 208, 214|archivedate=2021-02-20|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210220122334/https://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?00326640.pdf}}</ref>. Исследования на животных показали, что несколько миллиграммов плутония на килограмм ткани — смертельная доза<ref name="PuHealth">{{статья|автор=George L., Voelz|заглавие=Plutonium and Health: How great is the risk?|язык=en|издание=Журнал Los Alamos Science|место=Los Alamos (NM)|издательство=Los Alamos National Laboratory|год=2000|страницы=78—79|номер=26|nodot=1}}</ref>. «Стандартная» доза составляла 5 мкг плутония<ref name="Injection"/>, а в 1945 году эта цифра уменьшилась до 1 мкг за счёт того, что плутоний склонен к накоплению в [[Кость|костях]] и из-за этого более опасен, чем [[радий]]<ref name="PuHealth"/>.

Восемнадцать испытаний плутония на людях были проведены в США под руководством [[Гамильтон, Джозеф Гилберт|Джозефа Гилберта Гамильтона]] без [[Информированное добровольное согласие|предварительного согласия испытуемых]] для того, чтобы выяснить, где и как концентрируется плутоний в человеческом организме, и выработать стандарты безопасности обращения с ним. Первые места, в которых проводились эксперименты в рамках Манхэттенского проекта, были: [[Хэнфорд]], [[Беркли (Калифорния)|Беркли]], [[Лос-Аламос]], [[Чикаго]], [[Оук-Ридж]], [[Рочестер (Нью-Йорк)|Рочестер]]<ref name="Injection"/>.

== Свойства ==

=== Физические свойства ===
[[Файл:Pubutton.jpg|thumb|220px|right|Плутоний в пакете<ref group="~">Плутоний находится в пакете для того, чтобы предотвратить [[альфа-излучение]] и, возможно, для термоизоляции.</ref>.]]
Плутоний, как и большинство металлов, имеет яркий серебристый цвет, похожий на [[никель]] или [[железо]]<ref name="дриц"/>, но на [[воздух]]е [[Оксиды|окисляется]], меняя свой цвет сначала на [[Бронза|бронзовый]], затем на синий цвет закалённого металла и после превращается в тусклый чёрный или зелёный цвет из-за образования рыхлого оксидного покрытия<ref name="вик2">{{книга|заглавие=Плутоний|оригинал=Plutonium Handbook. A Guide to the Technology|ответственный=Перев. с англ. Под ред. В. Б. Шевченко и В. К. Маркова|издание=Справочник|место=М.|издательство=Атомиздат|год=1971|том=1|страницы=12|страниц=428|тираж=2260}}</ref>. Также есть сообщения об образовании жёлтого и оливкового цвета оксидной плёнки<ref name="WISER">{{cite web|url=http://webwiser.nlm.nih.gov/getSubstanceData.do;jsessionid=89B673C34252C77B4C276F2B2D0E4260?substanceID=419&displaySubstanceName=Plutonium,%20Radioactive&UNNAID=&STCCID=&selectedDataMenuItemID=44|title=Plutonium, Radioactive|author=NIH contributors|publisher=U.S. National Library of Medicine, National Institutes of Health|description=Wireless Information System for Emergency Responders (WISER)|lang=en|accessdate=2010-09-04|location=Bethesda (MD)|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bQEh1E?url=http://webwiser.nlm.nih.gov/getSubstanceData.do;jsessionid=89B673C34252C77B4C276F2B2D0E4260?substanceID=419|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref><ref>{{статья|автор=ARQ staff|заглавие=Nitric acid processing|ссылка=http://arq.lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/3rdQuarter08/page3.shtml|язык=en|издание=Actinide Research Quarterly|издательство=Los Alamos National Laboratory|год=2008|место=Los Alamos (NM)|archivedate=2010-05-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100527200643/http://arq.lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/3rdQuarter08/page3.shtml}} Проверено 4 сентября 2010.</ref>. При комнатной температуре плутоний находится в α-форме — это наиболее распространённая для плутония [[аллотропная модификация]]. Данная структура примерно такая же жёсткая, как [[серый чугун]], если она не [[Легирование (металлургия)|легирована]] другими металлами, которые придадут сплаву пластичность и мягкость. В отличие от большинства металлов, он не является хорошим [[Теплопроводность|проводником тепла]] и [[Электропроводность|электричества]]<ref name="WISER"/>.

Плутоний имеет аномально низкую для металлов [[Температура плавления|температуру плавления]] (примерно 640 °C)<ref name="рфяцдва"/> и необычно высокую [[Температура кипения|температуру кипения]] (3235 °C)<ref name="дриц"/><ref group="~">Температура кипения плутония в пять раз больше температуры плавления. Для сравнения: у [[вольфрам]]а этот показатель составляет 1,6 (темп. плавления 3422 °C и кипения 5555 °C).</ref>. 
{| class="standard collapsible collapsed" style="text-align:center" align="center"
!colspan="1"|Некоторые физические свойства плутония<ref name="дриц"/>
|-
|
{|
|
{| class="standard collapsible collapsed" style="text-align:center"
|+{{nobr|Атомные радиусы различных модификаций плутония при 298&nbsp;K}} {{nobr|и при температурах их существования}}
|Фаза||α||β||γ||δ||δ’||ε
|-
|''T'', K||298||366||508||593||738||763
|-
|Атомный радиус, нм||0,158||0,160||0,1601||0,1640||0,1638||0,1622
|-
|Радиус при 298 K, нм||0,158||0,159||0,1589||0,1644||0,1644||0,1594
|}
||
{| class="standard collapsible collapsed" style="text-align:center"
|+{{nobr|[[Ядерное эффективное сечение|Эффективное поперечное сечение захвата тепловых нейтронов]]}} {{nobr|для некоторых изотопов плутония}}
|Изотоп||<sup>238</sup>Pu||<sup>239</sup>Pu||<sup>240</sup>Pu||<sup>241</sup>Pu||<sup>242</sup>Pu
|-
|Эффективное поперечное сечение, 10<sup>−28</sup> м²||403±10||1028±13||287±7||1400±80||18,6±0,8
|}
|-
|
{| class="standard collapsible collapsed" style="text-align:center"
|+{{nobr|Удельное электрическое сопротивление различных фаз плутония}} {{nobr|и их температурный коэффициент электрического сопротивления}}
|Фаза||T, K||ρ, мкОм·м||α·10<sup>−3</sup>, K<sup>−1</sup>
|-
|α<br>α<br>α<br>α<br>α<br>α||26<br>50<br>100<br>150<br>273<br>376||0,648<br>1,280<br>1,569<br>1,535<br>1,465<br>1,414||+18,405 (26—50 K)<br>и −0,418 (126—273 K)<br><br><br>—<br>—
|-
|β||420||1,085||−0,62
|-
|γ||505||1,078||−0,50
|-
|δ||625||1,004||+0,72
|-
|δ’||735||1,021||+4,43
|}
|
{| class="standard collapsible collapsed" style="text-align:center"
|+{{nobr|Абсолютный коэффициент термоэлектродвижущей силы плутония ''e''}} {{nobr|в зависимости от температуры и модификации}}
|Фаза||T, K||среднее значение<br>''e'', мкВ/K
|-
|α<br>α<br>α||20<br>100<br>300||1,75<br>9,8<br>11,5
|-
|β||400||9,1
|-
|γ||500||8,4
|-
|δ||600||3,0
|-
|δ’||725||2,3
|-
|ε||800||3,5
|}
|}
[[Файл:Ionization energies-ru.svg|thumb|600px|center|[[Актиноиды]], как и [[лантаноиды]], имеют примерно равные [[Энергия ионизации|энергии ионизации]].]]
|}
Как и у остальных металлов, коррозия плутония увеличивается с увеличением [[Влажность|влажности]]. Некоторые исследования утверждают, что влажный [[аргон]] может быть более корродирующим элементом, чем [[кислород]]; это связано с тем, что аргон не реагирует с плутонием, и, как следствие, плутоний начинает растрескиваться<ref name="Kolman"/><ref group="~">Данный эффект связан с тем, что кислород, реагируя с плутонием и образуя смешанные оксиды на поверхности плутония, препятствует коррозии плутония, по крайней мере, снаружи. Аргон не реагирует с плутонием и одновременно препятствует химическим реакциям плутония, в итоге его поверхность ничем не пассивирована и подвергается коррозии вследствие саморазогрева.</ref>.
[[Файл:Plutonium density.svg|thumb|300px|left|Диаграмма плотности плутония<ref name="БСЭ.Яндекс">{{БСЭ3|статья=Плутоний|автор=}}</ref>.]]
[[Альфа-распад]], который сопровождается испусканием ядер [[Гелий|гелия]], является наиболее распространённым видом [[Радиоактивность|радиоактивного]] распада изотопов плутония<ref name="NNDC">{{cite web|url=http://www.nndc.bnl.gov/chart/|title=Chart of Nuclides|author=NNDC contributors|coauthors=Alejandro A. Sonzogni (Database Manager)|date=2008|publisher=National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory|lang=en|accessdate=2010-09-04|location=Upton (NY)|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bSplPt?url=http://www.nndc.bnl.gov/chart/|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. Тепло, производимое благодаря распаду ядер и испусканию ими [[альфа-распад|альфа-частиц]], делает плутоний тёплым на ощупь<ref name="Heiserman1992">{{книга|автор=Heiserman, David L.|часть=Element 94: Plutonium|заглавие=Exploring Chemical Elements and their Compounds|ссылка=https://archive.org/details/exploringchemica01heis|место=New York|издательство=TAB Books|год=1992|страницы=[https://archive.org/details/exploringchemica01heis/page/337 337]—340|isbn=0-8306-3018-X}}</ref><ref>{{книга|автор=Richard Rhodes.|год=1986|заглавие=The Making of the Atomic Bomb|ссылка=https://archive.org/details/makingofatomicbo00rich|isbn=0-671-65719-4|страницы=[https://archive.org/details/makingofatomicbo00rich/page/659 659]—660|издательство=Simon & Schuster|место=New York}}</ref>.
[[Файл:Electron shell 094 Plutonium.svg|thumb|200px|right|Строение [[атом]]а плутония. [[Электронная конфигурация]] внешних оболочек 5''s''<sup><nowiki>2</nowiki></sup>''p''<sup>6</sup>''d''<sup>10</sup>''f''<sup>6</sup>6''s''<sup><nowiki>2</nowiki></sup>''p''<sup>6</sup>7''s''<sup><nowiki>2</nowiki></sup><ref name="фэ"/>.]]
Как известно, [[Удельное электрическое сопротивление|электрическое сопротивление]] характеризует способность материала проводить [[электрический ток]]. Удельное сопротивление плутония при комнатной температуре очень велико для металла, и эта особенность будет усиливаться с понижением температуры, что для металлов не свойственно<ref name="Miner1968">{{книга|автор=William N. Miner.|заглавие=The Encyclopedia of the Chemical Elements|ответственный=Под ред. Clifford A. Hampel; соавт. Schonfeld, Fred W|место=New York|издательство=Reinhold Book Corporation|год=1968}}</ref>. Эта тенденция продолжается вплоть до 100 [[Кельвин|K]]<ref name="рфяцдва">{{книга|автор=Пер. с англ. языка под ред. Б. А. Надыкто и Л. Ф. Тимофеевой.|заглавие=Плутоний|место=Саров|издательство=РФЯЦ-ВНИИЭФ|год=2003|том=2|серия=Фундаментальные проблемы|страниц=203|тираж=500|isbn=5-9515-00-24-9}}</ref>; ниже этой отметки электрическое сопротивление будет уменьшаться<ref name="Miner1968"/>. С понижением отметки до 20 K сопротивление начинает возрастать из-за радиационной активности металла, причём данное свойство будет зависеть от изотопного состава металла<ref name="Miner1968"/>.

Плутоний обладает самым высоким [[Удельное электрическое сопротивление|удельным электрическим сопротивлением]] среди всех изученных актиноидов (на данный момент), которое составляет 150 мкОм·см (при +22 °C)<ref name="Эрншо"/>. Его твёрдость составляет 261 кг/мм³ (для α-Pu)<ref name="Милюкова"/>.

Благодаря тому, что плутоний радиоактивен, он со временем претерпевает изменения в своей кристаллической решётке<ref name="HeckerPlutonium">{{статья|автор=Siegfried S. Hecker|заглавие=Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure|ссылка=http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818035.pdf|издание=26-е изд|издательство=Los Alamos Science|год=2000|страницы=290—335|archivedate=2021-03-19|archiveurl=https://web.archive.org/web/20210319010158/https://fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818035.pdf}}</ref>. Плутоний претерпевает некое подобие [[отжиг]]а также благодаря самооблучению из-за повышения температуры выше 100 K.

В отличие от большинства материалов, [[плотность]] плутония увеличивается на 2,5 % при нагревании его до [[Температура плавления|температуры плавления]], в то время как у обычных металлов наблюдается уменьшение плотности при повышении температуры<ref name="Miner1968"/>. Ближе к точке плавления жидкий плутоний имеет очень высокий показатель [[Поверхностное натяжение|поверхностного натяжения]] и самую высокую [[вязкость]] среди других металлов<ref name="рфяцдва"/><ref name="HeckerPlutonium"/>. Характерной особенностью плутония является его уменьшение в объёме в диапазоне температур от 310 до 480 °C, в отличие от других металлов<ref name="БСЭ.Яндекс"/>.

=== Аллотропные модификации ===
{{дополнить раздел|дата=2010-09-04}}
Плутоний имеет семь [[Аллотропия|аллотропных модификаций]]. Шесть из них (см. рисунок выше) существуют при обычном давлении, а седьмая — только при высокой температуре и определённом диапазоне давления<ref name="Baker1983">{{статья|автор=Richard D. Baker|заглавие=Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream|ссылка=http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?07-16.pdf|автор издания=Соавт.: Hecker, Siegfried S.; Harbur, Delbert R.|издательство=Los Alamos National Laboratory|год=1983|страницы=148, 150—151|издание=Los Alamos Science|archivedate=2011-10-17|archiveurl=https://web.archive.org/web/20111017034523/http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?07-16.pdf}}</ref>. Эти [[Аллотропа|аллотропы]], которые различаются по своим [[Кристаллическая структура|структурным характеристикам]] и показателями плотности, имеют очень похожие значения [[Внутренняя энергия|внутренней энергии]]. Это свойство делает плутоний очень чувствительным к колебаниям температуры и давления, и приводит к [[Фазовые переходы|скачкообразному изменению]] своей структуры<ref name = "HeckerPlutonium" />. Показатель плотности всех аллотропных модификаций плутония варьируется от 15,9 г/см³ до 19,86 г/см³<ref name="CRC2006">{{книга|автор=CRC contributors.|заглавие=Handbook of Chemistry and Physics|ответственный=Ред.: David R. Lide|издание=87-е изд|место=Boca Raton|издательство=CRC Press, Taylor & Francis Group|год=2006|isbn=0849304873}}</ref><ref group="~">Амплитуда колебаний показателей плотности плутония составляет 4 г/см³ (точнее: 3,94 г/см³).</ref>. Наличие многих аллотропных модификаций у плутония делает его трудным металлом в обработке и выкатывании<ref name="дриц"/>, так как он претерпевает фазовые переходы. Причины существования столь разных аллотропных модификаций у плутония не совсем ясны.
{| class="standard collapsible collapsed" style="text-align:center" align="right"
!colspan="12"|Свойства [[Кристаллическая решётка|кристаллических решёток]] плутония<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/><ref>{{книга|автор=Wick, O. J. (ed.)|заглавие=Plutonium handbook, A Guide to the Technology|ответственный=Am. Nucl. Soc|издание=Reprint|место=New York|издательство=Gordon & Breach|год=1980}}</ref><ref>{{книга|автор=Oetting, F. L., Rand, M. H., Ackerman, R. J.|заглавие=The Chemical Thermodynamics of Actinide Elements and their Compounds|издание=Ч. 1|место=Vienna|издательство=IAEA|год=1976|страницы=24}}</ref>
|-bgcolor="lightblue"
|rowspan="2"|Фаза ||rowspan="2"|Изображение ||rowspan="2"|Область устойчивости, °C ||rowspan="2"|Симметрия и [[пространственная группа]] ||colspan="4"|Параметры решётки, Å ||rowspan="2"|Число атомов в элементарной ячейке ||rowspan="2"|Рентгеновская [[плотность]], г/см³ ||rowspan="2"|Температура перехода, °C ||rowspan="2"|[[Энтальпия|Δ''H'']]<sub>перехода</sub>,<br>Дж/моль
|- bgcolor="DDFFDD"
| ''a'' || ''b'' || ''c'' || ''β''
|-
|rowspan="2"|α ||rowspan="2"|[[Файл:Monoclinic.svg|75px|center]]||rowspan="2"| Ниже 122 ||rowspan="2"| {{Comment|ПМ|Простая моноклинная}}, P2<sub>1</sub>/''m'' ||colspan="4" bgcolor="DDFFDD"| При 21 °C ||rowspan="2"| 16 ||rowspan="2"| 19,86 ||rowspan="2"| — ||rowspan="2"| —
|-
| 6,183||4,882||10,963||101,79°
|-
|rowspan="2"|β ||rowspan="2"| — ||rowspan="2"| 122—207 ||rowspan="2"| {{Comment|ОЦМ|Объёмноцентрированная моноклинная}}, 12/''m'' ||colspan="4" bgcolor="DDFFDD"| При 100 °C||rowspan="2"| 34 ||rowspan="2"| 17,7 ||rowspan="2"| α→β<br>122±4 ||rowspan="2"| 3430
|-
|9,284||10,463||7,859||93,13°
|-
|rowspan="2"|γ ||rowspan="2"| [[Файл:Orthorhombic-face-centered.svg|75px|center]] ||rowspan="2"| 207—315 ||rowspan="2"| {{Comment|ГЦО|Гранецентрированная орторомбическая}}, F''ddd'' ||colspan="4" bgcolor="DDFFDD"| При 235 °C||rowspan="2"| 8 ||rowspan="2"| 17,14 ||rowspan="2"| β→γ<br>207±5 ||rowspan="2"| 565
|-
|3,159||5,768||10,162||—
|-
|rowspan="2"|δ ||rowspan="2"| [[Файл:Cubic-face-centered.svg|75px|center]]||rowspan="2"| 315—457 ||rowspan="2"| {{Comment|ГЦК|Гранецентрированная кубическая}}, F''m''3''m'' ||bgcolor="DDFFDD" colspan="4"| При 320 °C||rowspan="2"| 4 ||rowspan="2"| 15,92 ||rowspan="2"| γ→δ<br>315±3 ||rowspan="2"| 586
|-
|4,6371||—||—||—
|-
|rowspan="2"|δ’ ||rowspan="2"| [[Файл:Tetragonal-body-centered.svg|75px|center]] ||rowspan="2"| 457—479 ||rowspan="2"| {{Comment|ОЦТ|Объёмноцентрированная тетрагональная}}, 14/''mmm'' ||colspan="4" bgcolor="DDFFDD"| При 465 °C||rowspan="2"| 2 ||rowspan="2"| 16 ||rowspan="2"| δ→δ’<br>457±2 ||rowspan="2"| 84
|-
|3,34||—||4,44||—
|-
|rowspan="2"|ε ||rowspan="2"| [[Файл:Cubic-body-centered.svg|75px|center]] ||rowspan="2"| 479—640 ||rowspan="2"| {{Comment|ОЦК|Объёмноцентрированная кубическая}}, I''m''3''m'' ||bgcolor="DDFFDD" colspan="4"| При 490 °C||rowspan="2"| 2 ||rowspan="2"| 16,51 ||rowspan="2"| δ’→ε<br>479±4 ||rowspan="2"| 1841
|-
|3,634||—||—||—
|}

Первые три кристаллические модификации — α-, β- и γ-Pu — обладают сложной кристаллической структурой с четырьмя ярко выраженными связями [[Ковалентная связь|ковалентного]] характера. Другие — δ-, δ’- и ε-Pu — более высокотемпературные модификации характеризуются более простой структурой<ref name=autogenerated1>{{книга|автор=Oswald J. Wick.|заглавие=Плутоний|оригинал=Plutonium Handbook: A Guide to the Technology|ссылка=https://books.google.com/books?id=HJ5TAAAAMAAJ|ответственный=Под ред. О. Вика|издание=Справ. изд|место={{М}}|издательство=Атомиздат|год=1973|том=2|страниц=456|тираж=2100}}</ref>.

Альфа-форма существует при комнатной температуре в виде нелегированного и необработанного плутония. Она имеет схожие свойства с [[чугун]]ом, однако имеет свойство превращаться в пластичный материал и образовывать ковкую β-форму при более высоких интервалах температуры<ref name="Miner1968"/>. Альфа-форма плутония имеет низкосимметричную [[Моноклинная сингония|моноклинную структуру]] (кристаллическая структура фаз, которые существуют при комнатных температурах, является низкосимметричной, что более характерно для [[минерал]]ов, чем для [[металл]]ов), отсюда становится ясным, что она является прочной и плохо проводящей электрический ток модификацией<ref name="Baker1983"/>. В данной форме плутоний очень хрупок, однако имеет самую высокую плотность из всех аллотропных модификаций<ref name="поп. мех. плутоний"/>. Фазы плутония характеризуются резким изменением механических свойств — от совершенно хрупкого до пластичного металла<ref name="рфяцдва"/>.

Плутоний в δ-форме обычно существует при значениях температуры от 310 °C до 452 °C, однако может быть стабилен и при комнатной температуре, если он легирован [[Галлий|галлием]], [[Алюминий|алюминием]] или [[Церий|церием]]. Сплав плутония с небольшим количеством одного или нескольких этих металлов может быть использован при [[Сварка|сварке]]<ref name="Miner1968" />. Дельта-форма имеет более{{чего?}} ярко выраженные характеристики металла, а по прочности и ковкости сравнима с алюминием.{{нет АИ|22|10|2021}}

В ядерном оружии ударная волна сферической формы, образованная взрывными линзами, для одновременной детонации которых применяется детонационная разводка, используется для равномерного обжатия пустотелого плутониевого ядра, основным свойством которого становится резкое увеличение плотности плутония, вследствие перехода в другую аллотропную форму. Данные действия и позволят достичь [[Критическая масса|критической массы]] плутония<ref>{{cite news|url=http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/pu-phase.htm|title=Plutonium Crystal Phase Transitions|publisher=GlobalSecurity.org|lang=en|accessdate=2010-09-05|archivedate=2009-10-01|archiveurl=https://web.archive.org/web/20091001135009/http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/pu-phase.htm}}</ref>.

