Mostrar código-fonte de Plutónio

{{Ver desambiguação|Plutónio}}
{{Elemento/Plutônio}}
O {{PEPB|plutónio|plutônio}} (em homenagem ao corpo celeste [[Plutão]]) é um [[tabela periódica|elemento químico]] representado pelo símbolo '''Pu''' e de [[número atómico|número atômico]] igual a 94 (94 [[protões]] e 94 [[electrões]]). À temperatura ambiente, o '''plutônio''' encontra-se no [[Sólido|estado sólido]]. Pertencente a família dos [[actinídeo]]s, é um [[metal]] [[radioativo]], frágil, muito denso e de cor prateada-branca, que embaça em contato com o [[ar]], formando um revestimento amorfo quando oxidado. Tem o maior [[número atômico]] dentre os elementos primordiais, é encontrado em poucas quantidades junto a minérios de urânio, sendo formado naturalmente por capturas neutrônicas de átomos de urânio. O mais estável [[isótopo]] do plutônio é o [[plutônio-244]], com uma [[meia-vida]] de cerca de 80 milhões de anos, grande o suficiente para que se encontre traços dele na natureza.<ref>{{citar periódico|doi = 10.1038/234132a0|url=http://www.nature.com/nature/journal/v234/n5325/abs/234132a0.html|título= Detection of Plutonium-244 in Nature|periódico= Nature|páginas= 132–134|ano= 1971|último1 = Hoffman|primeiro1 = D. C.|último2 = Lawrence|primeiro2 = F. O.|último3 = Mewherter|primeiro3 = J. L.|último4 = Rourke|primeiro4 = F. M.|volume = 234|bibcode = 1971Natur.234..132H|número=5325}}</ref> Plutônio é principalmente um produto de [[reações nucleares]] em reatores onde alguns nêutrons liberados em [[Fissão nuclear|fissões nucleares]] são capturados por átomos de [[Urânio-238]], que após uma série de decaimentos, finalmente torna-se '''Pu'''.<ref>[http://www.nytimes.com/2011/03/29/world/asia/29japan.html "Contaminated Water Escaping Nuclear Plant, Japanese Regulator Warns"]. ''[[The New York Times]]''.</ref> O elemento normalmente exibe seis [[alótropo]]s e quatro [[estado de oxidação|estados de oxidação]]. Ele reage com [[carbono]], [[halogênio]]s, [[nitrogênio]], [[silício]] e [[hidrogênio]]. Quando exposto ao ar úmido, forma [[óxido]]s e [[hidreto]]s que expandem a amostra em até 70% do volume, podendo entrar em ignição espontaneamente como um pó. Como toda substância radioativa, o manuseio do plutônio é uma atividade perigosa.

Ele difere muito em suas características físico-químicas com os elementos do resto do grupo. Possui sete diferentes formas alotrópicas com base na temperatura e pressão aplicadas:α, β, γ, δ, δ', ε e ζ. Levando a níveis de [[oxidação]] de +2 a +7. A densidade varia de entre as formas alotrópicas de 19,8 g/cm³ (α-Pu) a 15,9 g / cm³ (δ-Pu).

Ambos o [[plutônio-239]] e [[plutônio-241]] são físseis, significando que eles podem sustentar uma reação em cadeia, levando a aplicações em [[armas nucleares]] e [[reatores nucleares]]. [[Plutônio-240]] exibe uma grande taxa de [[fissão espontânea]], elevando o [[fluxo de nêutrons]] de qualquer amostra que o contém. A presença de plutônio-240 limita usabilidade de uma amostra de plutônio em armas ou a sua qualidade em como um combustível em um reator, e a percentagem de Pu-240 determina o seu grau (grau para armas, combustível ou reator).

[[Plutônio-238]] tem uma meia vida de 88 anos e é um emissor de [[partículas alfa]]. Ele é uma fonte de calor em [[geradores termoelétricos de radioisótopos]], que são usados como fonte de energia para algumas sondas. Isótopos de plutônio são caros e inconveniente de se separar, sendo manufaturados em reatores especializados.

