Alm. Plutonium (n), Fr. Plutonium (m), İng. Plutonium. Transuranyum serisi elementlerinin ikincisi, sun’î olarak yapılabilen radyoaktif bir element. Sembolü Pu, atom ağırlığı 244 ve atom numarası 94’tür. Plutonyum-238 izotopu; uranyum-235 izotopunun nötron bombardımanı ile, 1940 yılında, Kaliforniya Üniversitesinde Glenn T. Seabor ve çalışma arkadaşları tarafından elde edildi. Bu târihten sonra plutonyum, nükleer reaktör ve silâhlarda kullanılmaya başlanmıştır.

Plutonyum gümüş görünümünde metal olup, 639,85°C’de erir ve 3230°C’de kaynar. Özgül ağırlığı 19,8 g/cm3tür. Plutonyum aktinitler serisine dâhil olup, diğer aktinitler gibi toprakta nâdir bulunur. Plutonyum; gümüş, alüminyum, berilyum, kobalt, demir, mangan ve nikelle alaşım meydana getirebilir. Birçok plutonyum bileşikleri yapılmıştır.

İzotopları: Plutonyuma uranyum cevherleri içerisinde eser miktarda rastlanır. Bu bakımdan reaktör ve laboratuarlarda kullanılabilmesi için sun’î olarak üretilmesi gerekir. Kütle numaraları 232’den 246’ya kadar değişen en az 15 izotopu yapılabilmektedir. Bunların içinde en önemlisi Pu-239 izotopudur.

Nükleer reaktörlerde tabiî uranyum-238 izotopu nötron bombardımanına tâbi tutulursa uranyum-239 elde edilir. Bu izotopun iki defa b ışıması yapması sonucu plutonyum-239 elde edilir. Pu-239 izotopunun yarılanma süresi 24.360 senedir ve alfa ışını yayarak uranyum 235 izotopu hâline dönüşür. Diğer mühim izotoplarından Pu-238 yarılanma süresi 86,4 sene, Pu-244 ise 76 milyon sene olup, Alfa ışıması yaparak yarılanırlar.

Kullanılışı: Pu-239’un fisyon (bölünme) özelliğine sâhip olması ve nükleer reaktörlerde yan ürün olarak elde edilebilmesi, bunun atom ve hidrojen bombaları için nükleer patlayıcı olarak kullanılmasına imkân sağlamaktadır. 1945 senesindeNagazaki’de patlatılan atom bombası Pu-239 izotopundan yapılmıştı.

Hafif su soğutmalı nükleer reaktörlerde senede 225 Kg Pu-239 yan ürün olarak elde edilir. Bu yan ürün normal olarak tekrar işleme sokularak plutonyum oksit ve uranyum oksit ihtivâ eden yakıt çubukları olarak reaktörlerde kullanılabilir. Pu-239’un sıvı-metal soğutmalı nükleer reaktörlerde kullanılması programlanmaktadır. Pu-238’in alfa ışını yayarken çıkardığı ısı, Apollo uzay araçlarında elektrik üretimi maksadı ile kullanılmıştır. Pu-238 sun’î kalp yapım çalışmalarında da kullanılmaktadır. Pu-242 ve Pu-244’ün tıp ve metalurjide kullanma sahaları vardır.

Yapılışı: Plutonyumu, reaktördeki radyasyon veren diğer maddelerden ayırmak ve saflaştırmak için çeşitli kimyâsal işlemlere başvurulur. Uranyum ve plutonyum ihtivâ eden reaktörden plutonyumu ayırmak için karışım, nitrat asidi içinde çözülür. Burada plutonyum 6+ oksidasyon basamağına kadar yükseltgenir. Sonra hekzon (metil n-butil keton) ile karışımdan çekilip alınır. Bu işlemi alüminyum nitrat çözeltisiyle muâmele tâkip eder. Alüminyum nitrat çözeltisi plutonyumu (3+) oksidasyon kademesine indirir. Saf plutonyum elde edilmesi için oksitleme işlemi birkaç defâ tekrarlanır.

İnsan üzerindeki etkisi: Plutonyum çok zehirlidir. Deri üzerindeki bir yaraya mikrogram miktarı temas ederse kansere sebep olur. Plutonyum zerrecikleri havada kolayca askıda kalabildiği için, teneffüs yolu ile ciğerlere alınabilir. Plutonyum ciğer kanserine sebep olur. Vücut içerisine girer girmez, kemik maddesine hücum ederek kemik kanserine de sebebiyet verebilir.

Çevreye etkisi: Nükleer santral reaktörlerinin artıkları bol miktarda plutonyum ihtivâ ettiği için çok iyi muhâfaza edilmelidir. Nükleer bomba denemeleriyle çevreye plutonyum artıkları yayılmış durumdadır. Her patlayacak atom bombası insanlığın felâketine ortam hazırlamaktadır.