У плутония в эпсилон-фазе наблюдается аномально высокий показатель атомной {{не переведено|Самодиффузия|самодиффузии|en|Self-diffusion}}<ref name="HeckerPlutonium"/>.

Плутоний начинает уменьшаться в объёме, когда переходит в δ и δ’-фазы, что объясняется отрицательным коэффициентом [[Тепловое расширение|термического расширения]]<ref name="рфяцдва"/>.

=== Соединения и химические свойства ===
{{see also|Актиноиды#Свойства}}
[[Файл:Radii of the actinides.svg|thumb|300px|right|Изученный [[ион]]ный и [[металл]]ический радиусы для плутония<ref name="Ю. Д. Третьяков"/>.]]
[[Файл:Plutonium in solution.jpg|thumb|right|300px|Различные степени окисления плутония в водных растворах.]]
[[Актиноиды]] имеют схожие между собой химические свойства. Меньше всего [[Степень окисления|степеней окисления]] имеют первые два актиноида и [[актиний]] (разброс значений от 3 до 5), далее эти значения увеличиваются и достигают своего пика у плутония и [[Нептуний|нептуния]], затем, после [[Америций|америция]], это число опять уменьшается. Данное свойство можно объяснить сложностью поведения [[электрон]]ов у [[Атом|ядер]] [[Химический элемент|элементов]]. В 1944 году Гленном Сиборгом была выдвинута гипотеза об [[Актиноидное сжатие|актиноидном сжатии]], которая предполагает постепенное уменьшение [[Ионный радиус|радиусов ионов]] актиноидов (это же [[Лантаноидное сжатие|характерно и для лантаноидов]]). До её выдвижения первые актиноиды ([[торий]], [[протактиний]] и [[Уран (элемент)|уран]]) относили к элементам [[Подгруппа титана|4]], [[Подгруппа ванадия|5]] и [[Подгруппа хрома|6-й]] групп соответственно<ref name="Эрншо"/><ref>{{из|ФЭ|http://femto.com.ua/articles/part_1/0070.html|заглавие=Актиноиды}}</ref>.

Плутоний является химически активным [[металл]]ом<ref name="WISER"/>. В 1967 году советские учёные установили, что высшая степень окисления нептуния и плутония не 6, а 7<ref>{{cite web|url=http://n-t.ru/ri/ps/pb093.htm|title=Нептуний|date=2003-09-27|work=Нептуний и плутоний – семивалентные|publisher=Популярная библиотека химических элементов|lang=ru|accessdate=2010-12-11|deadlink=no|archive-date=2011-08-22|archive-url=https://www.webcitation.org/618bTHGwX?url=http://n-t.ru/ri/ps/pb093.htm}}</ref>. Для этого учёным пришлось окислять [[озон]]ом PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup> в щелочной среде<ref name="ХЭ"/>. Плутоний проявляет четыре степени окисления в [[Водный раствор|водных растворах]] и одну очень редкую<ref name="CRC2006" />:
* Pu<sup>III</sup>, в качестве Pu<sup>3+</sup> (светло-фиолетовый);
* Pu<sup>IV</sup>, в качестве Pu<sup>4+</sup> (шоколадный);
* Pu<sup>V</sup>, в качестве PuO<sub>2</sub><sup>+</sup> (светлый)<ref group="~">PuO<sub>2</sub><sup>+</sup> ион нестабильный в водном растворе и может диспропорционировать в Pu<sup>4+</sup> и PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup>; Pu<sup>4+</sup> затем может окислиться с PuO<sub>2</sub><sup>+</sup> до PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup>, будучи ионом Pu<sup>3+</sup>. Таким образом, с течением времени водные растворы Pu<sup>3+</sup> могут соединяться с кислородом образуя оксид PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup>
: {{cite web|title=Nuclear Criticality Safety Engineering Training Module 10 — Criticality Safety in Material Processing Operations, Part 1|url=http://ncsp.llnl.gov/ncset/Module10.pdf|format=|accessdate=2010-09-05|year=2002|last=Crooks|first=William J.|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bU2hOi?url=http://ncsp.llnl.gov/ncset/Module10.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>;
* Pu<sup>VI</sup>, в качестве PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup> (светло-оранжевый);
* Pu<sup>VII</sup>, в качестве PuO<sub>5</sub><sup>3−</sup> (зелёный) — также присутствуют семивалентные [[ион]]ы.
Цвета водных растворов плутония зависят от степени окисления и солей кислот<ref>{{книга|автор=George, Matlack.|заглавие=A Plutonium Primer: An Introduction to Plutonium Chemistry and its Radioactivity|издательство=Los Alamos National Laboratory|год=2002}}</ref>. В них плутоний может находиться сразу в нескольких степенях окисления, что объясняется близостью его [[Окислительно-восстановительный потенциал|редокс-потенциалов]]<ref name="рита">{{книга|автор=Rita Cornelis, Joe Caruso, Helen Crews, Klaus Heumann.|заглавие=Handbook of elemental speciation II: species in the environment, food, medicine & occupational health|ссылка=https://books.google.com/books?id=1PmjurlE6KkC|издание=Перепечатанное и иллюстрированное|издательство=John Wiley and Sons|год=2005|страниц=768|isbn=0470855983, 9780470855980}}</ref>, что, в свою очередь, объясняется наличием 5''f''-[[электрон]]ов, которые расположены на локализованной и делокализованной зоне электронной [[Орбиталь|орбитали]]<ref name="physicsworld.com"/>. При [[Водородный показатель|pH]] 5—8 доминирует четырёх[[Валентность|валентный]] плутоний<ref name="рита"/>, который наиболее устойчив среди остальных валентностей (степеней окисления)<ref name="фэ"/>.

Металлический плутоний получается благодаря реакции его [[Фторид плутония(IV)|тетрафторида]] с [[Барий|барием]], [[Барий|кальцием]] или [[Литий|литием]] при температуре 1200 °C<ref>{{книга|автор=Mary, Eagleson.|заглавие=Concise Encyclopedia Chemistry|издательство=Walter de Gruyter|год=1994|страницы=840|isbn=9783110114515}}</ref>:
: <math>\mathrm{PuF_4 + 2Ca\xrightarrow{1200^\circ C} Pu + 2CaF_2}</math>
Он реагирует с [[кислота]]ми, [[кислород]]ом и их парами, но только не с [[Щёлочи|щелочами]]<ref name="Miner1968"/> (в растворах которых заметно не растворяется<ref name="ХЭ"/>, как и большинство актиноидов<ref name="Эрншо"/>). Быстро растворяется в [[хлороводород]]е, [[иодоводород]]е, [[бромоводород]]е, 72 % [[Хлорная кислота|хлорной кислоте]], 85 % [[Ортофосфорная кислота|ортофосфорной кислоте]], концентрированной [[Трихлоруксусная кислота|CCl<sub>3</sub>COOH]], [[Сульфаминовая кислота|сульфаминовой кислоте]] и кипящей концентрированной [[Азотная кислота|азотной кислоте]]<ref name="WISER"/>. Плутоний инертен к концентрированным [[Серная кислота|серной]] и [[Уксусная кислота|уксусной]] кислотам; в их растворах медленно растворяется, то есть реагирует и образует соответствующие [[соли]]<ref name="Милюкова"/>. При температуре 135 °C металл самовоспламенится благодаря реакции с кислородом, а если его поместить в атмосферу [[тетрахлорметан]]а, то взорвётся<ref name="Emsley2001">{{книга|автор=John, Emsley.|ссылка=https://books.google.com/books?id=j-Xu07p3cKwC|часть=Plutonium|заглавие=Nature's Building Blocks: An A—Z Guide to the Elements|место=Oxford|издательство=Oxford University Press|год=2003|страниц=538|isbn=0198503407, 9780198503408|язык=en}}</ref>.
{| class="standard collapsible collapsed" align="right"
!colspan="2"|Реакционная способность плутония в растворах<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>
|-bgcolor="lightblue"
|<center>Раствор</center> || <center>Реакционная способность</center>
|-
| [[Вода]] || При комнатной температуре реагирует очень медленно, не намного быстрее при температуре кипения; образуется H<sub>2</sub> и чёрный порошок [[Гидроксид плутония(III)|Pu(O)ОH]]
|-
| [[Хлорид натрия|NaCl]] <sub>(водн.)</sub> || Даёт H<sub>2</sub> и чёрный порошок Pu(O)ОH
|-
| [[Азотная кислота|HNO<sub>3</sub>]] || Не реагирует при любых концентрациях из-за пассивации; в присутствии 0,005 М HF кипящая концентрированная кислота сравнительно быстро растворяет плутоний
|-
| [[Хлороводород|HCl]], [[Бромоводород|HBr]] || Очень быстро растворяется в концентрированных и умеренно разбавленных кислотах
|-
|[[Плавиковая кислота|HF]] || Реагирует очень медленно. Брикеты, полученные прессованием стружки металлического плутония, часто растворяются быстро и полностью с образованием нерастворимого PuF<sub>3</sub><ref>{{статья|автор=Cleveland, J. M.|заглавие=Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev|язык=en|год=1965|страницы=230|номер=4}}</ref>
|-
|72%-ая [[Хлорная кислота|HClO<sub>4</sub>]] || Быстрое растворение
|-
|[[Серная кислота|H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>]] || Концентрированная кислота образует на металле защитное покрытие, которое останавливает начавшуюся медленную реакцию. Умеренно разбавленная медленно взаимодействует с металлом; образцы металла, содержащие примеси, могут полностью раствориться в 5 н. кислоте
|-
|85%-ая [[Ортофосфорная кислота|H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>]] || Реагирует сравнительно быстро
|-
|[[Уксусная кислота]] || Не взаимодействует с ледяной уксусной кислотой, даже с горячей; медленно взаимодействует с разбавленной кислотой
|-
|[[Трихлоруксусная кислота]] || Быстро растворяется в концентрированной кислоте; с разбавленной реагирует медленнее
|-
|[[Трифторуксусная кислота]] || Медленно растворяется в концентрированной кислоте; часто образуется остаток нерастворившегося оксида<ref>{{статья|автор=Cleveland, J. M.|заглавие=J. Inorg. Nucl. Chem|язык=en|год=1964|страницы=461—467|номер=26}}</ref>
|-
|[[Сульфаминовая кислота]] || Довольно быстро растворяется в 1,7 М кислоте, причём температура должна быть ниже 40 °C, чтобы избежать разложения кислоты. Остаётся небольшое количество потенциально пирофорного осадка; в присутствии HNO<sub>3</sub> количество осадка больше<ref>{{статья|автор=Jenkis, W. J.|заглавие=J. Inorg. Nucl. Chem|язык=en|год=1963|выпуск=|номер=25|страницы=463—464}}</ref>
|}
Во влажном кислороде металл быстро окисляется, образуя [[оксиды]] и [[гидриды]]. Металлический плутоний реагирует с большинством газов при повышенных температурах<ref name="WISER"/>. Если металл достаточно долго подвергается воздействию малых количеств влажного воздуха, то на его поверхности образуется [[диоксид плутония]]. Кроме того, может образоваться и его [[Дигидрид плутония|дигидрид]], но только при недостатке кислорода<ref name="Miner1968"/>. [[Ион]]ы плутония во всех степенях окисления склонны к [[гидролиз]]у и [[Комплексные соединения|комплексообразованию]]<ref name="БСЭ.Яндекс"/>. Способность образовывать комплексные соединения увеличивается в ряду {{nobr|Pu<sup>5+</sup> < Pu<sup>6+</sup> < Pu<sup>3+</sup> < Pu<sup>4+</sup> <ref name="ильин"/>}}.

При комнатной температуре свежий срез плутония имеет серебристый цвет, который затем тускнеет до серого<ref name="Heiserman1992" />. Благодаря тому, что поверхность металла становится пассивированной, он становится [[Пирофорность|пирофорным]], то есть способным к самовозгоранию, поэтому металлический плутоний, как правило, обрабатывается в инертной атмосфере аргона или [[азот]]а. Расплавленный металл должен храниться в [[вакуум]]е, либо в атмосфере [[Инертный газ|инертного газа]], чтобы избежать реакции с кислородом<ref name="Miner1968"/>.

Плутоний обратимо реагирует с чистым [[водород]]ом, образуя гидрид плутония при температурах 25—50 °C<ref name="Милюкова"/><ref name="HeckerPlutonium"/>. Кроме того, он легко взаимодействует с кислородом, образуя [[Оксид плутония(II)|монооксид]] и [[диоксид плутония]], а также оксиды (но не только их, см. раздел ниже) переменного состава ([[бертоллиды]]). Оксиды расширяют плутоний на 40 % от его изначального объёма. Металлический плутоний энергично реагирует с галогеноводородами и галогенами, в соединениях с которыми обычно проявляет степень окисления +3, однако известны галогениды состава PuF<sub>4</sub> и PuCl<sub>4</sub><ref name="Милюкова"/><ref>{{cite web|title=Плутоний|url=bse.sci-lib.com/article089986.html|publisher=[[БСЭ]]|lang=ru|accessdate=2010-10-21|archiveurl=https://www.webcitation.org/6BvSqb6ss?url=bse.sci-lib.com/article089986.html|archivedate=2012-11-04|deadlink=no}}</ref>. При реакции с углеродом образует его [[Карбид плутония|карбид (PuC)]], с азотом — [[Нитрид плутония|нитрид]] (при 900 °C), с кремнием — [[Дисилицид плутония|силицид]] (PuSi<sub>2</sub>)<ref name="Emsley2001"/><ref name="CRC2006"/>. Карбид, нитрид, диоксид плутония имеют [[Температура плавления|температуру плавления]] больше 2000 °C и потому применяются в качестве ядерного топлива<ref name="ХЭ"/>.

[[Тигель|Тигли]], используемые для хранения плутония, должны выдерживать его сильные [[Окислительно-восстановительные реакции|восстановительные]] свойства. [[Тугоплавкие металлы]], такие, как [[Тантал (элемент)|тантал]] и [[вольфрам]], наряду с более стабильными [[Оксиды|оксидами]], [[Бориды|боридами]], [[Карбиды|карбидами]], [[Нитриды|нитридами]] и [[Силициды|силицидами]], также могут позволить хранить плутоний без реакции с ним. Плавка в [[Дуговая сталеплавильная печь|электродуговой печи]] может быть использована для получения малых количеств металла без применения тиглей<ref name="Miner1968" />.

Четырёхвалентный [[церий]] применяется в качестве химического симулянта плутония(IV)<ref>{{книга|автор=Crooks, W. J. и др.|заглавие=Low Temperature Reaction of ReillexTM HPQ and Nitric Acid|ссылка=http://sti.srs.gov/fulltext/ms2000068/ms2000068.html|издание=20-е изд|издательство=Solvent Extraction and Ion Exchange|год=2002|страницы=543|archive-date=2011-06-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20110614053034/http://sti.srs.gov/fulltext/ms2000068/ms2000068.html}}</ref>.

==== Электронная структура: 5''f''-электроны ====
Плутоний является элементом, в котором [[Электронная конфигурация|5''f''-электроны]] расположены на границе локализованных и делокализованных [[электрон]]ов, поэтому он считается одним из самых комплексных и трудных элементов для изучения<ref name="physicsworld.com">{{cite news|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/16443|title=Plutonium is also a superconductor|author=Dumé, Belle|date=2002-11-20|publisher=PhysicsWeb.org|lang=en|accessdate=2010-09-05|archivedate=2012-01-12|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120112184014/http://physicsworld.com/cws/article/news/16443}}</ref>. Аналогично нептунию в высоких степенях окисления  (Pu(VI) в виде PuO<sub>2</sub><sup>2+</sup>) проявляет способность к проявлению [[Катион-катионные взаимодействия|катион-катионных взаимодействий]]. 

Аномальное поведение плутония обусловлено его [[Электронная конфигурация|электронной структурой]]. Энергетическая разница между 6''d'' и 5''f''-электронами очень мала. Размеров 5''f''-оболочки вполне достаточно для того, чтобы они формировали атомную решётку между собой; это происходит на самой границе между локализованными и соединёнными между собой [[электрон]]ами. Близость электронных уровней приводит к формированию низкоэнергетической электронной конфигурации, с примерно одинаковыми уровнями энергии. Это приводит к формированию 5''f''<sup>n</sup>7''s''<sup><nowiki>2</nowiki></sup> и 5''f''<sup>n−1</sup>7''s''<sup><nowiki>2</nowiki></sup>6''d''<sup><nowiki>1</nowiki></sup> электронных оболочек, что приводит к сложности его химических свойств. 5''f''-электроны участвуют в формировании [[Химическая связь|ковалентных связей]] и [[Комплексные соединения|комплексных соединений]] у плутония<ref name="HeckerPlutonium" />.
{{Панорама|Бинарные соединения плутония.svg|1000px|[[Бинарные соединения]] плутония.}}

== Нахождение в природе ==

=== Природный плутоний ===
[[Файл:Elemental abundances-RUS.svg|thumb|320px|right|Распространение следующих после урана элементов резко падает.]]

Незначительные количества, по крайней мере, двух изотопов плутония (<sup>239</sup>Pu и <sup>244</sup>Pu) найдены в природе<ref name="Эрншо"/>.

В урановых рудах в результате захвата [[нейтрон]]ов<ref group="~">Например, нейтронов из [[космические лучи|космического излучения]], нейтронов от спонтанного деления урана-238 и от (α,n)-реакций на лёгких ядрах.</ref> ядрами урана-238 образуется уран-239, который испытывает [[бета-распад]] в [[нептуний]]-239. В результате следующего β-распада возникает природный плутоний-239. Происходит следующая [[ядерная реакция]]<ref name="рита"/>:
: <math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \xrightarrow{\gamma} \ ^{239}_{\ 92}U\ \xrightarrow[23,5 \ \mathrm{min}]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,3565 \ \mathrm{d}]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}</math>
По этой же реакции плутоний-239 синтезируется в промышленных масштабах (см. [[Плутоний#Изотопы и синтез|изотопы и синтез]]). Однако в природе плутоний образуется в таких микроскопических количествах (самое большое отношение <sup>239</sup>Pu/<sup>238</sup>U составляет 15{{e|−12}}), что о его добыче из урановых руд не может быть и речи<ref name="рита"/>. В среднем содержание <sup>239</sup>Pu примерно в 400 тыс. раз меньше, чем [[Радий|радия]]<ref name="п. б. х. и."/>. Так, малые количества плутония-239 — триллионная доля — были найдены в урановых рудах<ref name="Miner1968"/> в [[Природный ядерный реактор в Окло|природном ядерном реакторе]] в [[Окло]], [[Габон]]<ref>{{cite web|url=http://nepa.energy.gov/nepa_documents/EIS/EIS0250/VOL_3/V3PT3_7-3.pdf|title=Oklo: Natural Nuclear Reactors|author=DOE contributors|date=2004|publisher=U.S. Department of Energy, Office of Civilian Radioactive Waste Management|accessdate=2010-09-07|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100602022207/http://nepa.energy.gov/nepa_documents/EIS/EIS0250/VOL_3/V3PT3_7-3.pdf|archivedate=2010-06-02}}</ref>. Отношение плутония к урану, разработка руд которого планируется на 2013 год в {{не переведено|Шахта Cigar Lake|шахте Cigar Lake|en|Cigar Lake Mine}}, составляет примерно от 2,4{{e|−12}} до 44{{e|−12}}<ref name="Cigar">{{книга|автор=David Curtis.|заглавие=Nature's uncommon elements: plutonium and technetium|ответственный=Fabryka-Martin, June; Paul, Dixon; Cramer, Jan|издание=63|издательство=Журнал «Geochimica et Cosmochimica Acta»|год=1999|страницы=275—285}}</ref>.

Благодаря [[Масс-спектрометрия|масс-спектрометрическим]] измерениям в [[докембрий]]ском [[бастнезит]]е<ref>{{статья|автор=Hoffman, D. C.; Lawrence, F. O.; Mewherter, J. L.; Rourke, F. M.|заглавие=Detection of Plutonium-244 in Nature|ссылка=http://www.nature.com/nature/journal/v234/n5325/abs/234132a0.html|язык=en|издание=Nature|тип=статья|год=1971|выпуск=234|doi=10.1038/234132a0|страницы=132—134|archivedate=2016-03-03|archiveurl=https://web.archive.org/web/20160303182851/http://www.nature.com/nature/journal/v234/n5325/abs/234132a0.html}}</ref> было установлено также наличие другого изотопа, плутония-244. Он имеет самый большой среди изотопов плутония период полураспада — примерно 80 млн лет, но, несмотря на это, его содержание меньше, чем плутония-239, поскольку он не образуется в природных реакциях в земной коре, а только распадается. Этот изотоп является примордиальным, то есть дожил до нашего времени со времён, предшествовавших образованию [[Солнечная система|Солнечной системы]] (4,567 млрд лет назад). За прошедшие 57 периодов полураспада осталась лишь очень небольшая часть от первоначального количества атомов <sup>244</sup>Pu, примерно 6,5{{e|−18}}. Однако повторение эксперимента в 2012 году не привело к положительному результату<ref name="PRC">{{cite journal|last=Lachner|first=J.|display-authors=etal|date=2012|title=Attempt to detect primordial <sup>244</sup>Pu on Earth|journal=Physical Review C|volume=85|issue=1 |pages=015801| doi=10.1103/PhysRevC.85.015801|bibcode=2012PhRvC..85a5801L}}</ref>. Тем не менее, в 2015 году плутоний-244 был обнаружен в метеоритах<ref name="WallnerFaestermann2015">{{cite journal|last1=Wallner|first1=A.|last2=Faestermann|first2=T.|last3=Feige|first3=J.|last4=Feldstein|first4=C.|last5=Knie|first5=K.|last6=Korschinek|first6=G.|last7=Kutschera|first7=W.|last8=Ofan|first8=A.|last9=Paul|first9=M.|last10=Quinto|first10=F.|last11=Rugel|first11=G.|last12=Steier|first12=P.|title=Abundance of live <sup>244</sup>Pu in deep-sea reservoirs on Earth points to rarity of actinide nucleosynthesis|journal=Nature Communications|volume=6|year=2015|pages=5956|issn=2041-1723|doi=10.1038/ncomms6956|pmid=25601158 |pmc=4309418 |arxiv=1509.08054|bibcode=2015NatCo...6.5956W}}</ref>.