Uma equipe liderada por [[Glenn T. Seaborg]] e [[Edwin McMillan]] na [[Universidade da Califórnia, Berkeley]], sintetizou plutônio pela primeira vez em 1940 bombardeando [[urânio-238]] com [[deutério]]. Traços de Pu na natureza foram descobertos subsequentemente. Produzindo plutônio em quantidades utilizáveis pela primeira vez foi a maior parte do [[Projeto Manhattan]] durante a [[Segunda Guerra Mundial]], que desenvolveu armas nucleares pela primeira vez. O primeiro teste nuclear, a [[Experiência Trinity]] (julho de 1945) e a segunda bomba nuclear a ser usada contra humanos, na cidade de [[Nagasaki]], em agosto de 1945, [[Fat Man]], eram ambas bombas que tinham um núcleo de plutônio-239. [[Experimentos de radiação com humanos]] utilizando plutônio foram conduzidos sem o consentimento informado, e vários acidentes de criticidade, alguns letais, ocorreram durante e depois da guerra. A disposição de resíduos de Pu de usinas nucleares e armas nucleares desmanteladas construídas durante a [[Guerra Fria]] são uma preocupação ambiental e a respeito da [[proliferação nuclear]]. Outras fontes de Pu no ambiente são o fallout nuclear de numerosos testes nucleares acima do solo (agora banidos por [[tratado]]).

== História ==

=== Descoberta ===
[[Imagem:Glenn_Seaborg_-_1964.jpg|miniatura|left|[[Glenn T. Seaborg]] e sua equipe foram os primeiros a sintetizar plutônio.]]
[[Enrico Fermi]] e uma equipe de cientistas da [[Universidade de Roma "La Sapienza"|Universidade de Roma]] informaram que eles haviam descoberto o elemento 94 em 1934. Fermi chamou o elemento de hesperium e mencionou o nome em sua palestra em 1938. A amostra foi na verdade uma mistura de [[bário]], [[criptônio]] e outros elementos, mas isso não era conhecido na época, porque a [[fissão nuclear]] ainda não havia sido descoberta.

[[Glenn T. Seaborg]] e sua equipe, em Berkeley, foram os primeiros a produzir plutónio.

Plutónio (especificamente, plutônio-238) foi produzido pela primeira vez e isolado em 14 de dezembro de 1940, e quimicamente identificado em [[23 de fevereiro]] de [[1941]] por [[Glenn T. Seaborg]], [[Edwin McMillan]], [[Joseph William Kennedy]], e [[Arthur Wahl]]. O elemento era originalmente produzido pelo bombardeio de urânio por deutério em um [[Cíclotron|ciclotron]] de 150 centímetros na [[Universidade da Califórnia em Berkeley|Universidade da Califórnia]], [[Berkeley]].
No experimento de 1940, Neptúnio-238 foi criado diretamente pelo bombardeio, mas deteriorado por [[emissão beta]], dois dias depois, o que indicou a formação do elemento 94.

Um trabalho documentando a descoberta foi preparado pela equipe e enviado à revista [[Physical Review]] em março de 1941. O artigo foi retirado antes de sua publicação, após a descoberta de que um isótopo desse novo elemento ([[plutônio-239]]) poderia sofrer fissão nuclear de maneira que possa ser utilizado na fabricação de uma [[bomba atômica]]. A publicação foi atrasada até um ano após o final da [[Segunda Guerra Mundial]], devido a preocupações de segurança.

Edwin McMillan havia recentemente aplicado ao primeiro [[elemento transurânico]] o nome em homenagem ao planeta [[Netuno (planeta)|Netuno]], e sugeriu que o elemento 94, sendo o elemento seguinte na série, deveria ser nomeado para o que era, até então, considerado o próximo planeta, [[Plutão]]. Seaborg originalmente considerou o nome "plutium", mas depois pensou que não tinha som tão bom quanto "plutónio." Ele escolheu as letras "Pu" como uma piada, que passou sem aviso prévio para a [[tabela periódica]]. Outros nomes alternativos considerados por Seaborg e outros foram "ultimium" ou "extremium" devido à crença errônea de que tinham encontrado o último possível elemento na tabela periódica.

=== Primeiras pesquisas ===
Após alguns meses de estudo inicial, concluiu-se que as propriedades químicas do plutónio eram semelhantes à do [[urânio]]. As pesquisas iniciais foram mantidas em segredo no Laboratório Metalúrgico da [[Universidade de Chicago]]. Em [[18 de agosto]] de [[1942]], uma quantidade deste elemento foi isolado e medida pela primeira vez. Cerca de 50 microgramas de plutónio-239 combinado com produtos da fissão do urânio foram produzidos e apenas cerca de 1 micrograma foi isolado. Esta amostra permitiu aos químicos que determinassem o peso do novo elemento químico.