Поскольку относительно долгоживущий изотоп плутоний-240 находится в [[Радиоактивные ряды#Ряд тория|цепочке распада]] примордиального плутония-244, то он также присутствует в природе, возникая после альфа-распада <sup>244</sup>Pu и двух последующих бета-распадов короткоживущих промежуточных ядер. Однако время жизни <sup>240</sup>Pu на 4 порядка меньше времени жизни материнского ядра, поэтому и его природное содержание тоже примерно в 10<sup>4</sup> раз меньше, чем плутония-244.

Очень небольшие количества плутония-238 должны содержаться в урановых рудах<ref>{{cite web|url=http://findarticles.com/p/articles/mi_m1200/is_n23_v140/ai_11701241/|title=Uranium displays rare type of radioactivity|author=Peterson, Ivars|date=1991-12-07|publisher=Science News|accessdate=2010-09-07|lang=en|archive-date=2012-01-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20120118160007/http://findarticles.com/p/articles/mi_m1200/is_n23_v140/ai_11701241/|deadlink=no}}</ref> как продукт весьма редкого [[Двойной бета-распад|двойного бета-распада]] урана-238, открытого в 1991 году<ref>{{статья |заглавие=Double-beta decay of <sup>238</sup>U |издание=[[Physical Review Letters|Phys. Rev. Lett.]] |том=67 |страницы=3211 |doi=10.1103/PhysRevLett.67.3211 |язык=en |автор=Anthony L. Turkevich, Thanasis E. Economou, and George A. Cowan |год=1991 |тип=journal}}</ref>.

Таким образом, в земной коре существует 4 природных изотопа плутония: <sup>238</sup>Pu, <sup>239</sup>Pu, <sup>240</sup>Pu и <sup>244</sup>Pu, из которых первые три — радиогенные, а четвёртый присутствует как нуклид межзвёздного происхождения и, возможно, как примордиальный нуклид. Однако экспериментально в природе наблюдались лишь <sup>239</sup>Pu и <sup>244</sup>Pu. Впервые природный плутоний был выделен в 1948 г. из урановой смоляной руды Г. Т. Сиборгом и М. Перлманом<ref>{{книга|автор=Волков В. А. и др.|заглавие=Выдающиеся химики мира|издание=Биографический справочник|место={{М}}|издательство=Высшая школа|год=1991|страницы=407|страниц=656|isbn=5-06-001568-8|тираж=100000|ответственный=Под ред. проф. Кузнецова В. И}}</ref>.

=== Техногенный плутоний ===
Минимальные количества плутония гипотетически могут находиться в человеческом организме, учитывая, что было проведено около 550 [[Ядерные испытания|ядерных испытаний]], так или иначе связанных с плутонием. Большинство подводных и воздушных ядерных испытаний было прекращено благодаря [[Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой|договору о запрещении ядерных испытаний]], который был подписан в 1963 году и ратифицирован [[СССР]], [[США]], [[Великобритания|Великобританией]] и другими государствами. Некоторые государства продолжили ядерные испытания.

Именно потому, что [[плутоний-239]] был синтезирован специально для ядерных испытаний, на сегодняшний день он является самым распространённым и часто используемым [[Ядерный синтез|синтезированным]] [[нуклид]]ом из всех [[Изотопы плутония|изотопов плутония]]<ref name="Emsley2001"/>.

== Изотопы ==
{{см. также|Изотопы плутония}}
Открытие [[изотоп]]ов плутония началось с 1940 года, когда был получен [[плутоний-238]]. В настоящее время он считается одним из важнейших нуклидов. Годом позднее был открыт самый важный нуклид — [[плутоний-239]]<ref name="мгу">{{cite web|url=http://www.chem.msu.su/rus/history/element/Pu.html|title=Плутоний, Plutonium, Pu (94)|author=Химический факультет МГУ|work=Открытие элементов и происхождение их названий|publisher=МГУ|lang=ru|accessdate=2010-11-09|deadlink=no|archive-date=2010-10-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20101008092400/http://www.chem.msu.su/rus/history/element/Pu.html}}</ref>, впоследствии нашедший своё применение в [[Ядерная промышленность|ядерной]] и [[Космическая промышленность|космической промышленности]]. Химический элемент является [[Актиноиды|актиноидом]], один из его изотопов, который упомянут выше, входит в основную тройку [[Деление ядра|делящихся]] изотопов<ref name="Stwertka1998">{{книга|автор=Albert Stwertka.|часть=Plutonium|заглавие=Guide to the Elements|ссылка=https://archive.org/details/guidetoelements00stwe|место=Oxford|издательство=Oxford University Press|год=1998|isbn=0-19-508083-1|язык=en}}</ref> ([[уран-233]] и [[уран-235]] являются остальными двумя)<ref>{{cite web|url=http://www.epa.gov/rpdweb00/glossary/termdef.html#f|title=Fissile Material|author=EPA contributors|date=2008|work=Radiation Glossary|publisher=United States Environmental Protection Agency|accessdate=2010-09-05|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bXyPdX?url=http://www.epa.gov/rpdweb00/glossary/termdef.html#f|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. Как и изотопы всех актиноидов, все изотопы плутония являются радиоактивными<ref name="Nubase2003">{{cite web|url=http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2003.pdf|title=The Nubase evaluation of nuclear and decay properties|author=G. Audi, O. Bersillon, J. Blachnot, A. H. Wapstra|date=2003|publisher=Nuclear Physics|format=pdf|description=Таблица с описанием ядерных свойств изотопов и периодами их полураспада|lang=en|accessdate=2010-11-09|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bYQw4e?url=http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2003.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>.

Наиболее важные ядерные свойства нуклидов плутония перечислены в таблице:
{| class="standard collapsible collapsed" style="text-align:center" align="center" width="60%"
! colspan="5" | '''Ядерные свойства изотопов плутония'''<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/><ref>{{cite web|url=http://yoyo.cc.monash.edu.au/cgi-bin/cgiwrap/simcam/nuclide?nuc=Pu|title=94-plutonium|date=2002|publisher=Korea Atomic Energy Research Institute|lang=en|accessdate=2010-12-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bYx6hv?url=http://yoyo.cc.monash.edu.au/cgi-bin/cgiwrap/simcam/nuclide?nuc=Pu|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref><ref>{{статья|заглавие=The Nubase evaluation of nuclear and decay properties|автор=G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra|год=2003|издание=Журнал Nuclear Physics|тип=статья|выпуск=128|ссылка=http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2003.pdf|страницы=3—128|lang=en|accessdate=2010-12-28|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110720233206/http://amdc.in2p3.fr/nubase/Nubase2003.pdf|archivedate=2011-07-20}}</ref><ref name="таблица МАГАТЭ"/>
|- bgcolor="lightblue"
|  Массовое число || [[Период полураспада]] || Тип распада || Основное излучение, [[Электронвольт|МэВ]]<br>(выход, в %) || Способ получения
|-
|228 || 1,1 с || α ≈ 100 %<br>β<sup>+</sup> < 0,1 || 7,950 ||
|-
|229 || > 2{{e|−5}} с || α || 7,590 ||
|-
|230 || 1,7 мин || α ≤ 100 % || 7,175 ||
|-
|231 || 8,6 мин || β<sup>+</sup> ≤ 99,8 %<br>α ≥ 0,2 % || 4,007<br><br> ||
|-
|232 || 34 мин || {{Comment|ЭЗ|Электронный захват}} ≥ 80 %<br> α ≤ 20 % || α 6,60 (62 %)<br> 6,54 (38 %) || {{nuclide2|Уран|233|ссылка=да}}(α,5n)
|-
|233 || 20,9 мин || ЭЗ 99,88 %<br> α 0,12 % || α 6,30<br> γ 0,235 || {{nuclide2|Уран|233|ссылка=}}(α,4n)
|-
|234 || 8,8 ч || ЭЗ 94 %<br> α 6 % || α 6,202 (68 %)<br> 6,151 (32 %) || {{nuclide2|Уран|235|ссылка=да}}(α,3n)
|-
|235 || 25,6 мин || ЭЗ > 99 %<br>α 3{{e|−3}} % || α 5,85<br> γ 0,049 || {{nuclide2|Уран|235|ссылка=}}(α,4n)<br>{{nuclide2|Уран|233|ссылка=}}(α,2n)
|-
|236 || 2,85 лет<br>3,5{{e|9}} лет || α<br>{{Comment|СД|Спонтанное деление}} || α 5,768 (69 %)<br> 5,721 (31 %) || {{nuclide2|Уран|235|ссылка=}}(α,3n)<br>Доч. {{nuclide2|Нептуний|236|ссылка=да}}
|-
|237 || 45,4 сут || ЭЗ > 99 %<br>α 3,3{{e|−3}} % || α 5,65 (21 %)<br> 5,36 (79 %) || {{nuclide2|Уран|235|ссылка=}}(α,2n)<br>{{nuclide2|Нептуний|237|ссылка=да}}(d,2n)
|-
|238 || 87,74 лет<br>4,8{{e|10}} лет || α<br>СД || α 5,499 (70,9 %)<br> 5,457 (29 %) || Доч. {{nuclide2|Кюрий|242|ссылка=да}}<br>Доч. {{nuclide2|Нептуний|238|ссылка=}}
|-
|239 || 2,41{{e|4}} лет<br>5,5{{e|15}} лет || α<br>СД || α 5,155 (73,3 %)<br> 5,143 (15,1 %)<br>γ 0,129 || Доч. {{nuclide2|Нептуний|239|ссылка=да}}<br>Захват<br>нейтронов
|-
|240 || 6,563{{e|3}} лет<br>1,34{{e|11}} лет || α<br>СД || α 5,168 (72,8 %)<br> 5,123 (27,1 %) || Многократный<br>захват нейтронов
|-
|241 || 14,4 года || ''β''<sup>−</sup> > 99 %<br>α 2,41{{e|−3}} % || α 4,896 (83,2 %)<br> 4,853 (21,1 %)<br>''β''<sup>−</sup> 0,021<br>γ 0,149 || Многократный<br>захват нейтронов
|-
|242 || 3,76{{e|5}} лет<br>6,8{{e|10}} лет || α<br>СД || α 4,901 (74 %)<br> 4,857 (26 %) || Многократный<br>захват нейтронов
|-
|243 || 4,956 ч || ''β''<sup>−</sup> || ''β''<sup>−</sup> 0,58<br>γ 0,084 || Многократный<br>захват нейтронов
|-
|244 || 8,26{{e|7}} лет<br>6,6{{e|10}} лет || α<br>СД || α 4,589 (81 %)<br> 4,546 (19 %) || Многократный<br>захват нейтронов
|-
|245 || 10,5 ч || ''β''<sup>−</sup> || ''β''<sup>−</sup> 1,28<br>γ 0,327 || {{nuclide2|Плутоний|244|ссылка=да}}(n,γ)
|-
|246 || 10,85 сут || ''β''<sup>−</sup> || ''β''<sup>−</sup> 0,384<br>γ 0,224 || {{nuclide2|Плутоний|245|ссылка=да}}(n,γ)
|}
[[Файл:Plutonium ring.jpg|right|150px|thumb|Кольцо чистого, электрорафинированного оружейного плутония (99,9 %).]]
Из изотопов плутония на данный момент известно о существовании его 19 нуклидов с массовыми числами 228—247<ref name="таблица МАГАТЭ">{{cite web|url=http://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html|title=Таблица нуклидов МАГАТЭ|lang=en|accessdate=2010-10-28|publisher=International Atomic Energy Agency|archiveurl=https://www.webcitation.org/5wHwQs1Yp?url=http://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html|archivedate=2011-02-06|deadlink=yes}}</ref>. Только 4 из них нашли своё применение<ref name="п. б. х. и.">{{книга|часть=Плутоний|заглавие=Серебро—Нильсборий и далее|ссылка=https://books.google.com/books?id=BJzFQwAACAAJ|ответственный=Ред.: Петрянов-Соколов И. В|издание=3-е изд|место={{М}}|издательство="Наука"|год=1983|том=2|серия=Популярная библиотека химических элементов|страниц=570|тираж=50000|url-status=dead}}</ref>. Свойства изотопов имеют некоторую характерную особенность, по которой можно судить об их дальнейшем изучении — чётные изотопы имеют бо́льшие периоды полураспада, чем нечётные (однако данное предположение относится только к менее важным его нуклидам).

[[Министерство энергетики США]] делит смеси плутония на три вида<ref name="волкер">{{книга|автор=David Albright, Frans Berkhout, William Walker, Stockholm International Peace Research Institute.|заглавие=World inventory of plutonium and highly enriched uranium|ссылка=https://books.google.com/books?id=F1QQrclkGdMC|издательство=Oxford University Press|год=1993|страниц=246|isbn=0198291531, 9780198291534|язык=en}}</ref>:
# [[оружейный плутоний]] (содержание <sup>240</sup>Pu в <sup>239</sup>Pu менее 7 %);
# [[топливный плутоний]] (от 7 до 18 % <sup>240</sup>Pu);
# [[реакторный плутоний]] (содержание <sup>240</sup>Pu более 18 %).
Термин «сверхчистый плутоний» используется для описания смеси изотопов плутония, в которых содержатся 2—3 процента <sup>240</sup>Pu<ref name="волкер"/>.

Всего два изотопа этого элемента (<sup>239</sup>Pu и <sup>241</sup>Pu) являются более способными к ядерному делению, нежели остальные; более того, это единственные изотопы, которые подвергаются ядерному делению при действии [[Тепловые нейтроны|тепловых нейтронов]]<ref name="волкер"/>. Среди продуктов взрыва термоядерных бомб обнаружены также <sup>247</sup>Рu и <sup>255</sup>Рu<ref name="фэ">{{из|ФЭ|http://www.femto.com.ua/articles/part_2/2895.html}}</ref>, периоды полураспада которых несоизмеримо малы.

=== Изотопы и синтез ===
[[Файл:Plutonium and uranium extraction from nuclear fuel-rus.svg|thumb|350px|right|Методы экстракции плутония и урана.]]
Известны около 20 [[Радиоактивные изотопы|изотопов]] плутония, все они радиоактивны. Самым долгоживущим из них является [[плутоний-244]], с [[Период полураспада|периодом полураспада]] 80,8 млн лет; [[плутоний-242]] имеет более короткий период полураспада — 372 300 лет; [[плутоний-239]] — 24 110 лет. Все остальные изотопы имеют период полураспада меньше 7 тыс. лет. Этот элемент имеет 8 [[Изомерия атомных ядер|метастабильных состояний]], периоды полураспада этих изомеров не превышают 1 с<ref name="NNDC" />.

[[Массовое число]] известных изотопов элемента варьируется от 228 до 247. Все они испытывают один или несколько типов радиоактивного распада:
* [[электронный захват]] (и, при достаточной энергии, позитронный бета-распад) с образованием изотопов нептуния;
* [[бета-минус-распад]] с образованием [[Изотопы америция|изотопов америция]];
* [[альфа-распад]] с образованием [[Изотопы урана|изотопов урана]];
* [[спонтанное деление]] с образованием широкого спектра дочерних изотопов элементов из средней части периодической таблицы, многие из которых β<sup>−</sup>-активны.

Основным каналом распада наиболее лёгких изотопов плутония (с 228 по 231) является альфа-распад, хотя канал электронного захвата для них также открыт. Основным каналом распада лёгких изотопов плутония (с 232 по 235 включительно) является электронный захват, с ним конкурирует альфа-распад. Основными каналами [[Радиоактивный распад|радиоактивного распада]] изотопов с массовыми числами между 236 и 244 (кроме 237<ref name="Pu237241">У плутония-237 основным каналом распада является электронный захват, однако обнаружен также менее вероятный канал альфа-распада. У плутония-241 основным каналом распада является бета-минус-распад, однако обнаружены также менее вероятные каналы альфа-распада и спонтанного деления.</ref>, 241<ref name="Pu237241"/> и 243) являются [[альфа-распад]] и (с меньшей вероятностью) [[спонтанное деление]]. Основным каналом распада изотопов плутония, массовые числа которых превосходят 244 (а также <sup>243</sup>Pu и <sup>241</sup>Pu), является [[Бета-распад|бета-минус-распад]] в изотопы [[Америций|америция]] (95 протонов). [[Плутоний-241]] является членом «вымершего» [[Радиоактивные ряды#Ряд нептуния|радиоактивного ряда нептуния]]<ref name="Heiserman1992"/><ref name="NNDC" />.

Бета-стабильными (то есть испытывающими лишь распады с изменением массового числа) являются изотопы с массовыми числами 236, 238, 239, 240, 242 и 244.

=== Синтез плутония ===
Плутоний в промышленных масштабах получается двумя путями<ref name="волкер"/>:
# облучением урана (см. реакцию ниже), содержащегося в ядерных реакторах;
# облучением в реакторах [[Трансурановые элементы|трансурановых элементов]], выделенных из отработанного топлива.

После облучения в обоих случаях выполняется отделение химическими способами плутония от урана, трансурановых элементов и продуктов деления.

==== Плутоний-238 ====
{{основная статья|Плутоний-238}}
Плутоний-238, использующийся в [[Радиоизотопные источники энергии|радиоизотопных генераторах энергии]], лабораторно может синтезироваться в обменной (d, 2n)-реакции на уране-238:
: <math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{2}_{1}D\ \longrightarrow \ ^{238}_{\ 93}Np\ +\ 2\ ^{1}_{0}n~;\quad ^{238}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2.117 \ d]{\beta^-} \ ^{238}_{\ 94}Pu}</math>
В данном процессе [[дейтрон]] попадает в ядро урана-238, в результате чего образуется [[нептуний-238]] и два нейтрона. Далее нептуний-238 испытывает бета-минус-распад в плутоний-238. Именно в этой реакции был впервые получен плутоний ([[1941 год|1941]], Сиборг). Однако она неэкономична. В промышленности плутоний-238 получают двумя путями:
* выделением из облучённого ядерного топлива (в смеси с другими изотопами плутония, разделение которых очень дорого), поэтому чистый плутоний-238 таким методом не нарабатывается;
* с помощью нейтронного облучения в реакторах [[Нептуний-237|нептуния-237]].

Цена одного килограмма плутония-238 составляет примерно 1 млн [[Доллар США|долларов США]]<ref name="ц. плутония">{{cite news|url=http://www.gzt.ru/topnews/science/-obama-otkryl-chastnikam-dorogu-v-kosmos-/329255.html|title=Обама открыл «частникам» дорогу в космос|last=Тимошенко|first=Алексей|date=2010-10-12|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-22|archiveurl=https://web.archive.org/web/20101015033615/http://www.gzt.ru/topnews/science/-obama-otkryl-chastnikam-dorogu-v-kosmos-/329255.html|archivedate=2010-10-15|deadlink=404}}</ref>.

==== Плутоний-239 ====
{{основная статья|Плутоний-239}}
Плутоний-239, делящийся изотоп, используемый в ядерном оружии и в ядерной энергетике, промышленно [[Синтез|синтезируется]]<ref name="Милюкова"/> в ядерных реакторах (в том числе в энергетических как побочный продукт) с помощью следующей реакции при участии ядер урана и нейтронов с помощью бета-минус-распада и с участием изотопов нептуния как промежуточного продукта распада<ref>{{книга|автор=J. W. Kennedy.|заглавие=Properties of Element 94|ответственный=Соавт.: Seaborg, G. T.; Segrè, E.; Wahl, A. C|издание=70-е изд|издательство=Physical Review|год=1946|страницы=555—556}}</ref>:
: <math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \xrightarrow{\gamma} \ ^{239}_{\ 92}U\ \xrightarrow[23.5 \ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2.3565 \ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}</math>
Нейтроны, излучаемые при делении [[Уран-235|урана-235]], [[Нейтронный захват|захватываются]] [[Уран-238|ураном-238]] с образованием [[уран-239|урана-239]]; затем через цепочку двух β<sup>−</sup>-распадов образуются [[нептуний-239]] и далее плутоний-239<ref name="Greenwood1997">{{книга|автор=N. N. Greenwood.|заглавие=Chemistry of the Elements|ответственный=Соавт.: Earnshaw, A|издание=2-е изд|место=Oxford|издательство=Butterworth-Heinemann|год=1997|isbn=0-7506-3365-4}}</ref>. Сотрудники засекреченной британской группы [[Tube Alloys]], которые занимались изучением плутония во время Второй мировой войны, предсказали существование данной реакции в 1940 г.

==== Тяжёлые изотопы плутония ====
[[Файл:Изотопы.svg|thumb|left|350px|Ядерные циклы, позволяющие получать более тяжёлые изотопы плутония.]]
Более тяжёлые изотопы нарабатываются в реакторах из <sup>239</sup>Pu по цепочке последовательных нейтронных захватов, каждый из которых увеличивает массовое число нуклида на единицу.

=== Свойства некоторых изотопов ===
Изотопы плутония претерпевают [[радиоактивный распад]], вследствие которого выделяется [[тепловая энергия]]<!-- Decay heat -->. Разные изотопы излучают разное количество тепла. [[Тепловыделение]] обычно записывается в пересчёте на Вт/кг или мВт/кг. В случаях, когда плутоний присутствует в больших количествах и нет теплоотвода, тепловая энергия может расплавить содержащий плутоний материал.

Все изотопы плутония способны к [[Деление ядра|ядерному делению]] (при воздействии [[нейтрон]]а)<ref>{{книга|автор=Roger Case и др.|заглавие=Environmental monitoring for nuclear safeguards|ссылка=https://books.google.ru/books?id=9Ytor17ffXkC|издательство=DIANE Publishing|год=1995|страниц=45|isbn=1428920137, 9781428920132}}</ref> и излучают [[Гамма-частица|γ-частицы]].