Em [[1942]] os E.U.A havia acumulado 500 gramas de sais de plutónio, e formou grupos de cientistas para realizar análises mais profundas no elemento, além de vários outros menores, três deles eram os mais importantes:
*Grupo para fornecer plutónio puro por métodos químicos (Los Alamos: J. W. Kennedy, C. S. Soares, A. C. Wahl, C. S. Garner, I. B. Johns);
*Grupo para estudo do comportamento de plutónio em soluções, incluindo um estudo de seus estados de oxidação, potenciais de ionização e da cinética de reação (Berkeley: W. M. Latimer, E. D. Eastman, R. E. Connik, J. W. Gofman, etc.);
* Grupo para estudo da química dos complexos de íons de plutónio (Iowa: F. H. Spedding, W. H. Sullivan, F. A. Voigt, como Newton).

Em novembro de 1943, trifluoreto de plutónio foi [[Redução|reduzido]] para criar a primeira amostra de plutónio metálico, resultando em alguns microgramas de deste composto. Foi o primeiro elemento transurânico sintetizado artificialmente com uma amostra pura visível a olho nu.
As propriedades nucleares de plutónio-239 também foram estudadas, os pesquisadores descobriram que quando ele é atingido por um nêutron ele pode sofrer um processo de fissão nuclear, liberando mais nêutrons e energia. Esses nêutrons podem atingir outros átomos de plutónio-239 e assim por diante, e formar uma reação em cadeia. Isso pode resultar em uma explosão grande o suficiente para destruir uma cidade, se o isótopo estiver concentrado o suficiente para formar uma [[massa crítica]].

Na antiga [[URSS]] as primeiras experiências para criar Pu-239 ocorreram entre [[1934]] e [[1944]], sob a liderança de [[Igor Kurchatov]] e B. Khlopin. Em pouco tempo, a União Soviética realizou amplos estudos sobre as propriedades de plutónio. No início de 1945, o primeiro cíclotron da Europa foi construído em 1937 no Instituto Radium, a primeira amostra de plutónio foi obtida ao irradiar urânio no cíclotron. Na cidade de Ozersk em 1945 foi iniciada a construção do primeiro reator nuclear comercial para produzir plutónio, a planta nuclear Mayak, finalizada em 19 junho de 1948.

===Produção durante o Projeto Manhattan===
[[Imagem:Manhattan Project US Map.png|miniatura|direita|300px|Locais de pesquisa do Projeto Manhattan.]]
A origem do [[Projeto Manhattan]] é frequentemente associada à [[Carta Einstein–Szilárd|carta de]] [[Albert Einstein]] a [[Franklin Roosevelt]], então presidente dos E.U.A. A carta dizia da preocupação de Einstein de que a [[Alemanha Nazista]] pudesse vir a desenvolver armas nucleares. O projeto de programa nuclear, dos quais formados no Projeto Manhattan, foi aprovado e estabelecido por decreto presidencial.<ref>
{{citar web
|url = http://www.lanl.gov/history/road/siteselection.shtml
|autor = LANL contributors
|obra= LANL History
|título= Site Selection
|publicado= Los Alamos National Laboratory
|local= Los Alamos, New Mexico
|acessodata=23 de dezembro de 2008
}}</ref> Sua atividade do Projeto Manhattan começou a 12 de agosto de 1942. Seus três objetivos principais eram:
*Produção de plutónio no complexo [[Hanford Site]];
*Enriquecimento de urânio em [[Oak Ridge (Tennessee)|Oak Ridge]], [[Tennessee]];
*Pesquisa no campo das armas nucleares e construção de uma bomba atômica no [[Laboratório Nacional de Los Alamos]].<ref>{{citar periódico
|último = Hammel
|primeiro = E.F.
|ano= 2000
|título= The taming of "49"&nbsp; – Big Science in little time. Recollections of Edward F. Hammel, pp. 2–9. In: Cooper N.G. Ed. (2000). Challenges in Plutonium Science
|periódico= Los Alamos Science
|volume = 26
|número= 1
|páginas= 2–9
|url = http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818010.pdf
|acessodata=15 de fevereiro de 2009
}}
:{{citar periódico
|último = Hecker
|primeiro = S.S.
|ano= 2000
|título= Plutonium: an historical overview. In: Challenges in Plutonium Science
|periódico= Los Alamos Science
|volume = 26
|número= 1
|páginas= 1–2
|url = http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/number26.htm
|acessodata=15 de fevereiro de 2009
}}</ref>