{| class="wikitable standard" align="center" style="text-align:center"
!colspan="6"|Выделение тепла изотопами плутония<ref name="cnfc">{{cite web|url=http://www.cnfc.or.jp/e/proposal/reports/index.html|title=Can Reactor Grade Plutonium Produce Nuclear Fission Weapons?|date=2001|publisher=Council for Nuclear Fuel Cycle Institute for Energy Economics, Japan|lang=en|accessdate=2010-09-05|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bZQoSA?url=http://www.cnfc.or.jp/e/proposal/reports/index.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>
|-bgcolor="lightblue"
|Изотоп || Тип распада || Период полураспада<br>(в годах) || Тепловыделение<br>(Вт/кг) || Спонтанное деление<br>нейтроны (1/([[Грамм|г]]·[[Секунда|с]])) || Комментарий
|-
|[[Плутоний-238|<sup>238</sup>Pu]] || альфа в [[Уран-234|<sup>234</sup>U]] || 87,74 || 560 || 2600 || Очень высокая температура распада. Даже в небольших количествах может привести к саморазогреву. Используется в [[Радиоизотопный термоэлектрический генератор|РИТЭГ]].
|-
|[[Плутоний-239|<sup>239</sup>Pu]] || альфа в [[Уран-235|<sup>235</sup>U]] || 24100 || 1,9 || 0,022 || Основной ядерный продукт.
|-
|[[Плутоний-240|<sup>240</sup>Pu]] || альфа в [[Уран-236|<sup>236</sup>U]], спонтанное деление || 6560 || 6,8 || 910 || Является основной примесью в плутонии-239. Высокий показатель спонтанного деления не позволяет использовать плутоний для изготовления ядерного оружия при содержании Pu-240 более 6-7%.
|-
|[[Плутоний-241|<sup>241</sup>Pu]] || бета в [[Америций-241|<sup>241</sup>Am]] || 14,4 || 4,2 || 0,049 || Распадается до америция-241; его накопление приводит к высокому тепловыделению (так называемое старение оружейного плутония).
|-
|[[Плутоний-242|<sup>242</sup>Pu]] || альфа в [[Уран-238|<sup>238</sup>U]] || 376000 || 0,1 || 1700 ||—
|}
{| class="wikitable standard collapsible collapsed" align="right" style="text-align:center"
!colspan="4"| Критические массы некоторых изотопов актиноидов
|-bgcolor="lightblue"
| Нуклид || Критическая масса, кг || Диаметр, см|| Источник
|-
| [[Уран-233]] || 15 || 11 ||<ref name="nti">{{cite web|url=http://www.nti.org/e_research/cnwm/overview/technical2.asp|title=Types of Nuclear Bombs, and the Difficulty of Making Them|author=John Holdren; Matthew Bunn|date=2002-11-25|publisher=Nuclear Threat Initiative|lang=en|accessdate=2010-11-23|archiveurl=https://www.webcitation.org/65Apockp6?url=http://www.nti.org/|archivedate=2012-02-03|deadlink=yes}}</ref>
|-
| [[Уран-235]] || 52 || 17 ||<ref name="nti"/>
|-
| [[Нептуний-236]]|| 7 || 8,7 ||<ref name="europa">{{cite web|url=http://ec.europa.eu/energy/nuclear/transport/doc/irsn_sect03_146.pdf|title=Final Report, Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport|publisher=Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-11-23|archiveurl=https://www.webcitation.org/618baD0Up?url=http://ec.europa.eu/energy/nuclear/transport/doc/irsn_sect03_146.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>
|-
| [[Нептуний-237]] || 60 || 18 ||<ref name="isis">{{cite web|url=http://www.isis-online.org/publications/fmct/book/New%20chapter%205.pdf|title=Troubles tomorrow? Separated Neptunium 237 and Americium|date=1999|work=Часть V|publisher=ISIS|lang=en|accessdate=2010-11-23|archiveurl=https://www.webcitation.org/618balVfw?url=http://www.isis-online.org/publications/fmct/book/New%20chapter%205.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>
|-
| [[Плутоний-238]] || 9,04—10,07 || 9,5—9,9 ||<ref name="sti">{{cite web|url=http://sti.srs.gov/fulltext/ms9900313/ms9900313.html|title=Updated Critical Mass Estimates for Plutonium-238|author=A. Blanchard; K. R. Yates; J. F. Zino; D. Biswas; D. E. Carlson; H. Hoang; D. Heemstra|publisher=U.S. Department of Energy: Office of Scientific & Technical Information|lang=en|accessdate=2010-11-23|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110927080628/http://sti.srs.gov/fulltext/ms9900313/ms9900313.html|archivedate=2011-09-27|deadlink=yes}}</ref>
|-
| [[Плутоний-239]] || 10 || 9,9 ||<ref name="nti"/><ref name="sti"/>
|-
| [[Плутоний-240]] || 40 || 15 ||<ref name="nti"/>
|-
| [[Плутоний-241]] || 12 || 10,5 ||<ref name="rmi">{{статья|автор=Amory B. Lovins|заглавие=Nuclear weapons and power-reactor plutonium|ссылка=http://www.nature.com/nature/journal/v283/n5750/abs/283817a0.html|язык=en|издание=Журнал Nature|тип=статья|год=1980|выпуск=283|номер=5750|страницы=817—823|doi=10.1038/283817a0|archivedate=2012-11-03|archiveurl=https://web.archive.org/web/20121103184056/http://www.nature.com/nature/journal/v283/n5750/abs/283817a0.html}}</ref>
|-
| [[Плутоний-242]] || 75—100 || 19—21 ||<ref name="rmi"/>
|}
'''Плутоний-236''' был найден в плутониевой фракции, полученной из природного урана, при измерении радиоизлучения которой наблюдался пробег α-частиц, равный 4,35 см (что соответствует 5,75 МэВ). Было установлено, что данная группа относилась к изотопу <sup>236</sup>Pu, образующемуся благодаря реакции <sup>235</sup>U(α,3n)<sup>236</sup>Pu. Позднее было обнаружено, что возможны такие реакции, как: <sup>237</sup>Np(a, p4n)<sup>236</sup>Pu; <sup>237</sup>Np(α,5n)<sup>236</sup>Am → ({{Comment|ЭЗ|Электронный захват}}) <sup>236</sup>Pu. В настоящее время его получают благодаря взаимодействию [[дейтрон]]а с ядром [[Уран-235|урана-235]]. Изотоп образуется благодаря α-излучателю {{nuclide2|Кюрий|240|ссылка=да}} (T<sub>½</sub> 27 сут) и β-излучателя {{nuclide2|Нептуний|236|ссылка=да}} (T<sub>½</sub> 22 ч). Плутоний-236 является [[Альфа-излучение|альфа-излучателем]], способным к [[Спонтанное деление|спонтанному делению]]. Скорость самопроизвольного деления составляет 5,8{{e|7}} делений на 1 г/ч, что соответствует периоду полураспада для этого процесса — 3,5{{e|9}} лет<ref name="бекман"/>.

'''Плутоний-238''' имеет интенсивность самопроизвольного деления 1,1{{e|6}} делений/(с·кг), что в 2,6 раза больше <sup>240</sup>Pu, и очень высокую [[Тепловая мощность|тепловую мощность]]: 567 Вт/кг. Изотоп обладает очень сильным альфа-излучением (при воздействии на него нейтронов<ref name="Heiserman1992"/>), которое в 283 раза сильнее <sup>239</sup>Pu, что делает его более серьёзным источником нейтронов при реакции [[Альфа-частица|α]] → [[Нейтрон|n]]. Содержание плутония-238 редко когда превышает 1 % от общего состава плутония, однако излучение нейтронов и нагрев делают его очень неудобным для обращения<ref name="nuclear-weapons">{{cite web|url=http://nuclear-weapons.nm.ru/theory/plutonium.htm|title=Плутоний|date=2002|publisher=nuclear-weapons.nm.ru|lang=ru|accessdate=2010-11-13|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090315065803/http://nuclear-weapons.nm.ru/theory/plutonium.htm|archivedate=2009-03-15}}</ref>. Его удельная радиоактивность составляет 17,1 [[Кюри (единица измерения)|Ки]]/г<ref>{{cite web|url=http://lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/97summer/Pu_238.html|title=NMT Division Recycles, Purifies Plutonium-238 Oxide Fuel for Future Space Missions|date=1996-06-26|publisher=Los Alamos National Laboratory (LANL)|lang=en|accessdate=2010-12-22|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bdPvXg?url=http://lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/97summer/Pu_238.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>.

'''Плутоний-239''' имеет большие сечения рассеивания и поглощения, чем [[Уран (элемент)|уран]], и большее число нейтронов в расчёте на одно деление, и меньшую [[Критическая масса|критическую массу]]<ref name="nuclear-weapons"/>, которая составляет 10 кг в альфа-фазе<ref name="cnfc"/>. При ядерном распаде плутония-239 посредством воздействия на него нейтронами этот нуклид распадается на два осколка (примерно равные между собой более лёгкие атомы), выделяя примерно 200 МэВ энергии. Это приблизительно в 50 млн раз больше выделяемой при горении энергии (C+O<sub>2</sub> → CO<sub>2</sub>↑). «Сгорая» в ядерном реакторе, изотоп выделяет 2{{e|7}} [[Калория|ккал]]<ref name="п. б. х. и."/>. Чистый <sup>239</sup>Pu имеет среднюю величину испускания нейтронов от [[Спонтанное деление|спонтанного деления]] примерно 30 нейтронов/с·кг (примерно 10 делений в секунду на килограмм). Тепловая мощность составляет 1,92 Вт/кг (для сравнения: теплота обмена веществ у взрослого человека составляет меньшую тепловую мощность), что делает его тёплым на ощупь. Удельная активность равна 61,5 мКи/г<ref name="nuclear-weapons"/>.

'''Плутоний-240''' является основным изотопом, загрязняющим оружейный <sup>239</sup>Pu. Уровень его содержания главным образом важен из-за интенсивности спонтанного деления, которая составляет 415 000 делений/с·кг, но испускается примерно 1{{e|6}} нейтронов/(с·кг), так как каждое деление рождает приблизительно 2,2 нейтрона, что примерно в 30 000 раз больше, чем у <sup>239</sup>Pu. Плутоний-240 хорошо делится, чуть лучше, чем [[Уран-235|<sup>235</sup>U]]. Тепловой выход больше, чем у плутония-239 и составляет 7,1 Вт/кг, что обостряет проблему перегрева. Удельная активность равна 227 мКи/г<ref name="nuclear-weapons"/>.

'''Плутоний-241''' имеет низкий нейтронный фон и умеренную тепловую мощность и потому непосредственно не влияет на удобство применения плутония (Тепловая мощность равна 3,4 Вт/кг). Однако он с периодом полураспада 14 лет превращается в америций-241, который плохо делится и обладает большой тепловой мощностью, ухудшая качество оружейного плутония. Таким образом, плутоний-241 влияет на старение оружейного плутония. Удельная активность — 106 Ки/г<ref name="nuclear-weapons"/>.

Интенсивность испускания нейтронов '''плутония-242''' составляет 840 000 делений/(с·кг) (вдвое выше <sup>240</sup>Pu), плохо подвержен ядерному делению. При заметной концентрации серьёзно увеличивает требуемую критическую массу и нейтронный фон. Имея большую продолжительность жизни и маленькое сечение захвата, нуклид накапливается в переработанном реакторном топливе. Удельная активность составляет 4 мКи/г<ref name="nuclear-weapons"/>.

== Сплавы ==
Сплавы плутония, или интерметаллические соединения, обычно получают прямым взаимодействием элементов в нужных отношениях<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>. В большинстве случаев для получения гомогенного вещества применяют [[Дуговая плавка|дуговую плавку]]; иногда нестабильные сплавы можно получить распылительным осаждением<ref>{{статья|автор=Allen, R. P., Dahlgren, S. D., and Way, R.|заглавие=ref. 321|язык=en|год=1976|страницы=61}}</ref><ref>{{статья|автор=Bush, R. A.|заглавие=ref. 320|язык=en|год=1970|страницы=1037, 1045}}</ref> или охлаждением [[расплав]]ов<ref>{{статья|автор=Elliot, R. O., Geissen, B. C.|заглавие=ref. 321|язык=en|год=1976|страницы=47}}</ref>.
{| class="collapsible collapsed standard" align="right" style="text-align:center"
!colspan="6"|{{Comment|δ-Стабилизаторы|Элементы, делающие структуру дельта-плутония устойчивой вплоть до комнатной температуры}}<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>
|-bgcolor="lightblue"
| Группа || Растворённый<br>металл || Разница в размерах,<br>% || Минимальное количество растворённого металла,<br>необходимое для стабилизации δ-фазы, %
|-
|IIIA || [[Скандий|Sc]]<br>[[Лютеций|Lu]]<br>[[Тулий|Tm]]<br>[[Эрбий|Er]]<br>[[Диспрозий|Dy]]<br>[[Церий|Ce]] || −0,2<br>+5,5<br>+6,2<br>+6,9<br>+7,8<br>+4,3 || 2,75±0,25<br>4,1±0,3<br><5<br>4,1±0,3<br>4,1±0,3<br>5<ref group="~">Предполагается, что у церия валентность равна 3,6</ref>
|-
|IIIB || [[Галлий|Ga]]<br><br>[[Алюминий|Al]]<br>[[Индий|In]]<br>[[Талий|Tl]] || −14,2<br><br>−12,9<br>+1,2<br>+4,4 || 2<ref group="~">δ-фаза стабилизируется при комнатной температуре растворением 2 ат.% Ga</ref><br>1<ref group="~">δ-фаза остаётся при комнатной температуре в метастабильном состоянии, если растворить 1 ат.% Ga и быстро охладить</ref><br>1±0,2<br>3,6±0,5<br>4,4±0,6
|-
|IVA || [[Гафний|Hf]]<br>[[Цирконий|Zr]] || −3,9<br>−2,6 || 4,6±0,5<br>7,0±0,5
|}
Легированные [[Алюминий|алюминием]], [[Галлий|галлием]] или [[железо]]м, сплавы плутония имеют промышленное значение<ref name="дриц"/>.

Плутоний может образовывать [[сплав]]ы и промежуточные соединения с большинством [[металл]]ов. Исключениями являются [[литий]], [[натрий]], [[калий]] и [[рубидий]] из [[Щелочные металлы|щелочных металлов]]; [[магний]], [[кальций]], [[стронций]] и [[барий]] из [[Щёлочноземельные металлы|щёлочноземельных металлов]]; [[европий]] и [[иттербий]] из [[Редкоземельные элементы|РЗЭ]]<ref name="Miner1968" />. Частичными исключениями являются [[тугоплавкие металлы]]: [[хром]], [[молибден]], [[ниобий]], [[Тантал (элемент)|тантал]] и [[вольфрам]], которые растворимы в жидком плутонии, но почти нерастворимые или малорастворимые в твёрдом плутонии<ref name="Miner1968" />. [[Галлий]], [[алюминий]], [[америций]], [[скандий]] и [[церий]] могут стабилизировать δ-плутоний при комнатной температуре. [[Кремний]], [[индий]], [[цинк]] и [[цирконий]] способны к формированию метастабильного δ-плутония (δ'-фаза) при быстром охлаждении. Большие количества [[Гафний|гафния]], [[Гольмий|гольмия]] и [[Таллий|таллия]] иногда позволяют сохранить некоторое количество δ-плутония при комнатной температуре. [[Нептуний]] является единственным элементом, который может стабилизировать α-плутоний при высоких температурах. [[Титан (элемент)|Титан]], [[гафний]] и [[цирконий]] стабилизируют структуру β-плутония при комнатной температуре при резком охлаждении<ref name="HeckerPlutonium"/>.

Сплавы плутония могут быть получены при добавлении металла в расплавленный плутоний. Если легирующий металл является достаточно сильным восстановителем, то в этом случае плутоний используется в виде [[Оксиды|оксидов]] или [[Галогены|галогенидов]]. Сплавы δ-плутоний-галлий и плутоний-алюминий получают путём добавления [[Трифторид плутония|фторида плутония(III)]] в расплавленный галлий или алюминий, который имеет особенность, заключающуюся в том, что алюминий не реагирует с высокоактивным плутонием<ref>{{книга|автор=Moody, Kenton James; Hutcheon, Ian D.; Grant, Patrick M.|заглавие=Nuclear forensic analysis|ссылка=https://books.google.com/?id=W3FnEOg8tS4C&pg=PA169&dq="plutonium+alloys"&cd=22#v=onepage&q=%22plutonium%20alloys%22|издательство=CRC Press|год=2005|страницы=169|isbn=0849315131}}</ref>.

=== Виды сплавов ===
{{external media
| align    = right
| width    = 190px
| image1   = [http://nuclearweaponarchive.org/Library/Plutonium/Puingot.jpg Сплав плутоний-галлий]
}}
* '''{{нп5|Сплав плутония с галлием|Плутоний-галлий|en|Plutonium–gallium alloy}}''' — сплав, использующийся для стабилизации δ-фазы плутония, который позволяет избежать переход α—δ фаза<ref name="Kolman">{{статья|автор=Kolman, D. G. and Colletti, L. P.|заглавие=ECS transactions|ссылка=https://books.google.com/?id=0o4DnYptWdgC&pg=PA71|издание=16-е изд|издательство=Electrochemical Society|год=2009|выпуск=52|страницы=71|issn=1938-5862|lang=en}}</ref>;
* '''Плутоний-алюминий''' — альтернативный сплав, по своим свойствам аналогичен сплаву Pu-Ga. Данный сплав может быть использован в качестве компонента [[Ядерное топливо|ядерного топлива]]<ref>{{книга|автор=Hurst, D. G. and Ward, A. G.|заглавие=Canadian Research Reactors|ссылка=http://www.csirc.net/docs/reports/ref_066.pdf|издательство=Los Alamos National Laboratory}}{{Недоступная ссылка|date=Май 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>;
* '''Плутоний-галлий-кобальт''' (PuGaCo<sub>5</sub>) — [[сверхпроводник]]овый [[сплав]] при температуре, составляющей 18,5 [[Кельвин (единица измерения)|К]]. Необычно высокая температура перехода может свидетельствовать о том, что вещества на основе плутония представляют собой новый класс сверхпроводников<ref name="physicsworld.com"/><ref>{{статья|автор=Curro, N. J.|заглавие=Unconventional superconductivity in PuCoGa<sub>5</sub>|ссылка=http://www.lanl.gov/orgs/mpa/files/mrhighlights/LALP-06-072.pdf|издательство=Los Alamos National Laboratory|год=2006|издание=|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110722062226/http://www.lanl.gov/orgs/mpa/files/mrhighlights/LALP-06-072.pdf|archivedate=2011-07-22}}</ref><ref name="интер">{{cite web|url=http://www.allmetals.ru/metals/plutonium/index.php?p=interest|title=Плутоний|publisher=allmetals.ru|lang=ru|accessdate=2010-11-26|deadlink=no|archive-date=2014-08-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20140813182002/http://allmetals.ru/metals/plutonium/index.php?p=interest}}</ref>;
* '''Плутоний-цирконий''' — сплав, который иногда может быть использован в качестве [[Ядерное топливо|ядерного топлива]]<ref>{{книга|автор=McCuaig, Franklin D.|заглавие=Pu-Zr alloy for high-temperature foil-type fuel|ссылка=http://www.google.com/patents?vid=4059439|год=1977|archive-date=2012-02-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20120213221949/http://www.google.com/patents?vid=4059439}}</ref>;
* '''Плутоний-церий''' и '''плутоний-церий-кобальт''' — сплавы, используемые в качестве ядерного топлива<ref>{{книга|автор=Jha, D.K.|заглавие=Nuclear Energy|ссылка=https://books.google.com/?id=L79odes2ihEC&pg=PA73|издательство=Discovery Publishing House|год=2004|страницы=73|isbn=8171418848}}</ref>;
* '''Плутоний-уран''' — сплав, содержание плутония в котором примерно равно 15—30 [[Моль (единица измерения)|молей]] в процентном содержании. Используется в ядерных реакторах, работающих на [[Быстрые нейтроны|быстрых нейтронах]]. Сплав имеет [[Пирофорность|пирофорный]] характер, высокую восприимчивость к [[Коррозия|коррозии]] при достижении точки самовоспламенения, или способен к разложению при воздействии на него кислородом. Данный сплав требует [[Легирование (металлургия)|легирования]] с другими металлами. Добавление алюминия, углерода или меди не сможет существенно улучшить свойства сплава; добавление [[Цирконий|циркония]] или сплавов железа повысят коррозионную стойкость данного сплава, однако после нескольких месяцев воздействия воздуха на легированный сплав данные качества теряются. Добавление [[Титан (элемент)|титана]] и/или циркония позволит существенно повысить [[Температура плавления|температуру плавления]] сплава<ref name="Pu1965">{{книга|ответственный=Авт. колл|заглавие=Plutonium|ссылка=https://books.google.com/?id=8r8NAAAAQAAJ&pg=PA456|издательство=Taylor & Francis|год=1967|страниц=1114}}</ref>;
* '''Плутоний-уран-титан''' и '''плутоний-уран-цирконий''' — сплав, исследование которого предполагало его использование в качестве ядерного топлива. Добавление третьего элемента (титан и/или цирконий) в эти сплавы позволит улучшить устойчивость к коррозии, снизить возможность воспламенения, повысить пластичность, технологичность, прочность и [[тепловое расширение]]. Сплав '''плутоний-уран-молибден''' имеет наилучшую устойчивость к коррозии, так как образует на своей поверхности оксидную плёнку<ref name="Pu1965"/>;
* Сплав '''торий-уран-плутоний''' был исследован в качестве топлива для ядерных реакторов, работающих на быстрых нейтронах<ref name="Pu1965"/>.

== Меры предосторожности ==

=== Токсичность ===
Плутоний, в зависимости от изотопного состава, обладает высокой и особо высокой радиотоксичностью<ref>{{публикация|книга|заглавие='''Вредные химические вещества.''' Радиоактивные вещества: Справ. изд.|ответственный=В.А. Баженов, Л. А. Булдаков, И. Я. Василенко и др.; Под. ред. В. А. Филова и др.|место=Л.|издательство=Химия|год=1990|isbn=5-7245-0216-X|страницы=35, 206}}</ref>. Данные свойства проявляются как следствие α-излучения, так как зачастую приходится работать с α-активными изотопами (например, [[Плутоний-239|<sup>239</sup>Pu]]). [[Альфа-частицы]] представляют серьёзную опасность в том случае, если их источник находится в теле заражённого. При этом они повреждают окружающие элементы ткани организма. Хотя плутоний способен излучать [[Гамма-излучение|γ-лучи]] и нейтроны, которые могут проникать в тело снаружи, их уровень слишком мал для того, чтобы причинить вред здоровью. Разные изотопы плутония обладают разной токсичностью, например, типичный реакторный плутоний в 8—10 раз токсичнее чистого <sup>239</sup>Pu, так как в нём преобладают нуклиды <sup>240</sup>Pu, который является мощным источником альфа-излучения<ref name="бекман">{{книга|автор=Бекман И. Н.|заглавие=Плутоний|ссылка=http://profbeckman.narod.ru/PlutonSS.htm|издание=Учебное пособие|место={{М}}|издательство=МГУ им. М. В. Ломоносова|год=2009|archive-date=2022-03-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20220308133048/http://profbeckman.narod.ru/PlutonSS.htm}}</ref>.

Плутоний самый [[Радиотоксичность|радиотоксичный]] элемент из всех [[Актиноиды|актиноидов]]<ref name="РФЯЦ-ВНИИЭФ"/>, однако считается отнюдь не самым опасным элементом. Если принять радиологическую токсичность [[Уран-238|<sup>238</sup>U]] за единицу, этот же показатель для плутония и некоторых других элементов образует ряд:
: [[Уран-235|<sup>235</sup>U]] (1,6) — [[Плутоний-239|<sup>239</sup>Pu]] (5,0{{e|4}}) — [[Америций-241|<sup>241</sup>Am]] (3,2{{e|6}}) — [[Стронций-90|<sup>90</sup>Sr]] (4,8{{e|6}}) — [[Радий-226|<sup>226</sup>Ra]] (3,0{{e|7}}),
из которого следует вывод, что радий почти в тысячу раз опаснее изотопа плутония <sup>239</sup>Pu<ref name="бекман"/><ref name="Miner1968"/>.

При ингаляции плутоний обладает канцерогенными свойствами и способен вызвать [[рак лёгкого]]. Однако следует помнить, что при попадании с пищей [[Углерод-14|<sup>14</sup>C]] и [[Калий-40|<sup>40</sup>K]] гораздо более канцерогенны. Тем не менее, сам по себе плутоний '''крайне токсичен''', так как имеет свойство концентрироваться в кроветворных участках костей и может вызвать заболевания через много лет после его попадания<ref name="бекман"/>.

Альфа-частицы обладают относительно малой проникающей способностью: для <sup>239</sup>Pu пробег α-частиц в воздухе составляет 3,7 см, а в мягкой биологической ткани — 43 мкм. В совокупности с высокой полной ионизацией (1,47{{e|7}} пар ионов на одну α-частицу) небольшая величина пробега обуславливает значительную величину плотности ионизации; а чем выше её плотность, тем выше воздействие на организм. В связи с тем, что α-излучение приводит к необратимым изменениям в скелете, печени, селезёнке и почках, все изотопы элемента относят к группе элементов с особо высокой радиотоксичностью (группа A токсичности). Эти изменения трудно диагностировать; они не проявляются настолько быстро, что можно констатировать о нахождении элемента в организме<ref name="бекман"/>. Несмотря на малую проникающую способность, плутоний-239 в условиях эксперимента оказался способен вызывать хромосомные мутации и микроядра в клетках растений при контакте с живой тканью<ref name="allium">{{cite web|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383571812002914|title=Comparison of cytotoxic and genotoxic effects of plutonium-239 alpha particles and mobile phone GSM 900 radiation in the Allium cepa test|author=Dmitry S. Pesnya, Anton V. Romanovsky|date=2012-10-08|publisher=Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis|lang=en|format=pdf|accessdate=2012-10-08|archive-date=2012-11-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20121103220605/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383571812002914|deadlink=no}}</ref>. Плутоний-238 в эксперименте по воздействию на клетки китайского хомяка оказался способен повышать частоту хромосомных аберраций и сестринских хроматидных обменов при дозе в 0,5 рад (0,005 грей)<ref name="cham">{{cite web|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383571812002914|title=Cytogenetic effects of extremely low doses of plutonium-238 alpha-particle irradiation in CHO K-1 cells|author=H. Nagasawa, J.B. Littlea, W.C. Inkretb, S Carpenterc, K. Thompsonc, M.R. Rajuc, D.J. Chenc, G.F. Strnistec|date=1990-07-03|publisher=Mutation Research Letters|lang=en|access-date=2012-10-28|archive-date=2012-11-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20121103220605/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1383571812002914|deadlink=no}}</ref>

Плутоний склонен к образованию [[Аэрозоль|аэрозолей]]<ref name="КХЭ"/>. Хотя плутоний и является металлом, он очень летуч<ref name="бекман"/>. Например, достаточно пронести его образец по комнате, чтобы допустимое содержание элемента в воздухе было превышено. <!-- end of copyvio --> Поэтому в процессе дыхания он склонен проникать в лёгкие и бронхи. Значимы два типа воздействия: острое и хроническое отравление. Если уровень облучения достаточно высок, ткани могут страдать острым [[отравление]]м, и [[Токсичность|токсическое]] воздействие проявляется очень быстро. Если уровень облучения мал, то образуется накопляющийся [[канцероген]]ный эффект<ref name="бекман"/>.

Попавшее количество элемента определяется коэффициентом всасывания, составляющим K = 1{{e|−3}}. Для биологически связанного элемента коэффициент выше: K = 1{{e|−2}}, причём коэффициент всасывания возрастает в 10—100 раз для детей по сравнению к взрослым. Плутоний может попадать в организм через раны и ссадины, путём вдыхания или заглатывания. Однако наиболее опасным путём попадания в организм является поглощение из лёгких<ref name="бекман"/>.

Попавший в лёгкие плутоний частично оседает на поверхности лёгких, частично переходит в [[кровь]], а затем в лимфоузлы и костный мозг. Примерно 60 % попадает в костную ткань, 30 % в печень и 10 % выводится естественным путём. Количество попавшего в организм плутония зависит от величины аэрозольных частиц и растворимости в крови<ref name="бекман"/>.

Плутоний очень плохо всасывается через [[желудочно-кишечный тракт]]. Плутоний в четырёхвалентном состоянии в течение нескольких суток на 70—80 % отлагается в печени человека и на 10—15 % в костных тканях. Попавший в организм элемент ''менее ядовит'', чем такие известные яды, как [[цианид]] или [[стрихнин]]. Поглощение всего 0,5 г плутония привело бы к смерти за несколько дней или недель за счёт острого облучения пищеварительной системы (для цианида это значение составляет 0,1 г). Вдыхание 0,1 г плутония в виде частиц оптимального размера для удержания в лёгких приведёт к смерти из-за [[Отёк лёгких|отёка лёгких]] за 1—10 дней. Вдыхание 0,2 г приведёт к смерти от [[фиброз]]а за один месяц. Для намного меньших величин, попавших в организм, возникает высокий риск появления хронического канцерогенного эффекта<ref name="бекман"/>.

Самой вероятной формой попадания плутония в организм является его практически не растворимый в воде диоксид. Он применяется на [[АЭС]] в качестве источника [[Электроэнергия|электроэнергии]]<ref name="бекман"/>. Следовательно, плутоний, из-за нерастворимости его оксида, имеет большие показатели полувыведения из организма<ref name="РФЯЦ-ВНИИЭФ"/>.

В природе плутоний чаще всего находится в четырёхвалентном состоянии, которое по своим [[Химические свойства|химическим свойствам]] напоминает трёхвалентное [[железо]] (Fe{{sup|3+}}. Если он проникает в систему [[Кровообращение|кровообращения]], то с большой вероятностью начнёт концентрироваться в тканях, содержащих железо: [[костный мозг]], [[печень]], [[селезёнка]]. Организм путает плутоний с железом, следовательно, [[белок]] [[трансферин]]а забирает плутоний вместо железа, в результате чего останавливается перенос [[кислород]]а в организме. [[Микрофаг]]и разносят плутоний по [[Лимфоузлы|лимфоузлам]]. Если 0,14 г разместятся в костях взрослого человека, то риск ухудшения иммунитета будет очень велик, и через несколько лет может развиться рак<ref name="бекман"/>. Проведённые исследования элемента на токсичность показали, что для человека весом 70 кг смертельная доза составляет 0,22 г<ref name="РФЯЦ-ВНИИЭФ"/>.

Попавший в организм плутоний выводится из него очень долго — на протяжении 50 лет из организма выведется около 80 %. Период биологического полувыведения из костной ткани составляет 80—100 лет<ref name="бекман"/>. Получается, что его концентрация в костях живого человека практически постоянна<ref name="БСЭ.Яндекс"/>. Период полувыведения из печени составляет 40 лет. Максимально безопасным значением количества плутония в организме для <sup>239</sup>Pu составляет 0,047 мкКи, что эквивалентно 0,0075 г. Молоко выводит плутоний в 2—10 раз активнее воды<ref name="бекман"/>.

=== Критическая масса ===
{{Дополнить раздел|дата=2010-09-04}}
Критическая масса — минимальная масса делящегося вещества, при которой в нём может происходить самоподдерживающаяся ядерная реакция деления. Если масса вещества ниже критической, то слишком много нейтронов, необходимых для реакции деления, теряется, и цепная реакция не идёт. При массе больше критической цепная реакция может лавинообразно ускоряться, что приводит к ядерному взрыву.

Критическая масса зависит от размеров и формы делящегося образца, так как они определяют утечку нейтронов из образца через его поверхность. Минимальную критическую массу имеет образец сферической формы, так как площадь его поверхности наименьшая. Критическая масса чистого металлического плутония-239 сферической формы 11 кг (диаметр такого шара 10 см), чистого урана-235 — 47 кг (диаметр шара 17 см)<ref name="br-crit">[https://books.google.ru/books?id=7X-dAAAAQBAJ&pg=PA6 Weapons of Mass Destruction] {{Wayback|url=https://books.google.ru/books?id=7X-dAAAAQBAJ&pg=PA6|date=20150210072243}} // Britannica Educational Publishing, 2011, ISBN 1-61530-751-6, page 6</ref>. Отражатели и замедлители нейтронов, окружающие делящееся вещество, могут существенно снизить критическую массу<ref name="br-crit"/>. Критическая масса также зависит от химического состава образца и его плотности.

=== Самовоспламенение ===
В [[Дисперсность|мелкодисперсном]] состоянии плутоний, как и все актиноиды, проявляет [[Пирофорность|пирофорные свойства]]<ref name="Эрншо"/>. Во влажной среде на поверхности плутония образуются гидриды переменного состава; реагируя с кислородом, плутоний воспламеняется даже при комнатной температуре. В результате окисления плутоний расширяется на 70 % и может повредить содержащий его контейнер<ref name = "NucSafety">{{cite web|url=http://www.hss.energy.gov/nuclearsafety/ns/techstds/standard/hdbk1081/hbk1081d.html#ZZ281|title=Plutonium|author=DOE contributors|work=Nuclear Safety and the Environment|publisher=Department of Energy, Office of Health Safety and Security|accessdate=2010-10-09|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090122022256/http://www.hss.energy.gov/nuclearsafety/ns/techstds/standard/hdbk1081/hbk1081d.html#ZZ281|archivedate=2009-01-22}}</ref>. Радиоактивность плутония является препятствием для тушения. Песок из [[Оксид магния|оксида магния]] наиболее эффективный материал для тушения: он охлаждает плутоний, а также блокирует доступ [[кислород]]а. Плутоний следует хранить либо в атмосфере [[Инертные газы|инертного газа]]<ref name="NucSafety"/>, либо при наличии циркулирующего [[воздух]]а (учитывая, что 100 г [[Плутоний-239|плутония-239]] выделяют 0,2 [[Ватт|Вт]] тепла)<ref name="Эрншо">{{книга|автор=Гринвуд Н. Н., Эрншо А.|заглавие=Химия элементов|оригинал=Chemistry of the elements|ссылка=https://books.google.com/books?id=OezvAAAAMAAJ&q=Earnshaw+chemistry&dq=Earnshaw+chemistry&hl=ru&ei=OxyWTLyHMYeMswb9pLVk&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCcQ6AEwAA|ответственный=Пер. с англ. ред. кол|издание=Учебное пособие|место={{М}}|издательство=Бином. Лаборатория знаний|год=2008|том=2|серия=Лучший зарубежный учебник. В 2-х томах|страниц=607|isbn=978-5-94774-373-9|тираж=2000}}</ref>. Элемент имеет исключительно высокую [[пирофорность]] при нагреве до 470—520 °C<ref name="дриц"/>.

== Методы отделения ==
[[Файл:Purex process.svg|thumb|250px|right|Пьюрекс-процесс применяется для извлечения оксидов плутония, урана и нептуния высокой чистоты.]]
{{дополнить раздел|дата=2010-11-06}}
Обобщённое представление о способах отделения плутония от примесей, предшествующих элементов и их продуктов деления состоит из трёх стадий. В первой стадии отработавшие [[Тепловыделяющий элемент|тепловыделяющие сборки]] демонтируются, и оболочка, содержащая отработавший плутоний и уран, удаляется физическими и химическими способами. На втором этапе извлечённое ядерное топливо растворяют в азотной кислоте. На третьем и самом комплексном этапе отделения плутония от других актинидов и продуктов деления применяют технологию, известную как «solvent process» ({{tr-en|экстракция растворителем}}). [[Трибутилфосфат]] обычно используется в качестве [[экстрагент]]а в [[керосин]]оподобном растворителе в [[пьюрекс-процесс]]е. Как правило, очищение плутония и урана происходит в несколько этапов для достижения необходимой чистоты элементов<ref name="волкер"/>. Первоначально вышеупомянутый процесс был создан для переработки ядерного топлива реакторов, созданных для военных целей. Позднее эту технологию удалось применять и на энергетических реакторах<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>.
<!-- === Соединения плутония ===
{{Дополнить раздел|дата=2010-11-06}}

==== Осаждение сульфатов плутония ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Осаждение фторидов плутония(IV) ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Осаждение селенита плутония(IV) ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Осаждение плутония(III) ферроцианидом калия ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Осаждение фосфата плутония(IV) ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Осаждение фитината плутония(IV) ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Осаждение оксалатов плутония ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Осаждение купфероната плутония(IV) ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Прочие методы ====

=== Соли кислот ===

==== Лантансульфатный метод ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Соосаждение с двойным селенатом лантана и калия ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Висмутфосфатный метод ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Соосаждение с арсенатом висмута ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Соосаждение с фосфатом циркония ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Лантанфторидный метод ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Соосаждение на гидроокисях ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Натрийуранилацетатный метод ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Соосаждение с фениларсонатом циркония ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Соосаждение с оксалатом лантана ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Соосаждение с иодатом свинца и тория ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Соосаждение с карбонатами щелочных металлов ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-20}}

==== Соосаждение с фитинатом циркония ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Соосаждение с миндалятом циркония ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Соосаждение плутония с родизонатом калия ====
{{Пустой раздел|дата=2010-09-04}}

==== Соосаждение плутония с органическими соосадителями ====
{{Дополнить раздел|дата=2010-09-20}} -->

== Применение ==
Металлический плутоний используется в ядерном оружии и служит в качестве ядерного топлива. Оксиды плутония используются в качестве энергетического источника для космической техники и находят своё применение в [[Тепловыделяющий элемент|ТВЭЛах]]<ref name="Kolman"/>. Плутоний используется в элементах питания космических аппаратов<ref>{{cite web|url=http://lenta.ru/news/2005/06/27/plutonium/|title=Впервые после холодной войны США возобновляют производство плутония|author=Лента.Ру|date=2005-06-27|publisher=Лента.Ру|lang=ru|accessdate=2010-10-12|deadlink=no|archive-date=2012-11-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20121102081252/http://lenta.ru/news/2005/06/27/plutonium/}}</ref>. Ядра [[Плутоний-239|плутония-239]] способны к [[Цепная ядерная реакция|цепной ядерной реакции]] при воздействии на них [[нейтрон]]ов, поэтому этот изотоп можно использовать как источник [[Ядерная энергия|атомной энергии]] (энергия, освобождающаяся при расщеплении 1 г <sup>239</sup>Pu, эквивалентна теплоте, выделяющейся при сгорании 4000 кг [[Уголь|угля]])<ref name="БСЭ.Яндекс"/>. Более частое использование плутония-239 в [[Ядерная бомба|ядерных бомбах]] обусловлено тем, что плутоний занимает меньший [[объём]] в сфере (где расположено ядро бомбы), следовательно, можно выиграть во взрывной силе бомбы за счёт этого свойства. [[Атомное ядро|Ядро]] плутония при ядерной реакции испускает в среднем около 2,895 [[нейтрон]]а против 2,452 нейтрона у урана-235. Однако затраты на производство плутония примерно в шесть раз больше по сравнению с ураном-235<ref name="поп. мех. плутоний">{{статья|автор=Александр Прищепенко|заглавие=Дамоклов меч: Атомная бомба|ссылка=http://www.popmech.ru/article/4604-damoklov-mech/|язык=ru|издание=Популярная механика|тип=статья|год=январь 2009|archivedate=2012-05-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120521114416/http://www.popmech.ru/article/4604-damoklov-mech/}}</ref>.

Изотопы плутония нашли своё применение при синтезе трансплутониевых (последующих после плутония) элементов<ref name="фэ"/>. Таким образом, смешанный оксид плутония-242 в 2009 г. и бомбардировки ионами [[Кальций-48|кальция-48]] в 2010 году того же изотопа были использованы для получения [[флеровий|флеровия]]<ref>{{cite web|url=http://lenta.ru/news/2009/09/25/e114/|title=Американские физики подтвердили открытие россиянами 114-го элемента|date=2009-09-25|publisher=[[Lenta.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-11-18|deadlink=no|archive-date=2011-09-19|archive-url=https://web.archive.org/web/20110919235102/http://lenta.ru/news/2009/09/25/e114/}}</ref><ref>{{cite web|url=http://lenta.ru/news/2010/10/27/six/|title=Физики получили шесть новых изотопов сверхтяжёлых элементов|date=2010-10-27|publisher=[[Lenta.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-11-08|deadlink=no|archive-date=2012-01-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20120111072212/http://lenta.ru/news/2010/10/27/six/}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100622102347.htm|title=Chemical Element 114: One of Heaviest Elements Created|date=2010-10-26|publisher=ScienceDaily Online|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bhSykw?url=http://www.sciencedaily.com/releases/2010/06/100622102347.htm|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>. В [[Оук-Риджская национальная лаборатория|Оук-Риджской национальной лаборатории]] длительное нейтронное облучение <sup>239</sup>Pu используется для получения {{nuclide2|Кюрий|244|ссылка=да}} (в количестве 100 г), {{nuclide2|Кюрий|242|ссылка=да}}, {{nuclide2|Берклий|249|ссылка=да}}, {{nuclide2|Калифорний|252|ссылка=да}} и {{nuclide2|Эйнштейний|253|ссылка=да}} (в миллиграммовых количествах) и {{nuclide2|Фермий|257|ссылка=да}} (в микрограммовых количествах). За исключением <sup>239</sup>Pu, все оставшиеся [[трансурановые элементы]] производились в прошлом в исследовательских целях<ref name="Эрншо"/>. Благодаря [[Нейтронный захват|нейтронному захвату]] изотопов плутония в 1944 году [[Сиборг, Гленн Теодор|Г. Т. Сиборгом]] и его группой был получен первый изотоп америция — {{nuclide2|Америций|241|ссылка=да}}<ref name="рита"/> (реакция <sup>239</sup>Pu(2n, e)<sup>241</sup>Am)<ref name="Emsley2001"/>. Для подтверждения того, что [[Актиноиды|актиноидов]] всего 14 (по аналогии с [[Лантаноиды|лантаноидами]]) был произведён в 1966 году в [[Дубна|Дубне]] синтез ядер [[Резерфордий|резерфордия]] (в то время ''курчатовия'') под руководством академика [[Флёров, Георгий Николаевич|Г. Н. Флёрова]]<ref>{{книга|часть=3-я группа периодической системы — редкоземельные элементы, актиний и актиниды|заглавие=Неорганическая химия. Химия элементов|ответственный=Третьяков Ю. Д., Мартыненко Л. И., Григорьев А. Н., Цивадзе А. Ю. и др|издание=Уч. изд|место={{М}}|издательство="Химия"|год=2001|том=1|страниц=472|isbn=5-7245-1213-0|тираж=1000}}</ref><ref>{{статья|автор=Barber, R. C.; Greenwood, N. N.; Hrynkiewicz, A. Z.; Jeannin, Y. P.; Lefort, M.; Sakai, M.; Ulehla, I.; Wapstra, A. P.; Wilkinson, D. H.|заглавие=Discovery of The Transfermium Elements|ссылка=http://iupac.org/publications/pac/pdf/1993/pdf/6508x1757.pdf|язык=en|издание=IUPAC|тип=статья|место=Великобритания|год=1993|выпуск=65|номер=8|страницы=1757—1814|doi=10.1351/pac199365081757|archivedate=2012-02-09|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120209150438/http://iupac.org/publications/pac/pdf/1993/pdf/6508x1757.pdf}}</ref>:
: {{nuclide2|Плутоний|242|ссылка=}} + {{nuclide2|Неон|22|ссылка=да}} → {{nuclide2|Резерфордий|260|ссылка=да}} + 4n.
δ-Стабилизированные [[сплав]]ы плутония применяются при изготовлении топливных элементов, так как они обладают лучшими металлургическими свойствами по сравнению с чистым плутонием, который при нагревании претерпевает фазовые переходы<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>.