O primeiro reator que tornou possível a obtenção de Pu foi o [[Chicago Pile-1|Chicago-Pile-1]], comissionado em [[2 de dezembro]] de [[1942]]. Ele consistia de 6 toneladas de urânio metálico, 34 toneladas de óxido de urânio e 400 toneladas de [[grafite]] em blocos.<ref>{{citar web
|url = http://www.atomicheritage.org/index.php?option=com_content&task=view&id=288&Itemid=202
|título= Atomic History Timeline 1942–1944
|publicado= Atomic Heritage Foundation
|último = Sublette
|primeiro = Carey
|local= Washington (DC)
|acessodata=22 de dezembro de 2008
}}</ref> As únicas coisas que poderiam parar a reação nuclear em cadeia eram as barras de cádmio, que possuíam uma grande capacidade de captura dos nêutrons térmicos necessários para a manutenção da reação em cadeia. Devido à ausência de proteção contra as radiações e resfriamento, a sua [[potência]] de operação era limitada em 200 [[Watt]]s, porém, graças ao Chicago-Pile-1, foi possível produzir plutónio em uma quantidade maior do que os ciclotrons. Meses depois, o reator experimental X-10 continuou o trabalho iniciado pelo Chicago-Pile-1 na produção de Pu para o projeto, porém se descobriu que a porcentagem do [[isótopo]] Pu-240 no plutónio produzido por esses reatores era grande, sendo necessária sua separação do Pu-239 através de um enriquecimento para que não ocorresse a detonação acidental de armas nucleares.

===[[Experiência Trinity|Trinity]] e [[Fat Man]]===
A forma de detonação de armas nucleares de plutónio (por implosão) era de baixa confiabilidade, por isso testes anteriores eram necessários para comprovar o seu funcionamento. Sendo assim foi criado um artefato pouco antes do uso destas armas em guerra. A Trinity detonou em 16 de Julho de [[1945]], com um poder explosivo equivalente a 20 quilotons de TNT.

Tendo certeza do sucesso destas armas, foi logo feito uma bomba para ser usada em guerra, o [[Fat Man]], esta bomba tinha três alvos, o primário era [[Kokura]], o secundário [[Nagasaki]], Kokura estava encoberta por nuvens, e portanto era quase certo de que a bomba erraria o alvo. Então os [[B-29 Superfortress]] rumaram para Nagasaki, que apesar de também estar sob nuvens e ventos, dissipou-se logo, então foi ordenado que a cidade deveria ser atacada. A bomba foi lançada, mas se deslocou durante a queda, caindo em um vale ao lado e parte da explosão foi contida, mesmo assim a bomba dizimou a cidade.