«Сверхчистый» плутоний (смесь изотопов плутония, содержание в которой не превышает 2—3 % <sup>240</sup>Pu) используется в ядерном оружии [[Военно-морские силы США|ВМФ США]] и применяется на кораблях и подводных лодках под ядерной защитой из [[Свинец|свинца]], что снижает [[доза облучения|дозовую]] нагрузку на команду<ref>{{книга|автор=DOE contributors.|заглавие=Plutonium: The First 50 Years|ссылка=http://www.doeal.gov/SWEIS/DOEDocuments/004%20DOE-DP-0137%20Plutonium%2050%20Years.pdf|издательство=U.S. Department of Energy|год=1996|archive-date=2013-02-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20130218162928/http://www.doeal.gov/SWEIS/DOEDocuments/004%20DOE-DP-0137%20Plutonium%2050%20Years.pdf}} {{Cite web |url=http://www.doeal.gov/SWEIS/DOEDocuments/004%20DOE-DP-0137%20Plutonium%2050%20Years.pdf |title=Архивированная копия |accessdate=2010-09-05 |archive-date=2013-02-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130218162928/http://www.doeal.gov/SWEIS/DOEDocuments/004%20DOE-DP-0137%20Plutonium%2050%20Years.pdf |dead-url=yes }}</ref>.

Плутоний-238 и плутоний-239 являются самыми широко синтезируемыми изотопами<ref name="Heiserman1992"/>.

* Первый ядерный заряд на основе плутония был взорван 16 июля 1945 года на полигоне [[Аламогордо (полигон)|Аламогордо]] (испытание под кодовым названием «[[Тринити (испытание)|Тринити]]»).

=== Ядерное оружие ===
{{main|Ядерное оружие}}
Плутоний очень часто применялся в [[Ядерная бомба|ядерных бомбах]]. Бомба, сброшенная в 1945 году на [[Атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки|Нагасаки]], содержала в себе 6,2 кг плутония. Мощность взрыва составила 21 [[Килотонна|килотонну]] (взрыв оказался на 40 % больше, по сравнению с бомбардировкой [[Хиросима|Хиросимы]])<ref name="а.б.н.и.х."/>. К концу 1945 года погибло 60—80 тыс. человек<ref>{{cite web|url=http://www.rerf.or.jp/general/qa_e/qa1.html|title="How many people died as a result of the atomic bombings?"|date=2007|work=Frequently Asked Questions|publisher=Radiation Effects Research Foundation|lang=en/ja|accessdate=2010-11-06|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bi2Hau?url=http://www.rerf.or.jp/general/qa_e/qa1.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>. По истечении 5 лет, общее количество погибших, с учётом умерших от рака и других долгосрочных воздействий взрыва, могло достичь или даже превысить 140 000 человек<ref name="а.б.н.и.х.">{{cite web|url=http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/nagasaki.htm|title=The atomic bombing of Nagasaki|work=The Manhattan Project (An Interactive History)|publisher=US Department of Energy. Office of History and Heritage Resources|lang=en|accessdate=2010-11-06|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20060929120212/http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/nagasaki.htm|archivedate=2006-09-29}}</ref>.
{{external media
| align    = left
| width    = 190px
| image1   = [https://farm4.staticflickr.com/3323/3294370001_54cb33f451_b.jpg Акриловая сфера]<br>(в диаметре 8,26 см), имитирующая плутониевый заряд бомбы, сброшенной на Нагасаки.
}}
{{multiple image
 | зона             = right
 | направление      = vertical
 | зона_подписи     = left
 | ширина           = 230
 | изобр1           = Implosion bomb animated.gif
 | подпись1         = [[Ядерное оружие#Принцип действия|Принцип имплозии]], по которому действует ядерная бомба<ref group="~">Следует учитывать, что выработка наиболее оптимальной конструкции ядерной бомбы вырабатывалась годами.</ref>.
 | изобр2           = Partially-reflected-plutonium-sphere.jpeg
 | подпись2         = Ядерный заряд в виде сферы<ref group="~">Образец.</ref>.
}}
Принцип, по которому происходил [[ядерный взрыв]] с участием плутония, заключался в конструкции ядерной бомбы. «Ядро» бомбы состояло из [[Сфера|сферы]], наполненной плутонием-239, которая в момент столкновения с землёй сжималась до миллиона атмосфер за счёт конструкции<ref name="поп. мех. плутоний"/> и благодаря окружающему эту сферу взрывчатому веществу<ref>{{статья|заглавие=Weapons research crosses the Channel|ссылка=http://www.nature.com/news/2010/101104/full/news.2010.583.html|язык=en|издание=Журнал Nature|тип=статья|doi=10.1038/news.2010.583|издательство=Nature|год=4 ноября 2010|issn=0028-0836|archivedate=2010-11-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20101105214041/http://www.nature.com/news/2010/101104/full/news.2010.583.html}}</ref>. После удара ядро расширялось в объёме и в плотности за десяток микросекунд, при этом сжимаемая сборка проскакивала [[критическая плотность|критическое состояние]] на [[Тепловые нейтроны|тепловых нейтронах]] и становилась существенно сверхкритической на [[Быстрые нейтроны|быстрых нейтронах]], то есть начиналась цепная ядерная реакция с участием нейтронов и ядер элемента<ref>{{книга|автор=Isaac Asimov.|часть=Nuclear Reactors|заглавие=Understanding Physics|издательство=Barnes & Noble Publishing|год=1988|страницы=905|isbn=0880292512}}</ref>. При этом следовало учитывать, что бомба не должна была взорваться преждевременно. Однако это практически невозможно, так как, чтобы сжать плутониевый шар за десяток наносекунд всего на 1 см, требуется придать веществу ускорение, в десятки триллионов раз превышающее [[ускорение свободного падения]]. При конечном взрыве ядерной бомбы температура повышается до десятков миллионов градусов<ref name="поп. мех. плутоний"/>. В наше время для создания полноценного ядерного заряда достаточно 8—9 кг этого элемента<ref name="р.г.">{{статья|автор=Александр Емельяненков|заглавие=Из плутония выпустят пар|ссылка=http://www.rg.ru/2007/11/22/plutonij.html|язык=ru|издание="Российская газета" — Государство|тип=статья|издательство=Российская газета|год=22 ноября 2007|выпуск=4524|archivedate=2011-09-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110921152157/http://www.rg.ru/2007/11/22/plutonij.html}}</ref>.

Всего один килограмм плутония-239 может произвести взрыв, который будет эквивалентен {{num|20000|т}} [[Тринитротолуол|тротила]]<ref name="Heiserman1992"/>. Даже 50 г элемента при делении всех ядер произведут взрыв, равный детонации 1000 т тротила<ref>{{cite web|url=bse.sci-lib.com/article004689.html|title=Взрыв|publisher=[[Большая советская энциклопедия]]|lang=ru|accessdate=2012-12-18|archiveurl=https://www.webcitation.org/6D1ymYF6h?url=bse.sci-lib.com/article004689.html|archivedate=2012-12-19|deadlink=no}}</ref>. Данный изотоп является единственным подходящим нуклидом для применения в ядерном оружии, так как присутствие хотя бы 1 % <sup>240</sup>Pu приведёт к образованию большого количества нейтронов, которые не позволят эффективно применять пушечную схему заряда ядерной бомбы. Остальные изотопы рассматриваются только из-за их вредного действия<ref name="nuclear-weapons"/>.

[[Плутоний-240]] может находиться в ядерной бомбе в малых количествах, однако если его содержание будет повышено, произойдёт преждевременная цепная реакция. Данный изотоп имеет высокую вероятность [[Спонтанное деление|спонтанного деления]] (примерно 440 делений в секунду на грамм; высвобождается примерно 1000 нейтронов в секунду на грамм<ref>{{книга|автор=Samuel Glasstone, Leslie M. Redman.|заглавие=An Introduction to Nuclear Weapons|ссылка=http://www.doeal.gov/opa/docs/RR00171.pdf|издательство=Atomic Energy Commission Division of Military Applications Report WASH-1038|год=1972|страницы=12|archive-date=2009-08-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20090827082245/http://www.doeal.gov/opa/docs/RR00171.pdf}} {{Cite web |url=http://www.doeal.gov/opa/docs/RR00171.pdf |title=Архивированная копия |accessdate=2010-09-05 |archive-date=2009-08-27 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090827082245/http://www.doeal.gov/opa/docs/RR00171.pdf |dead-url=yes }}</ref>), что делает невозможным большой процент его содержания в делящемся материале<ref name="гос"/>.

По данным телеканала [[Al-Jazeera]], [[Израиль]] имеет около 118 боеголовок с плутонием в качестве радиоактивного вещества<ref>{{cite web|url=http://www.gzt.ru/Gazeta/-etot-sblizhayuschii-atom-/268562.html|title=Этот сближающий атом|last=Крючков|first=Игорь|date=2009-10-27|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-23|deadlink=no|archive-date=2015-10-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20151003081642/http://gzt.ru/Gazeta/-etot-sblizhayuschii-atom-/268562.html}}</ref>. Считается, что [[Южная Корея]] имеет около 40 кг плутония, количества которого достаточно для производства 6 ядерных зарядов<ref>{{cite web|url=http://www.gzt.ru/topnews/politics/-yuzhnaya-koreya-sostavila-spisok-tselei-dlya-/262118.html|title=Южная Корея составила список целей для первоочередного удара на территории КНДР|last=Пузырев|first=Денис|date=2009-09-24|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-23|deadlink=no|archive-date=2015-10-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20151002212250/http://gzt.ru/topnews/politics/-yuzhnaya-koreya-sostavila-spisok-tselei-dlya-/262118.html}}</ref>. По оценкам [[МАГАТЭ]] в 2007 году, производимого в Иране плутония хватало на две ядерные боеголовки в год<ref>{{статья|автор=Сергей Строкань|заглавие=Обогащающие обстоятельства|ссылка=http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsId=760499|язык=ru|издание=Газета Коммерсантъ|тип=статья|издательство=Коммерсантъ|год=2007|выпуск=3643|номер=67}}</ref>. В 2006 г. Пакистан начал строительство ядерного реактора, который позволит нарабатывать около 200 кг радиоактивного элемента в год. В пересчёте на количество ядерных боеголовок, эта цифра будет составлять приблизительно 40—50 бомб<ref>{{статья|автор=Агентство Reuters|заглавие=Пакистан наращивает ядерный потенциал|ссылка=http://www.kommersant.ru/news.aspx?DocsID=993248|язык=ru|автор издания=Коммерсантъ|издание=Новости|тип=статья|год=2006|archiveurl=https://archive.today/20120802221411/http://www.kommersant.ru/News/993248|archivedate=2012-08-02|deadlink=404}}</ref>.

В 1999 между США и [[Казахстан]]ом было подписано соглашение о закрытии промышленного [[Ядерный реактор|ядерного реактора]] [[БН-350]] в городе [[Актау]], который вырабатывал электроэнергию за счёт плутония<ref>{{cite web|url=http://www.itar-tass.com/level2.html?NewsID=15687783|title=США и Казахстан объявили о закрытии ядерного реактора в Актау|date=2010-11-17|publisher=ИТАР-ТАСС|lang=ru|accessdate=2010-11-17|deadlink=404}}</ref>. Этот реактор был первым в мире и Казахстане опытно-промышленным реактором на [[Быстрые нейтроны|быстрых нейтронах]]; срок его работы составил 27 лет<ref>{{cite web|url=http://www.rian.ru/world/20101119/298233513.html|title=США приветствуют закрытие ядерного реактора в Казахстане|date=2010-11-19|publisher=[[РИА Новости]]|lang=ru|accessdate=2010-12-04|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bjOl3G?url=http://ria.ru/world/20101119/298233513.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>.

==== Договор с США по ликвидации плутония ====
Между Россией и США на протяжении 2000-х годов было подписано несколько договоров, касающихся плутония. В 2003 г., в рамках российско-американской программы по переработке 68 т (по 34 т с каждой стороны) плутония в [[MOX-топливо]] до 2024 года, США выделили 200 миллионов долларов на строительство в [[Северск (Томская область)|Северске]] завода по такой переработке оружейного плутония<ref name="Ъ">{{статья|автор=Аркадий Круглов|заглавие=Американцы заплатили за уничтожение плутония|ссылка=http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=405577|язык=ru|издание=Газета Коммерсантъ|тип=статья|место=Томск|издательство=Коммерсантъ|location=Новосибирск|год=2003|выпуск=2753|номер=150}}</ref>.
В 2007 г. страны подписали план об утилизации Россией 34 т плутония, созданного для российских оружейных программ<ref name="р.г."/><ref>{{cite news|url=http://www.gzt.ru/topnews/politics/-ssha-i-rf-podpisali-plan-utilizatsii-rossiiskogo-/148244.html|title=США и РФ подписали план утилизации российского плутония|author=GZT.RU|deadlink=404|date=2009-09-26|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-23|archivedate=2015-10-02|archiveurl=https://web.archive.org/web/20151002215005/http://gzt.ru/topnews/politics/-ssha-i-rf-podpisali-plan-utilizatsii-rossiiskogo-/148244.html}}</ref>. В 2010 году был подписан протокол к [[Plutonium Management and Disposition Agreement|договору об утилизации плутония]], количества которого хватило бы на производство 17 тыс. [[Ядерная боеголовка|ядерных боеголовок]]<ref>{{cite news|url=http://www.vesti.ru/doc.html?id=371544|title=Россия и США достигли успеха в перезагрузке|date=2010-06-25|publisher=Вести.Ру|lang=ru|accessdate=2010-10-29|archivedate=2010-10-30|archiveurl=https://web.archive.org/web/20101030230111/http://www.vesti.ru/doc.html?id=371544}}</ref>.

3 октября 2016 года Россия приостановила [[Plutonium Management and Disposition Agreement|договор с США по ликвидации плутония]] по причине неспособности обеспечить выполнение обязательств американской стороной. [[Соглашение об утилизации плутония]]" (''Plutonium Management and Disposition Agreement'') между двумя странами было подписано 29 августа 2000 года и ратифицировано в 2011 году<ref>[http://kremlin.ru/events/president/news/11487 Подписан закон о ратификации Соглашения между правительствами России и США об утилизации плутония, не являющегося более необходимым для целей обороны] {{Wayback|url=http://kremlin.ru/events/president/news/11487 |date=20210614100949 }} / kremlin.ru, 7 июня 2011</ref><ref>kremlin.ru, [http://kremlin.ru/acts/bank/33239 Федеральный закон от 03.06.2011 г. № 108-ФЗ] {{Wayback|url=http://kremlin.ru/acts/bank/33239 |date=20210614100948 }} «О ратификации Соглашения между Правительством Российской Федерации и Правительством Соединённых Штатов Америки об утилизации плутония, заявленного как плутоний, не являющийся более необходимым для целей обороны, обращении с ним и сотрудничестве в этой области»</ref>. Согласно договорённостям, оружейный плутоний должен был перерабатываться в [[МОКС-топливо|оксидное топливо]] для использования в ядерных реакторах, а также переводиться в формы, непригодные для создания вооружений. Каждая из сторон брала обязательства по утилизации 34 тонн запасов плутония, по последним оценкам, процесс уничтожения мог бы начаться в 2018 году. Условиями возобновления программы указано множество маловероятных событий<ref>[https://lenta.ru/articles/2016/10/03/plutonium/ 68 тонн плутония. От чего отказался президент Путин] {{Wayback|url=https://lenta.ru/articles/2016/10/03/plutonium/ |date=20161004065213 }} / Lenta.ru, 4 октября 2016</ref>: отмена Вашингтоном всех антироссийских санкций, компенсаций ущерба, полученного в результате введений антироссийских и [[Российское продовольственное эмбарго (с 2014)|контрсанкций]], сокращение военного присутствия США в странах НАТО. Соответствующий указ подписан 3 октября 2016 года президентом России Владимиром Путиным<ref>[http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201610030004 Указ Президента Российской Федерации от 03.10.2016 № 511] {{Wayback|url=http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201610030004 |date=20161003173056 }} «О приостановлении Российской Федерацией действия Соглашения между Правительством Российской Федерации и Правительством Соединённых Штатов Америки об утилизации плутония, заявленного как плутоний, не являющийся более необходимым для целей обороны, обращению с ним и сотрудничеству в этой области и протоколов к этому Соглашению»</ref>.

=== Ядерное загрязнение ===
{{see also|Переработка отработанного ядерного топлива}}
{{Дополнить раздел|дата=2010-09-04}}
В период, когда начинались ядерные испытания (1945—1963 гг.) в основе которых лежал плутоний, и когда его радиоактивные свойства только начинали изучаться, в атмосферу было выброшено свыше 5 т элемента<ref name="РФЯЦ-ВНИИЭФ">{{книга|автор=Пер. с англ. языка под ред. Б. А. Надыкто и Л. Ф. Тимофеевой.|заглавие=Плутоний|место=Саров|издательство=РФЯЦ-ВНИИЭФ|год=2003|том=1|серия=Фундаментальные проблемы|страниц=292|тираж=500|isbn=5-9515-00-24-9}}</ref>. С 1970-х годов доля плутония в радиоактивном заражении [[Атмосфера Земли|атмосферы Земли]] начала возрастать<ref name="дриц"/>.

В северо-западную часть [[Тихий океан|Тихого океана]] плутоний попал в основном благодаря ядерным испытаниям. Повышенное содержание элемента объясняется проведением [[Соединённые Штаты Америки|США]] [[Ядерное испытание|ядерных испытаний]] на территории [[Маршалловы Острова|Маршалловых Островов]] в Тихоокеанском полигоне в 1950-х годах. Основное загрязнение от этих испытаний пришлось на 1960 год. Исходя из оценки учёных, нахождение плутония в Тихом океане повышено по сравнению с общим распространением ядерных материалов на земле<ref name="повинец">{{книга|автор=P. Povinec, J. A. Sanchez-Cabeza.|заглавие=Radionuclides in the environment: International Conference on Isotopes in Environmental Studies: Aquatic Forum 2004, 25-29 October, Monaco|ссылка=https://books.google.com/books?id=kHcLmkm2eccC|издательство=Elsevier|год=2006|страниц=646|isbn=0080449093, 9780080449098}}</ref>. По некоторым расчётам, доза облучения, исходящего от [[Цезий-137|цезия-137]], на [[атолл]]ах [[Маршалловы Острова|Маршалловых островов]] составляет примерно 95 %, а на остальные 5 приходятся изотопы [[Стронций|стронция]], [[Америций|америция]] и плутония<ref>{{cite web|url=http://www.sciencedaily.com/releases/2010/02/100211151651.htm|title=Marshall Islands Research Could Lead to Resettlement After Nuclear Tests|date=2010-02-12|publisher=ScienceDaily Online|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618bxGJtC?url=http://www.sciencedaily.com/releases/2010/02/100211151651.htm|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>.

Плутоний в океане переносится благодаря физическим и биогеохимическим процессам. Время нахождения плутония в поверхностных водах океана составляет от 6 до 21 года, что, как правило, короче, чем у цезия-137. В отличие от этого изотопа, плутоний является элементом, частично реагирующим с окружающей средой и образующим 1—10 % нерастворимых соединений от общей массы, попавшей в окружающую среду (у [[Цезий|цезия]] это значение составляет менее 0,1 %). Плутоний в океане выпадает на дно вместе с биогенными частицами, из которых он восстанавливается в растворимые формы в результате микробного разложения. Наиболее распространёнными из его [[изотоп]]ов в [[Море|морской среде]] являются [[плутоний-239]] и [[плутоний-240]]<ref name="повинец"/>.

В январе 1968 года американский [[самолёт]] [[B-52]] с четырьмя зарядами ядерного оружия на борту вследствие пожара в воздухе [[Авиакатастрофа над базой Туле|потерпел катастрофу]] над территорией [[Гренландия|Гренландии]]. Падение самолёта вызвало детонацию химической взрывчатки в ядерных бомбах и их разрушение, в результате чего плутоний попал на лёд, создав область заражения 1,6 × 4,8 км. Для ликвидации последствий катастрофы командованием ВВС США были организованы работы по дезактивации, получившие название — проект «Crested Ice» (русс. «Хохлатый лёд»)<ref name="океаны">{{книга|автор=Pierre Guéguéniat, Pierre Germain, Henri Métivier.|заглавие=Radionuclides in the oceans: inputs and inventories|ссылка=https://books.google.com/books?id=lR_EBUPyyskC|издательство=L'Editeur: EDP Sciences|год=1996|страниц=231|isbn=2868832857, 9782868832856}}</ref>. Для уменьшения урона природе было собрано примерно 1,9 млрд литров снега и льда, которые могли подвергнуться радиоактивному загрязнению. В 2008 году было высказано предположение, что один из четырёх зарядов так и не был найден<ref>{{cite web|url=http://news.bbc.co.uk/hi/russian/international/newsid_7721000/7721534.stm|title=40 лет назад ВВС США потеряли атомную бомбу|author=Гордон Карера|date=2008-11-11|publisher=bbcrussian.com|lang=ru|accessdate=2010-12-03|deadlink=no|archive-date=2015-02-10|archive-url=https://web.archive.org/web/20150210042938/http://news.bbc.co.uk/hi/russian/international/newsid_7721000/7721534.stm}}</ref>, однако Датский институт международных отношений в отчёте, подготовленном по поручению министра иностранных дел Дании [[Пер Стиг Меллер]], пришёл к выводу, что существуют неопровержимые доказательства того, что ни одна из бомб не могла остаться в рабочем или хотя бы более или менее сохранном состоянии, а утверждения об утерянной бомбе лишены фактических оснований. В качестве наиболее вероятной цели подводного поиска называется [[Уран (элемент)|урановый]] сердечник второй ступени одной из бомб{{sfn|Christensen|2009|pp=123—125}}.

24 января 1978 года советский [[космический аппарат]] [[Космос-954]] с ядерным источником энергии на борту при неконтролируемом сходе с [[Орбита|орбиты]] упал на территорию [[Канада|Канады]]. Данное происшествие привело к попаданию в окружающую среду примерно 1 кг плутония-238 на площади около 124 000 м²<ref>{{cite news|url=http://www.gzt.ru/topnews/science/-roskosmos-gotovitsya-k-poletam-na-yadernom-/269030.html|title=Роскосмос готовится к полётам на ядерном реакторе|last=Тимошенко|first=Алексей|date=2009-10-28|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-23|archivedate=2015-10-03|archiveurl=https://web.archive.org/web/20151003081634/http://gzt.ru/topnews/science/-roskosmos-gotovitsya-k-poletam-na-yadernom-/269030.html}}</ref><ref>{{книга|автор=Caldicott, Helen.|заглавие=The New Nuclear Danger: George W. Bush’s Military-Industrial Complex|ссылка=https://archive.org/details/newnucleardanger0000cald_b0x5|место=New York|издательство=The New Press|год=2002}}</ref>.