== Disponibilidade e produção ==

Quantidades pequenas, traços, de ao menos três isótopos de plutônio (Pu 238, 239 e 244) podem ser encontrados na natureza. Pequenas quantidades de Pu-239, em algumas partes por milhão, e seus produtos de decaimento são naturalmente encontrados em minérios concentrados de urânio.<ref name = "Miner1968p541">{{harvnb|Miner|1968|p = 541}}</ref> assim como no [[fissão nuclear|reator nuclear natural de fissão]] em [[Oklo]], [[Gabão]].<ref>
{{citar web
|url= http://www.ocrwm.doe.gov/factsheets/doeymp0010.shtml
|título= Oklo: Natural Nuclear Reactors
|publicado= U.S. Department of Energy, Office of Civilian Radioactive Waste Management
|ano= 2004
|autor= DOE contributors
|acessodata= 16 de novembro de 2008
|arquivourl= https://web.archive.org/web/20081020201724/http://www.ocrwm.doe.gov/factsheets/doeymp0010.shtml
|arquivodata= 2008-10-20
|urlmorta= yes
}}
</ref> A razão de Pu-239 para o urânio no depósito de urânio [[Cigar Lake Mine]] varia de 2,{{val|4|e=-12}} para {{val|44|e=-12}}.<ref name = "Cigar">
{{citar periódico
|periódico= Geochimica et Cosmochimica Acta
|volume = 63|número= 2|páginas= 275–285
|ano= 1999
|doi = 10.1016/S0016-7037(98)00282-8
|título= Nature's uncommon elements: plutonium and technetium
|primeiro1 = David
|último1 = Curtis
|último2 = Fabryka-Martin |primeiro2 =June |último3 =Paul |primeiro3 =Dixon |último4 =Cramer|primeiro4 =Jan
|bibcode=1999GeCoA..63..275C
}}</ref> Mesmo pequenas quantidades de nuclídeos primordiais de Plutônio-244 ocorrem naturalmente devido a sua relativa meia-vida longa de cerca de 80 milhões de anos.<ref>
{{citar periódico
|primeiro1 = D. C.
|último1 = Hoffman
|último2 = Lawrence|primeiro2 =F. O.|último3 =Mewherter|primeiro3 =J. L.|último4 =Rourke|primeiro4 =F. M.
|título= Detection of Plutonium-244 in Nature
|periódico= Nature
|id = Nr. 34
|ano= 1971
|páginas= 132–134
|doi = 10.1038/234132a0
|volume = 234
|bibcode = 1971Natur.234..132H
|número=5325}}</ref> Esses traços de <sup>239</sup>Pu originam de três formas diferentes: em raras ocasiões, <sup>238</sup>U sofre fissão espontânea, e no processo, o núcleo emite 2 ou 3 nêutrons livres com algumas energia cinética. Quando um desses nêutrons atinge o núcleo de outro átomo de <sup>238</sup>U, ele é absorvido pelo átomo, que torna-se <sup>239</sup>U. Com uma relativa meia-vida curta,<sup>239</sup>U decai para [[netúnio]]-239 (<sup>239</sup>Np), e então em <sup>239</sup>Np decai em <sup>239</sup>Pu.

Devido a relativa longa meia-vida do plutônio-240, ele ocorre na cadeia de decaimento do plutônio-244, ele também deve estar presente, embora em 10 000 vezes mais raro. Finalmente, pequenas amostras de Pu-238 foram achadas em amostras de urânio natural, devido ao raro decaimento beta do U-238 em Pu-238.<ref>{{citar jornal|autor =Peterson, Ivars |título=Uranium displays rare type of radioactivity|publicado=Science News|data=7 de dezembro de 1991|url=http://findarticles.com/p/articles/mi_m1200/is_n23_v140/ai_11701241/}}</ref>

Pequenos traços de plutônio são usualmente encontrados no corpo humano devido aos mais de 550 testes nucleares atmosféricos e aquáticos que foram feitos, e um número pequeno de acidentes nucleares com reatores civis. A maioria dos testes nucleares aquáticos e atmosféricos foram parados pelo Tratado de banimento parcial dos testes, em 1963, que foi ratificado pelos [[Estados Unidos]], [[Reino Unido]], [[União Soviética]], e outras nações. Testes nucleares atmosféricos ocorreram depois de 1963 por nações que não assinaram o tratado, incluindo aquelas da [[República Popular da China]] (teste com [[bomba atômica]] sobre o [[Deserto de Gobi]] em 1964,teste com [[bomba de hidrogênio]] em 1967, e testes seguintes) e [[França]] (testes tão recentes como da década de 1990). Devido à fabricação deliberada para armas nucleares e reatores nucleares, plutônio-239 é o isótopo mais abundante do plutônio até agora.<ref name = "Emsley2001">{{harvnb|Emsley|2001}}</ref> Também a hipotético a possibilidade de quantidades realmente muito pequenas de plutônio produzido pelo bombardeamento de minério de urânio por [[raios cósmicos]].

Até 2002, 1 200 toneladas de plutônio<ref>Overview of Plutonium and Its Health Effects by Casey Burns April, 2002</ref> tinham sido produzidas em reatores nucleares, e pelo [[reprocessamento nuclear]]. Durante a produção e teste de armas nucleares, uma certa quantidade de plutônio foi liberada no ambiente, uma estimativa de 12,7 toneladas somente para o programa nuclear dos E.U.A. sozinho.<ref>"Quality Status Report 2000 for the North East-Atlantic (Regional QSR III, Chapter 4 Chemistry, p66" (http:/ / www. ospar. org/ eng/ doc/ pdfs/ R3C4. pdf) (PDF). OSPAR Commission. Retrieved 3 June 2007.] Plutonium Wastes from the U.S. Nuclear Weapons Complex</ref> Em adição, durante a produção do plutônio em reatores nucleares civis, o plutônio foi liberado por acidentes de design e escapou para a biosfera, e tem sido encontrado em camadas sedimentares e em espécies aquáticas.

De forma artificial, o [[plutônio-239]] é produzido em reatores nucleares por sucessivos decaimentos beta pelo U-239 e Np-239 expressos por essa equação:
:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{239}_{\ 92}U\ \xrightarrow[23,5 \ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,3565 \ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}</math>

O Pu-238, utilizado em geradores termoelétricos de radioisótopos, foi o primeiro a ser sintetizado, ele é criado quando o U-238 é bombardeado por um [[deuterio]] produzindo [[netunio]] (intermediário) e depois [[Pu-238]].
:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{2}_{1}D\ \longrightarrow \ ^{238}_{\ 93}Np\ +\ 2\ ^{1}_{0}n \quad;\quad ^{238}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2.117 \ d]{\beta^-} \ ^{238}_{\ 94}Pu}</math>
Os demais isótopos são produzidos quando o Pu-239 captura um [[nêutron]] mas não sofre [[fissão nuclear]]

== Características==

=== Propriedades físicas ===
<!-- [[Imagem:Radii of the actinides.svg|left|miniatura|Radii of actinides]] -->
Plutônio, como a maioria dos metais, tem um brilho prateado ao início, sendo muito semelhante ao [[níquel]], mas quando ele se [[Oxidação|oxida]] muito rápido, assumindo um revestimento cinza, embora amarelo e verde oliva já tenham sido também reportados.<ref name = "WISER">
{{citar web
|url = http://webwiser.nlm.nih.gov/getSubstanceData.do;jsessionid=89B673C34252C77B4C276F2B2D0E4260?substanceID=419&displaySubstanceName=Plutonium,%20Radioactive&UNNAID=&STCCID=&selectedDataMenuItemID=44
|autor = NIH contributors
|publicado= U.S. National Library of Medicine, National Institutes of Health
|local= Bethesda (MD)
|título= Plutonium, Radioactive
|obra= Wireless Information System for Emergency Responders (WISER)
|acessodata=23 de novembro de 2008
}} (public domain text)</ref><ref>
{{citar periódico
|título= Nitric acid processing
|url = http://arq.lanl.gov/source/orgs/nmt/nmtdo/AQarchive/3rdQuarter08/page3.shtml
|periódico= Actinide Research Quarterly
|autor = ARQ staff
|ano= 2008
|número= 3rd quarter
|publicado= Los Alamos National Laboratory
|local= Los Alamos (NM)
|citação= While plutonium dioxide is normally olive green, samples can be various colors. It is generally believed that the color is a function of chemical purity, stoichiometry, particle size, and method of preparation, although the color resulting from a given preparation method is not always reproducible.
|acessodata=9 de fevereiro de 2010
}}</ref> A temperatura ambiente o plutônio está em sua [[alótropos do plutônio|forma α]] (''alfa''). Essa, é a mais comum forma estrutural do elemento (alótropo), e é duro e quebradiço assim como o [[ferro fundido]], a não ser que seja ligado a outros metais para torná-lo mais macio e dúctil. Diferente dos outros metais, ele não é um bom condutor de [[condutividade térmica|calor]] ou [[condutividade elétrica|eletricidade]]. Ele tem um baixo [[ponto de fusão]] (640 °C) e um não usual alto [[ponto de ebulição]] ({{Fmtn|3228}} °C).<ref name = "WISER"/>

[[Decaimento alfa]], que libera núcleos de [[hélio]] de alta energia cinética, é a mais comum forma de [[decaimento radioativo]] para o plutônio.<ref name = "NNDC">
{{citar web
|url = http://www.nndc.bnl.gov/chart/
|primeiro = Alejandro A. |último=Sonzogni
|título = Chart of Nuclides
|editor = National Nuclear Data Center, [[Brookhaven National Laboratory]]
|acessodata = 13-09-2008
|data = 2008
|local = Upton
}}</ref> Uma massa de 5 kg de <sup>239</sup>Pu contêm cerca de 12,5 X 10<sup>24</sup> átomos. Com uma meia vida de 24 100 anos, cerca de 11,5 X 10<sup>12</sup> de seus átomos decaem a cada segundo, emitindo uma partícula alfa de {{Fmtn|5157}} [[MeV]] de [[energia]]. Isso gera cerca de 9,68 watts de energia. Calor produzido pela desaceleração daquelas partículas alfas, tornando-o morno ao toque.<ref name = "Heiserman1992">{{harvnb|Heiserman|1992|p=338}}</ref><ref>
{{citar livro
|último = Rhodes |primeiro = Richard
|ano= 1986
|título= The Making of the Atomic Bomb
|isbn = 0-671-65719-4
|páginas= 659–660
|publicado= Simon & Schuster
|local= New York}} Leona Marshall: "When you hold a lump of it in your hand, it feels warm, like a live rabbit"</ref>