Попадание плутония в окружающую среду связано не только с [[Техногенное происшествие|техногенными происшествиями]]. Известны случаи утечки плутония как из лабораторных, так и из заводских условий. Было около 22 аварийных случаев утечки из лабораторий [[Уран-235|урана-235]] и плутония-239. На протяжении 1953—1978 гг. аварийные случаи привели к потере от 0,81 ([[Маяк (производственное объединение)|Маяк]], 15 марта 1953 г.) до 10,1 кг ([[Томск]], 13 декабря 1978 г.) <sup>239</sup>Pu. Происшествия на промышленных предприятиях суммарно привели к смерти двух человек в г. Лос-Аламос (21.08.1945 и 21.05.1946) из-за двух случаев аварий и потерь 6,2 кг плутония. В городе [[Саров]] в 1953 и 1963 гг. примерно 8 и 17,35 кг попало за пределы ядерного реактора. Один из них привёл к разрушению ядерного реактора в 1953 году<ref>{{cite web|url=http://www.csirc.net/docs/reports/la-13638.pdf|title=A review of Critically Accidents|author=Thomas P. McLaughlin; Shean P. Monahan; Norman N. Pruvost; Vladimir V. Frolov; Boris G. Ryazanov; Victor I. Sviridov|date=2000-05|publisher=Los Alamos National Laboratory|format=pdf|description=Обзор аварий, связанных с ядерными материалами|pages=72, 82|lang=en|accessdate=2010-11-23|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070705081823/http://www.csirc.net/docs/reports/la-13638.pdf|archivedate=2007-07-05}}</ref>.
[[Файл:Levels of radioactivity in the lava under the Chernobyl number four reactor 1986-ru.svg|thumb|500px|right|Уровни радиоактивности изотопов по состоянию на апрель 1986 года.]]
Известен случай [[Авария на Чернобыльской АЭС|аварии на Чернобыльской АЭС]], который произошёл 26 апреля 1986 года. В результате разрушения четвёртого [[энергоблок]]а в окружающую среду было выброшено 190 т [[Радиоактивный распад|радиоактивных]] веществ на площадь около 2200 км². Восемь из 140 т радиоактивного топлива реактора оказались в воздухе. Загрязнённая площадь составила 160 000 км²<ref>{{cite web|url=http://ura-inform.com/ru/economics/2010/11/25/zona|title=Зона денежного отчуждения|author=Антон Ефремов|date=2010-11-25|publisher=УРА-Информ|lang=ru|accessdate=2010-11-28|deadlink=no|archive-date=2010-12-23|archive-url=https://web.archive.org/web/20101223113927/http://ura-inform.com/ru/economics/2010/11/25/zona}}</ref>. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человек участвовали в ликвидации последствий аварии. Суммарная активность веществ, выброшенных в окружающую среду, составила, по различным оценкам, до 14{{e|18}} [[беккерель (единица измерения)|Бк]] (или 14 ЭБк), в том числе<ref name="чернобыль">{{cite web|url=http://www.iaea.org/Publications/Booklets/Chernobyl/chernobyl.pdf|title=Chernobyl’s Legacy: Health, Environmental and Socio-Economic Impacts|work=The Chernobyl Forum: 2003—2005 (second revised version)|publisher=International Atomic Energy Agency (IAEA)|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-11-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/618c8oScc?url=http://www.iaea.org/Publications/Booklets/Chernobyl/chernobyl.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>:
* 1,8 ЭБк — {{nuclide2|Иод|131|ссылка=да}};
* 0,085 ЭБк — {{nuclide2|Цезий|137|ссылка=да}};
* 0,01 ЭБк — {{nuclide2|Стронций|90|ссылка=да}};
* 0,003 ЭБк — изотопы плутония;
* на долю благородных газов приходилось около половины от суммарной активности.
В настоящее время большинство жителей загрязнённой зоны получает менее 1 м[[Зиверт (единица измерения)|Зв]] в год сверх естественного фона<ref name="чернобыль"/>.

=== Источник энергии ===
{{Дополнить раздел|дата=2010-09-04}}
{{external media
| align = right
| width = 200px
| image1= [http://www.webelements.com/_media/elements/element_pictures/Pu.jpg Диоксид плутония]
}}
Как известно, атомная энергия применяется для преобразования в [[Электроэнергия|электроэнергию]] за счёт нагревания [[Вода|воды]], которая, испаряясь и образуя перегретый пар, вращает лопатки [[Турбина|турбин]] [[электрогенератор]]ов. Преимуществом данной технологии является отсутствие каких-либо [[Парниковый газ|парниковых газов]], которые оказывают пагубное воздействие на окружающую среду. По состоянию за 2009 год 438 атомных станций по всему миру генерировали примерно 371,9 ГВт электроэнергии (или 13,8 % от общего объёма производства электроэнергии)<ref>{{статья|автор=МАГАТЭ|заглавие=Energy, Electricity and Nuclear Power Estimates for the Period up to 2050|ссылка=http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/IAEA-RDS-1-30_web.pdf|язык=en|издание=30-е издание|тип=отчёт, pdf|место=Австрия|год=2010|страницы=14, 18|issn=1011-2642|isbn=978-92-0-108010-3|archivedate=2011-09-11|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110911122245/http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/IAEA-RDS-1-30_web.pdf}}</ref>. Однако минусом ядерной промышленности являются [[ядерные отходы]], которых в год отрабатывается приблизительно 12000 т<ref group="~">Однако эта цифра сильно разнится. Из этого количества плутоний можно получить в сотни раз меньших количествах.</ref>. Данное количество отработанного материала представляет собой довольно сложную задачу перед сотрудниками АЭС<ref name="nature.п.">{{статья|автор=Ed Gerstner|заглавие=Nuclear energy: The hybrid returns|ссылка=http://www.nature.com/news/2009/090701/pdf/460025a.pdf|язык=en|издание=Журнал Nature|тип=[http://www.nature.com/news/2009/090701/full/460025a.html статья]|doi=10.1038/460025a|год=1 июля 2009|выпуск=460|archivedate=2013-12-20|archiveurl=https://web.archive.org/web/20131220102840/http://www.nature.com/news/2009/090701/pdf/460025a.pdf}}</ref>. К 1982 году было подсчитано, что аккумулировано ~300 т плутония<ref name="ълос"/>.
[[Файл:Radioisotope thermoelectric generator plutonium pellet.jpg|thumb|220px|right|Таблетка диоксида плутония-238, нагревшаяся до красного каления под действием собственного тепловыделения<ref group="~">Остальные изотопы имеют чрезвычайно малые показатели тепловыделения по сравнению с <sup>238</sup>Pu, и потому не применяются в качестве источника энергии. См. таблицу в разделе [[Плутоний#Свойства некоторых изотопов|свойства некоторых изотопов]].</ref>.]]
Жёлто-коричневый порошок, состоящий из [[Диоксид плутония|диоксида плутония]], способен выдерживать нагревание до температуры 1200 °C. Синтез соединения происходит с помощью разложения [[Гидроксид плутония(IV)|тетрагидроксида]] или [[Нитрат плутония(IV)|тетранитрата]] плутония в атмосфере [[кислород]]а<ref name="Ю. Д. Третьяков"/>:
: <math>\mathrm{Pu(NO_3)_4\xrightarrow{>1200^\circ C} PuO_2+4NO_2\uparrow +O_2\uparrow}</math>.
Полученный порошок шоколадного цвета спекается и нагревается в токе влажного водорода до 1500 °C. При этом образуются таблетки плотностью 10,5—10,7 г/см³, которые можно использовать в качестве [[Ядерное топливо|ядерного топлива]]<ref name="Ю. Д. Третьяков">{{книга|ответственный=Под ред. Ю. Д. Третьякова|заглавие=Неорганическая химия в трёх томах|место={{М}}|издательство=Издательский центр «Академия»|год=2007|том=3|серия=Химия переходных элементов|страниц=400|isbn=5-7695-2533-9|тираж=3000}}</ref>. Диоксид плутония является самым стабильным и инертным из оксидов плутония и посредством нагревания до высоких температур разлагается на составляющие, и потому применяется при переработке и хранении плутония, а также его дальнейшего использования как источника электроэнергии<ref name="Ping Zhang">{{cite web|url=http://arxiv.org/pdf/1005.0277|title=Ground state properties and high pressure behaviour of plutonium dioxide: Systematic density functional calculations|author=Ping Zhang, Bao-Tian Wang, Xian-Geng Zhao|date=2010-05-03|publisher=arxiv.org|lang=en|format=pdf|accessdate=2010-11-16}}</ref>. Один килограмм плутония эквивалентен примерно 22 млн кВт·ч тепловой энергии<ref name="ълос">{{cite web|url=http://periodic.lanl.gov/elements/94.html|title=Plutonium|date=2003-12-15|work=Uses|publisher=Los Alamos National Laboratory's Chemistry Division|lang=en|accessdate=2010-12-30|deadlink=no|archiveurl=https://web.archive.org/web/20041017015408/http://periodic.lanl.gov/elements/94.html|archivedate=2004-10-17}}</ref>.

[[Плутоний-236]] и плутоний-238 применяется для изготовления атомных электрических батареек, срок службы которых достигает 5 и более лет. Их применяют в генераторах тока, стимулирующих работу сердца ([[кардиостимулятор]])<ref name="дриц">{{книга|автор=Дриц М. Е. и др.|заглавие=Свойства элементов|ссылка=https://books.google.com/books?id=2FxdHQAACAAJ|издание=Справочник|место={{М}}|издательство=Металлургия|год=1985|страниц=672|тираж=6500}}</ref><ref>{{статья|автор=Venkateswara Sarma Mallela, V Ilankumaran, N.Srinivasa Rao|заглавие=Trends in Cardiac Pacemaker Batteries|ссылка=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1502062/|язык=en|издание=Indian Pacing Electrophysiol J|тип=статья|год=1 октября 2004|выпуск=4|номер=4|archivedate=2023-08-29|archiveurl=https://web.archive.org/web/20230829031514/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1502062/}}</ref>. По состоянию на 2003 г. в США было 50—100 человек, имеющих плутониевый кардиостимулятор<ref>{{cite web|url=http://www.orau.org/ptp/collection/Miscellaneous/pacemaker.htm|title=Plutonium Powered Pacemaker (1974)|date=2009-03-23|publisher=Oak Ridge Associated Universities|lang=en|accessdate=2011-01-15|archiveurl=https://www.webcitation.org/618eBwoSo?url=http://www.orau.org/ptp/collection/Miscellaneous/pacemaker.htm|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>. Применение плутония-238 может распространиться на костюмы водолазов и космонавтов<ref name="А. М. Голуб"/><ref>{{cite web|url=http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=AD0708680|title=SEALAB III – Diver's Isotopic Swimsuit-Heater System|author=Bayles, John J.; Taylor, Douglas|date=1970|publisher=Department of Defense|lang=en|accessdate=2011-01-15|archiveurl=https://www.webcitation.org/618eDULQb?url=http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>. [[Бериллий]] вместе с вышеуказанным изотопом применяется как источник нейтронного излучения<ref name="Emsley2001"/>.

==== Космические аппараты ====
В [[Союз Советских Социалистических Республик|СССР]] было произведено несколько [[РИТЭГ]]ов [[«Топаз» (ядерный реактор)|Топаз]], которые были предназначены для генерации [[Электричество|электричества]] для [[Космический аппарат|космических аппаратов]]. Эти аппараты были предназначены работать с плутонием-238, который является α-излучателем. После развала Советского Союза [[Соединённые Штаты Америки|США]] было закуплено несколько таких аппаратов для изучения их устройства и дальнейшего применения в своих долговременных [[Космонавтика|космических программах]]<ref name="бридеры"/>.
[[Файл:New Horizons RTG in PHSF.jpg|thumb|220px|left|РИТЭГ зонда Новые Горизонты.]]
Вполне достойной заменой плутонию-238 можно было бы назвать [[полоний-210]]. Его тепловыделение составляет 140 Вт/г, а всего один грамм может разогреться до 500 °C. Однако из-за его чрезвычайно малого для космических миссий [[Период полураспада|периода полураспада]] (140 сут) применение этого изотопа в космической отрасли сильно ограничено<ref name="polonium"/> (например, он был использован в каждой миссии [[Луноход (космическая программа)|Луноходов]], а также нашёл своё применение в [[Искусственный спутник Земли|искусственных спутниках Земли]]<ref>{{книга|автор=Andrew Wilson.|заглавие=Solar system log|ссылка=https://books.google.com/books?id=y41TAAAAMAAJ|место=Лондон|издательство=Jane's Publishing Company Ltd|год=1987|страницы=64|страниц=128|isbn=0710604440, 9780710604446}}</ref>).

[[Плутоний-238]] в 2006 г. при запуске [[Автоматическая межпланетная станция|зонда]] [[Новые горизонты|New Horizons]] к [[Плутон (карликовая планета)|Плутону]] нашёл своё применение в качестве источника питания для зонда<ref>{{статья|автор=Константин Лантратов|заглавие=Плутон стал ближе|ссылка=http://www.kommersant.ru/doc.aspx?docsid=642558|язык=ru|издание=Газета Коммерсантъ|тип=статья|издательство=Коммерсантъ|год=2006|выпуск=3341|номер=10}}</ref>. Радиоизотопный генератор содержал 11 кг высокочистого диоксида <sup>238</sup>Pu, производившего в среднем 220 Вт электроэнергии на протяжении всего пути (240 Вт в начале пути и 200 Вт к концу)<ref>{{статья|автор=Александр Сергеев|заглавие=Зонд к Плутону: безупречный старт большого путешествия|ссылка=http://elementy.ru/news/430065|язык=ru|издательство=Элементы.Ру|год=2006|archivedate=2010-04-13|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100413154232/http://elementy.ru/news/430065}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.gzt.ru/topnews/science/-kosmicheskaya-era--chelovek-okazalsya-ne-nuzhen-/301203.html|title=Космическая эра — человек оказался не нужен|last=Тимошенко|first=Алексей|date=2010-09-16|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-22|deadlink=no|archiveurl=https://web.archive.org/web/20100419160326/http://www.gzt.ru/topnews/science/-kosmicheskaya-era--chelovek-okazalsya-ne-nuzhen-/301203.html|archivedate=2010-04-19}}</ref>. Высказывались опасения о неудачном запуске зонда (шанс неудачи составлял 1:350), однако он всё-таки состоялся. 14 июля 2015 года был совершён успешный пролёт Плутона. Сейчас аппарат исследует [[Пояс Койпера]]<ref>{{cite web|url=http://www.cbsnews.com/stories/2006/01/19/tech/main1219891.shtml|title=Space Probe Heads To Pluto - Finally|author=Melissa McNamara|date=2006-01-19|publisher=CBS News.com|lang=en|accessdate=2010-11-07|archiveurl=https://www.webcitation.org/615UM9u96?url=http://www.cbsnews.com/stories/2006/01/19/tech/main1219891.shtml|archivedate=2011-08-20|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.rian.ru/science/20100728/259247729.html|title=Зонд New Horizons "оглянулся" на Юпитер|date=2010-07-28|publisher=[[РИА Новости]]|lang=ru|accessdate=2010-12-04|archiveurl=https://www.webcitation.org/618cBx2KO?url=http://ria.ru/science/20100728/259247729.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite news|url=http://www.popmech.ru/science/49161-posle-sblizheniya-s-plutonom-zond-new-horizons-poletit-v-poyas-koypera/|title=После сближения с Плутоном зонд New Horizons полетит в Пояс Койпера|date=2014-10-16|publisher=Популярная Механика|lang=ru|accessdate=2015-05-15|archivedate=2015-05-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150518104525/http://www.popmech.ru/science/49161-posle-sblizheniya-s-plutonom-zond-new-horizons-poletit-v-poyas-koypera/}}</ref>.

Зонды [[Галилео (КА)|Галилео]] и [[Кассини (КА)|Кассини]] были также оборудованы источниками энергии, в основе которых лежал плутоний<ref>{{статья|заглавие=Энергия чистой науки: Ток из коллайдера|ссылка=http://www.popmech.ru/article/7543-energiya-chistoy-nauki/|язык=ru|автор издания=physics arXiv blog|издание=Популярная механика|тип=статья|год=12.08.10|archivedate=2010-10-15|archiveurl=https://web.archive.org/web/20101015213343/http://www.popmech.ru/article/7543-energiya-chistoy-nauki}}</ref>. [[Марсоход]] [[Curiosity]] получает энергию благодаря плутонию-238<ref>{{cite web|url=http://lenta.ru/news/2010/07/26/testdrive/|title=В NASA провели первый тест-драйв нового марсохода|date=2010-07-26|publisher=[[Lenta.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-11-08|deadlink=no|archive-date=2012-11-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20121102081237/http://lenta.ru/news/2010/07/26/testdrive/}}</ref>. Его спуск на поверхность [[Марс]]а состоялся 6 августа 2012 года. Марсоход использует {{iw|Многоцелевой РИТЭГ||en|Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator}} ({{lang-en|Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator}}), производящий 125 Вт электрической [[Мощность|мощности]], а по истечении 14 лет — примерно 100 Вт<ref>{{статья|автор=Ajay K. Misra|заглавие=Overview of NASA Program on Development of Radioisotope Power Systems with High Specific Power|ссылка=http://pdf.aiaa.org/preview/CDReadyMIECEC06_1309/PV2006_4187.pdf|язык=en|издание=NASA/JPL|тип=обзор|место=San Diego, California|год=июнь 2006|archivedate=2012-08-09|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120809003144/http://pdf.aiaa.org/preview/CDReadyMIECEC06_1309/PV2006_4187.pdf}}</ref>. Для работы марсохода производится 2,5 кВт·ч энергии за счёт распада ядер (солнечная энергия составит 0,6 кВт·ч)<ref>{{cite web|url=https://www.usatoday.com/tech/science/space/2008-04-13-mars_N.htm|title=Troubles parallel ambitions in NASA Mars project|author=Traci Watson|date=2008-04-14|publisher=USA Today/NASA|lang=en|accessdate=2010-12-17|archiveurl=https://www.webcitation.org/65Aptpdd9?url=http://www.usatoday.com/tech/science/space/2008-04-13-mars_N.htm|archivedate=2012-02-03|deadlink=no}}</ref>. Плутоний-238 является оптимальным источником энергии, выделяющим 0,56 Вт·г<sup>−1</sup>. Применение этого изотопа с [[Теллурид свинца|теллуридом свинца]] (PbTe), который используется в качестве термоэлектрического элемента, образует очень компактный и долговременный источник электричества без каких бы то ни было движущих частей конструкции<ref name="Эрншо"/>, что позволяет не увеличивать габариты космических аппаратов.
[[Файл:ALSEP Apollo 14 RTG.jpg|thumb|220px|right|РИТЭГ SNAP-27, применявшийся в миссии Аполлон-14 (в центре).]]
Для будущих миссий [[НАСА]] был создан проект {{iw|Усовершенствованный РИТЭГ Стирлинга|Усовершенствованного РИТЭГа Стирлинга|en|Advanced Stirling radioisotope generator}} ({{lang-en|Advanced Stirling radioisotope generator}}), который оказался бы в 4 раза эффективнее предыдущих поколений РИТЭГов. Обычный РИТЭГ преобразует 6 % тепловой энергии, выделяющейся в результате распада (8 кг <sup>238</sup>Pu генерируют 4,4 кВт тепла, дающие аппарату 300 Вт электроэнергии), а улучшенный вариант позволил бы увеличить этот показатель до 25 % (те же 300 Вт электроэнергии вырабатывались бы из 2 кг изотопа). Космическое агентство дало начало этому проекту из-за недостатка, в частности, плутония-238 в мире<ref name="гизмаг-стерлинг">{{cite news|url=http://www.gizmag.com/nasa-cancels-advanced-sterling-radioisotope-generator/29880/|title=NASA's cancellation of Advanced Sterling Radioisotope Generator casts doubt on future deep-space missions|author=Brian Dodson|date=2013-11-24|publisher=Gizmag.com|lang=en|accessdate=2015-05-15|archivedate=2015-05-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150518004550/http://www.gizmag.com/nasa-cancels-advanced-sterling-radioisotope-generator/29880/}}</ref><ref>{{cite news|url=http://www.popmech.ru/technologies/15098-nasa-otkazalos-ot-effektivnogo-yadernogo-istochnika-energii/|title=NASA отказалось от эффективного ядерного источника энергии|date=2013-11-25|publisher=Популярная Механика|lang=ru|accessdate=2015-05-15|archivedate=2015-09-24|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150924115313/http://www.popmech.ru/technologies/15098-nasa-otkazalos-ot-effektivnogo-yadernogo-istochnika-energii/}}</ref>.
<!-- Маловато для раздела, а если этого раздела не предвидится, то просто констатация факта не может быть интересной.
В 2007 г. [[Великобритания]] начала снос старейшей ядерной [[Электростанция|электростанции]] {{не переведено|надо=Calder Hall|есть=:en:Calder Hall nuclear power station|текст=Calder Hall}} на плутонии, которая начала свою работу 17 октября 1956 года и завершила 29 сентября 2007<ref>{{cite news|url=http://www.gzt.ru/topnews/world/-v-velikobritanii-vzorvany-chetyre-bashni-aes-/137692.html|title=В Великобритании взорваны четыре башни АЭС|author=GZT.RU|date=2007-09-26|publisher=[[gzt.ru]]|lang=ru|accessdate=2010-10-23}}</ref>. -->

==== На Луне ====
{{дополнить раздел|дата=2015-05-04}}
Несколько килограммов <sup>238</sup>PuO<sub>2</sub> использовались не только на Галилео, но и на некоторых миссиях [[Аполлон (КА)|Аполлонов]]<ref name="Эрншо"/>. Генератор электроэнергии {{iw|SNAP-27||en|Systems for Nuclear Auxiliary Power}} ({{lang-en|Systems for Nuclear Auxiliary Power}}), тепловая и электрическая мощность которого составляла 1480 Вт и 63,5 Вт соответственно, содержал 3,735 кг диоксида плутония-238<ref name="кит"/>. Для уменьшения риска взрыва или иных возможных происшествий использовался [[бериллий]] в качестве термостойкого, лёгкого и прочного элемента<ref name="див">{{книга|автор=Devision of Engineering.|заглавие=A Report of the NMAB|ссылка=https://books.google.ru/books?id=IGMrAAAAYAAJ|издание=1-е изд|издательство=National Academies|год=1970|страниц=655}}</ref>. SNAP-27 был последним типом генераторов, использовавшихся [[НАСА|NASA]] для космических миссий; предыдущие типы (1, 7, 9, 11, 19, 21 и 23) использовали другие источники электроэнергии<ref>{{cite web|url=http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19660005486_1966005486.pdf|title=Survey of Electric Power Plants for Space Applications|author=Lloyd I. Shure; Harwey J. Schwartz|date=1965-12|publisher=NASA|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-25|archive-date=2011-06-05|archive-url=https://web.archive.org/web/20110605223315/http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19660005486_1966005486.pdf|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.davistownmuseum.org/cbm/Rad8f.html|title=SNAP Power Generators, Except Satellites|publisher=RADNET|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/65ApuzTU4?url=http://www.davistownmuseum.org/cbm/Rad8f.html|archivedate=2012-02-03|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.osti.gov/accomplishments/documents/fullText/ACC0006.pdf|title=Atomic Power in Space. A History|author=Planning & Human Systems, Inc.|date=1987-03|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/65ApvQ1T3?url=http://www.osti.gov/accomplishments/documents/fullText/ACC0006.pdf|archivedate=2012-02-03|deadlink=no}}</ref><ref>{{статья|заглавие=SNAP-21 Programm, Phase II|ссылка=http://www.osti.gov/energycitations/servlets/purl/4816023-3WV1w8/4816023.pdf|язык=en|издание=Energy Citations Database|тип=technical report|место=США|год=1 января 1968|страницы=149 с|doi=10.2172/4816023}}</ref> (например, [http://history.nasa.gov/SP-349/p44a.jpg SNAP-19] {{Wayback|url=http://history.nasa.gov/SP-349/p44a.jpg |date=20110104065337 }} был использован в миссии [[Пионер-10|Пионера-10]]<ref name="див"/><ref>{{cite web|url=http://history.nasa.gov/SP-349/ch3.htm|title=The Pioneer Jupiter Spacecraft|date=2004-08|work=Electrical Power|publisher=NASA History Office|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618dvoaFa?url=http://history.nasa.gov/SP-349/ch3.htm|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>).

При проведении пассивного сейсмического эксперимента (PSEP) на [[Луна (спутник Земли)|Луне]] в миссии [[Аполлон-11]] были использованы два радиоизотопных тепловых источника мощностью 15 Вт, которые содержали 37,6 г диоксида плутония в виде микросфер<ref name="Дж. Кац, Г. Сиборг и др."/>. Генератор был использован в миссиях [[Аполлон-12|Аполлона-12]] (отмечается, что это был первый случай использования ядерной энергосистемы при полёте на Луну), [[Аполлон-14|14]], [[Аполлон-15|15]], [[Аполлон-16|16]], [[Аполлон-17|17]]<ref>{{cite web|url=https://mira.hq.nasa.gov/history/ws/hdmshrc/all/main/DDD/17980.PDF|title=Appolo 17. News. Press kit|date=1972-11-26|publisher=NASA (National Aeronautics and Space Administration)|format=pdf|pages=Стр. 38—39|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110721080816/https://mira.hq.nasa.gov/history/ws/hdmshrc/all/main/DDD/17980.PDF|archivedate=2011-07-21|deadlink=yes}}</ref>. Он был призван обеспечивать электроэнергией [[ALSEP|научное оборудование]] ({{lang-en|ALSEP}}), установленное на [[Космический аппарат|космических аппаратах]]<ref name="кит">{{cite web|title=Appolo 15. News. Press kit|url=http://history.nasa.gov/alsj/a15/A15_PressKit.pdf|date=1971-07-15|pages=Стр. 57—58|publisher=NASA (National Aeronautics and Space Administration)|format=pdf|lang=en|accessdate=2010-12-10|archiveurl=https://www.webcitation.org/618e7dauW?url=http://history.nasa.gov/alsj/a15/A15_PressKit.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}</ref>. Во время миссии [[Аполлон-13|Аполлона-13]] произошло схождение лунного модуля с траектории, в результате чего он сгорел в плотных слоях [[Атмосфера Земли|атмосферы]]. Внутри SNAP-27 был использован вышеупомянутый изотоп, который окружён устойчивыми к коррозии материалами и будет храниться в них ещё 870 лет<ref>{{cite web|url=http://history.nasa.gov/alsj/a12/a12.alsepoff.html|title=ALSEP Off-load|date=2010-10-30|publisher=Appolo 12. Lunar Surface Journal|lang=en|accessdate=2010-12-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/618e8eEMS?url=http://history.nasa.gov/alsj/a12/a12.alsepoff.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.faqs.org/faqs/space/controversy/|title=Space FAQ 10/13 - Controversial Questions|date=2010-06-29|publisher=faqs.org|lang=en|accessdate=2010-12-25|archive-date=2021-03-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20210325055140/http://www.faqs.org/faqs/space/controversy/|deadlink=no}}</ref>.

Первый китайский луноход [[Юйту]], запуск которого произведён 1 декабря 2013 года, использует плутоний для подзарядки своих аккумуляторов в продолжительное ночное время<ref>{{cite news|url=http://rareearth.ru/ru/pub/20140416/00589.html|title=Тепло Сарова для китайского «Зайца»|date=2014-04-16|publisher=Редкие земли|lang=ru|accessdate=2015-04-19|archivedate=2014-04-23|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140423041139/http://rareearth.ru/ru/pub/20140416/00589.html}}</ref>.

Есть вероятность использования оружейного плутония в качестве дополнительного источника энергии на космической станции, которые планируется посадить на полюсе спутника [[Луна-27]], так как солнечного света для её потребностей будет недостаточно<ref>{{cite news|url=http://tass.ru/kosmos/1606410|title=Российские лунные станции будут работать на плутонии|date=2014-11-27|publisher=ТАСС|lang=ru|accessdate=2015-04-19|archivedate=2015-04-02|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150402155612/http://tass.ru/kosmos/1606410}}</ref><ref>{{cite news|url=http://lenta.ru/news/2014/11/27/plutonium/|title=Российские станции на Луне подпитаются от оружейного плутония|date=2014-11-27|publisher=Lenta.ru|lang=ru|accessdate=2015-04-19|archivedate=2015-02-11|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150211170233/http://lenta.ru/news/2014/11/27/plutonium/}}</ref>. Предположительно, старт аппарата Луна-27 должен быть произведён в 2027 г. одной из их задач будет являться исследование грунта на южном полюсе<ref>{{cite news|url=http://www.popmech.ru/science/49153-ozvucheny-detali-rossiyskoy-lunnoy-programmy/|title=Озвучены детали российской лунной программы|date=2014-10-15|publisher=Популярная механика|lang=ru|accessdate=2015-05-15|archivedate=2015-05-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150518094506/http://www.popmech.ru/science/49153-ozvucheny-detali-rossiyskoy-lunnoy-programmy/}}</ref>.

==== Реакторы-размножители ====
{{дополнить раздел|дата=2010-11-04}}
[[Файл:LMFBR schematics2-rus.svg|thumb|220px|right|Схематическое изображение реакторов-размножителей на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, с интегральной и петлевой компоновкой оборудования.]]
Для получения больших количеств плутония строятся [[Реактор-размножитель|реакторы-размножители]] («бридеры», от {{lang-en|to breed}} — размножать), которые позволяют нарабатывать значительные количества плутония<ref name="Ю. Д. Третьяков"/>. Реакторы названы именно «размножителями» потому, что с их помощью возможно получение делящегося материала в количестве, превышающем его затраты на получение<ref name="Эрншо"/>.

В США строительство первых реакторов данного типа началось ещё до 1950 г. В СССР и Великобритании к их созданию приступили в начале 1950 гг. Однако первые реакторы были созданы для изучения нейтронно-физических характеристик реакторов с жёстким спектром нейтронов. Поэтому первые образцы должны были продемонстрировать не большие производственные количества, а возможность реализации технических решений, закладываемых в первые реакторы такого типа («Клементина», EBR-1, БР-1, БР-2)<ref name="кесслер">{{книга|автор=Кесслер Г.|заглавие=Ядерная энергетика|оригинал=Nuclear fussion reactors. Potential role and risks of converters and breeders|ссылка=https://books.google.com/books?id=hdN4AAAAIAAJ|ответственный=Пер. с англ. под ред. Митяев Ю. И|место={{М}}|издательство=Энергоатомиздат|год=1986|страниц=264|тираж=3700}}</ref>.

Отличие реакторов-размножителей от обычных ядерных реакторов состоит в том, что нейтроны в них не замедляются, то есть отсутствует замедлитель нейтронов (например, [[графит]]). Быстрые нейтроны с некоторой вероятностью делят не только <sup>235</sup>U, но и <sup>238</sup>U, а также выбивают большее количество вторичных нейтронов{{Нет АИ|18|9|2022}}. Это позволяет избытку нейтронов прореагировать с <sup>238</sup>U собразованием урана-239, который в дальнейшем и образует плутоний-239<ref name="бридеры">{{книга|автор=Franklin H. Cocks.|заглавие=Energy demand and climate change: issues and resolutions|ссылка=https://books.google.com/books?id=0wWD_7oiziYC|издательство=Wiley-VCH|год=2009|страниц=251|isbn=3527324461, 9783527324460}}</ref>. В таких реакторах центральная часть, содержащая [[диоксид плутония]] в обеднённом диоксиде урана, окружена оболочкой из ещё более обеднённого [[Диоксид урана|диоксида урана]]-238 (<sup>238</sup>UO<sub>2</sub>), в которой и образуется <sup>239</sup>Pu. Используя вместе <sup>238</sup>U и <sup>235</sup>U, такие реакторы могут производить из природного урана энергии в 50—60 раз больше, позволяя таким образом использовать запасы наиболее пригодных для переработки урановых руд<ref name="Эрншо"/>. Коэффициент воспроизводства рассчитывается отношением произведённого ядерного топлива к затраченному. Однако достижение высоких показателей воспроизводства — нелёгкая задача. [[Тепловыделяющий элемент|ТВЭЛы]] в них должны охлаждаться чем-то отличным от воды, которая замедляет нейтроны (на быстрых нейтронах больше коэффициент воспроизводства). Было предложено использование жидкого натрия в качестве охлаждающего элемента. В реакторах-размножителях используют обогащённый более 15 % по массе уран-235, для достижения необходимого [[Нейтронное облучение|нейтронного облучения]] и коэффициента воспроизводства примерно 1—1,2<ref name="бридеры"/>.

В настоящее время экономически более выгодно получение урана из урановой руды, обогащённой до 3 % ураном-235, чем размножение урана в плутоний-239 с применением урана-235, обогащённого на 15 %<ref name="бридеры"/>. Проще говоря, преимуществом бридеров является способность в процессе работы не только производить электроэнергию, но и утилизировать непригодный в качестве ядерного горючего уран-238<ref name="атм">{{cite web|url=http://www.popmech.ru/article/1924-mirnyiy-atom/|title=Мирный атом: Ядерная энергетика|author=Марина Чадеева|date=2005-04|publisher=Популярная Механика|lang=ru|accessdate=2011-01-03|deadlink=no|archive-date=2011-09-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20110921223608/http://www.popmech.ru/article/1924-mirnyiy-atom/}}</ref>.

=== Противопожарные датчики ===
[[Файл:Радиоизотопный дымовой извещатель РИД-1.jpg|thumb|left|РИД-1]]
Плутоний-239 широко использовался в серийно выпускаемых [[Пожарный извещатель#Радиоизотопный|ионизационных извещателях]] [[РИД-1]], работа которых основана на эффекте ослабления ионизации воздушного межэлектродного промежутка дымом<ref name="шаровар">{{книга|автор=Ф. И. Шаровар|заглавие=Устройства и системы пожарной сигнализации|место={{М}}|издательство=Стройиздат|год=1979|страниц=271|тираж=20000}}</ref><ref>{{YouTube|xWS4b6q2uvc|Дымоизвещатель РИД-1}}</ref>. Данные дымоизвещатели достаточно массово устанавливались в самых различных учреждениях и организациях, включаясь в систему противопожарной безопасности помещения. Дымоизвещатель состоит из двух ионизационных камер, рабочей и контрольной. В каждой камере находится источник ионизирующего излучения АДИ, содержащий реакторный плутоний (главным образом Pu-239). Принцип работы состоит в следующем: в ионизационной камере за счёт альфа-излучения плутония сопротивление ионизированного воздуха уменьшается, воздух из изолятора превращается в [[Проводник (физика)|проводник]]. При подаче напряжения через ионизационные камеры протекает некоторый ток. При установке дымоизвещателя путём регулировки одного из источников АДИ (в рабочей камере, открытой для внешнего воздуха) добиваются протекания такого же тока, как и во второй, контрольной (закрытой) камере. Если в процессе эксплуатации в помещении возникает пожар и в рабочую камеру попадает дым, ток в рабочей камере меняется по сравнению с контрольной, это определяется электроникой и срабатывает тревога<ref>Извещатель дыма радиоизотопный РИД-6М. Паспорт еУ2.845.003 ПС.</ref>.

== Стоимость плутония ==
Один грамм [[Плутоний-238|плутония-238]] (используется в [[РИТЭГ]]) до 1971 года стоил около тысячи [[Доллар США|долларов США]]<ref name="А. М. Голуб">{{книга|автор=А. М. Голуб.|заглавие=Общая и неорганическая химия|оригинал=Загальна та неорганична хімія|издательство=Вища школа|место=Киев|год=1971|том=2|страниц=416|тираж=6700}}</ref>, в 2010-х стоимость оценивалась в 4 тысячи<ref>{{cite web|url=http://www.chemicool.com/elements/plutonium.html|title=Plutonium Element Facts|work=Abundance & Isotopes|publisher=chemicool.com|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618awL50o?url=http://www.chemicool.com/elements/plutonium.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}</ref>.

В 1992 г. США договорились купить у России 30 кг плутония-238 за 6 млн долларов США (200 тыс./кг); в итоге было доставлено около 20 кг<ref name="гизмаг-стерлинг"/>.

<!-- стоимость иных изотопов плутония или причины отсутствия рынка? -->

== См. также ==
* [[Разделение изотопов]]
* [[Оружейный плутоний]]
* [[Актиноиды]]

== Примечания ==
'''Комментарии'''
{{Примечания|широкие|group=~}}

'''Источники'''
{{Примечания|2}}

== Литература ==
* {{Публикация:Испытания ядерного оружия и ядерные взрывы в мирных целях СССР 1949—1990}}
* {{Статья|ссылка=http://int.tgizd.ru/ru/arhiv/2978|автор=В.Ф. Перетрухин, А.М. Федосеев, Е.Б. Музрукова|заглавие=Сибирский самородок. Анна Дмитриевна Гельман|год=2009|язык="ru"|издание=Итоги науки и техники|тип=журнал|месяц=11|номер=11|страницы=82—87}}
* Монография «[https://www.po-mayak.ru/about/history/books_abou_enterprise/%D0%9F%D0%BB%D1%83%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B9%20%D0%B2%20%D0%B4%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D1%87%D1%8C%D0%B8%D1%85%20%D1%80%D1%83%D0%BA%D0%B0%D1%85.pdf] [https://elib.biblioatom.ru/text/sohina_plutoniy-v-devichih-rukah_2003/p0_o/ Плутоний в девичьих руках]».

== Ссылки ==
{{Викисловарь|плутоний}}
{{commonscat-inline}}
: '''На русском язык'''е:
* {{cite web|url=http://n-t.ru/ri/ps/pb094.htm|title=Плутоний|date=2003-10-14|publisher=Популярная библиотека химических элементов|lang=ru|accessdate=2010-10-11|deadlink=no|archive-date=2011-08-22|archive-url=https://www.webcitation.org/618eQvnqg?url=http://n-t.ru/ri/ps/pb094.htm}}
* {{cite web|url=http://nuclphys.sinp.msu.ru/ecology/isotopes/Plutonium.pdf|title=Плутоний|author=И. Я. Василенко, О. И. Василенко|format=pdf|description=Воздействие плутония на организм|pages=— 8 стр|lang=ru|accessdate=2010-12-30|archiveurl=https://www.webcitation.org/618fR8QER?url=http://nuclphys.sinp.msu.ru/ecology/isotopes/Plutonium.pdf|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}
: '''На английском языке''':
* {{книга
 |автор               = Svend Aage Christensen.
 |заглавие         = DIIS Report. The Marshal's baton
 |ссылка             =https://www.webcitation.org/5j5HDPZCN?url=http://www.diis.dk/sw81978.asp|издательство = Danish Institute of International Studies
 |год                   = 2009
 |allpages                 = 278
 |isbn                     = 9788776053314
 |ref                      = Christensen
 }} {{Wayback|url=http://www.diis.dk/sw81978.asp |date=20110927165138 }}{{ref-en}}
* {{cite web|url=http://www.csirc.net/library/la_13638.shtml|title=The Criticality Safety Information Resource Center. A Review of Criticality Accidents: 2000 Revision|publisher=CSIRC|description=Обзоры ядерных происшествий, в том числе связанных и с плутонием|lang=en|accessdate=2010-11-23|deadlink=yes|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070929071256/http://www.csirc.net/library/la_13638.shtml|archivedate=2007-09-29}}
* {{cite web|url=https://web.archive.org/web/20060929015050/http://www.llnl.gov/csts/publications/sutcliffe/|title=A Perspective on the Dangers of Plutonium|author=W. G. Sutcliffe, R. H. Condit, W. G. Mansfield, D. S. Myers, D. W. Layton, P. W. Murphy|date=1995-04-14|publisher=[[Ливерморская национальная лаборатория|Lawrence Livermore National Laboratory]]|lang=en|accessdate=2010-12-29}}
* {{cite web|url=http://www.globalsecurity.org/wmd/library/report/crs/97-564.htm|title=Nuclear Weapons:  Disposal Options for Surplus Weapons-Usable Plutonium|author=Johnson, C. M.; Davis, Z. S.|date=1997-05-22|publisher=CRS Report for Congress # 97-564 ENR|lang=en|accessdate=2010-12-29|archive-date=2021-03-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20210307063451/https://www.globalsecurity.org/wmd/library/report/crs/97-564.htm|deadlink=no}}
* {{cite web|url=http://www.ieer.org/fctsheet/pu-props.html|title=Physical, Nuclear, and Chemical, Properties of Plutonium|date=2005-07|publisher={{iw|IEER|IEER|en|Institute for Energy and Environmental Research}}|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618eSUUeM?url=http://www.ieer.org/fctsheet/pu-props.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}
* {{cite web|url=http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2006/Plutonium/Plutonium.html|title=Plutonium|author=Bhadeshia, H.|publisher=[[Кембриджский университет|University of Cambridge]]|description=Кристаллография плутония|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618eUg2ln?url=http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2006/Plutonium/Plutonium.html|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}
* {{cite web|url=http://discovermagazine.com/2005/nov/end-of-plutonium|title=End of the Plutonium Age|author=David Samuels|date=2005-11-22|publisher=Discover Magazine|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618eWDllv?url=http://discovermagazine.com/2005/nov/end-of-plutonium|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}
* {{cite web|url=http://www.fas.org/nuke/intro/nuke/plutonium.htm|title=Plutonium Production|author=Pike, J.; Sherman, R.|date=2000-06-20|publisher=[[Федерация американских учёных|Federation of American Scientists]]|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618ea5oGL?url=http://www.fas.org/nuke/intro/nuke/plutonium.htm|archivedate=2011-08-22|deadlink=yes}}
* {{cite web|url=http://nuclearweaponarchive.org/Library/Plutonium/|title=Plutonium Manufacture and Fabrication|publisher=Nuclearweaponarchive.org|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618eafrxa?url=http://nuclearweaponarchive.org/Library/Plutonium/|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}
* {{cite web|url=http://www.nuclearfiles.org/menu/key-issues/nuclear-energy/issues/world-plutonium-inventories-ong.htm|title=World Plutonium Inventories|author=Ong, C.|date=1999|publisher=nuclearfiles.org|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618ebj0Xh?url=http://www.nuclearfiles.org/menu/key-issues/nuclear-energy/issues/world-plutonium-inventories-ong.htm|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}
* {{cite web|url=http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@na+@rel+plutonium,+radioactive|title=Plutonium, Radioactive|publisher=NLM Hazardous Substances Databank|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618edbrcs?url=http://toxnet.nlm.nih.gov/cgi-bin/sis/search/r?dbs+hsdb:@term+@na+@rel+plutonium,+radioactive|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}
* {{cite web|url=http://alsos.wlu.edu/qsearch.aspx?browse=science/Plutonium|title=Annotated Bibliography on plutonium|publisher=Alsos Digital Library for Nuclear Issues|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090203184521/http://alsos.wlu.edu/qsearch.aspx?browse=science/Plutonium|archivedate=2009-02-03|deadlink=yes}}
* {{cite web|url=http://www.rsc.org/chemistryworld/podcast/element.asp|title=Chemistry in its element|work=[http://www.rsc.org/images/CIIE_plutonium_48kbps_tcm18-121120.MP3 Plutonium]|publisher=Royal Society of Chemistry's Chemistry World|format=mp3|lang=en|accessdate=2010-12-29|archiveurl=https://www.webcitation.org/618efZDg1?url=http://www.rsc.org/chemistryworld/podcast/element.asp|archivedate=2011-08-22|deadlink=no}}

{{внешние ссылки}}
{{Периодическая система элементов}}
{{Ряд Активности Металлов}}
{{Ядерная технология}}
{{Загрязнения}}
{{Соединения плутония}}


[[Категория:Химические элементы]]
[[Категория:Радиоактивные элементы]]
[[Категория:Металлы]]
[[Категория:Актиноиды]]
[[Категория:Плутоний|*]]
[[Категория:Трансурановые элементы]]



{{спам-ссылки|1=

* bse.sci-lib.com/article004689.html
* bse.sci-lib.com/article089986.html

* http://www.lib.ru/MEMUARY/MANHATTEN/grove.txt
}}