[[Resistividade]] é a medida do quão forte um material se opõe ao fluxo de [[corrente elétrica]]. A resistividade do plutônio a temperatura ambiente é muito grande para um metal, e torna-se ainda maior a temperaturas menores, o que é uma característica não usual nos metais.<ref name = "Miner1968p544"/> e tende a continuar a cair até 100&nbsp;[[Kelvin|K]], abaixo disso a resistividade rapidamente diminui para as amostras. A resistividade então começa a aumentar com o tempo perto de 20&nbsp;, devido ao dano da radiação, que com o ritmo ditado pela composição isotrópica da composição da amostra.<ref name = "Miner1968p544"/>

Devido a auto-irradiação, uma amostra de Pu fatiga-se através ada sua estrutura cristalina, significando que o arranjo dos seus átomos torna-se desordenado pela radiação com o tempo.<ref name = "HeckerPlutonium" /> Auto-irradiação também pode levar ao [[recozimento]] que neutraliza os efeitos da fatiga, causados pela radiação, de acordo com o aumento da temperatura acima de 100 K.<ref>
{{citar periódico
|título= Aging of Plutonium and Its Alloys
|página= 242
|periódico= Los Alamos Science
|ano= 2000
|número= 26
|url = http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?00818029.pdf
|formato= PDF
|último = Hecker
|primeiro = Siegfried S.
|autor2 =Martz, Joseph C.
 |local= Los Alamos, New Mexico
|publicado= Los Alamos National Laboratory
|acessodata=15 de fevereiro de 2009
}}</ref>

Também diferente dos outros metais, o plutônio aumenta a sua densidade quando derretido, em cerca de 2,5% para ser mais preciso. Mas o metal líquido exibe uma diminuição linear da densidade com a temperatura.<ref name="Miner1968p544">{{harvnb|Miner|1968|p = 544}}</ref> Perto do ponto de fusão, o plutônio líquido tem também uma alta viscosidade e [[tensão superficial]] quando comprado a outros metais.<ref name = "HeckerPlutonium"/>

=== Alótropos ===
[[Imagem:Plutonium density-eng.svg|miniatura|217x217px|Plutônio tem seis alótropos à [[CNTP]]:'''alfa''' (α), '''beta''' (β), '''gama''' (γ), '''delta''' (δ), '''delta prime''' (δ'), & '''epsilon''' (ε)<ref name = "Baker1983"/>|alt=A graph showing change in density with increasing temperature upon sequential phase transitions between alpha, beta, gamma, delta, delta' and epsilon phases]]
<!--[[Imagem:Pu-phases.png|miniatura]]-->
Plutônio normalmente tem seis [[Alotropia|alótropos]] e forma uma sétima (zeta, ζ) a alta temperatura com uma faixa de pressão limitada.<ref name = "Baker1983">
{{citar periódico
|url = http://library.lanl.gov/cgi-bin/getfile?07-16.pdf
|título= Plutonium: A Wartime Nightmare but a Metallurgist's Dream
|último1 = Baker
|primeiro1 = Richard D.
|último2 = Hecker|primeiro2 = Siegfried S.
|último3 = Harbur|primeiro3 = Delbert R.
|periódico= Los Alamos Science
|ano= 1983
|publicado= Los Alamos National Laboratory
|páginas= 148, 150–151
|acessodata=15 de fevereiro de 2009
}}</ref><!-- Note: page 148 --> Esses alótropos, que são diferentes modificações estruturais ou formas de um elemento, tem [[energia interna|energias internas]] muito similares, entretanto variando significativamente de [[densidade]] e estrutura de cristal. Isso faz do plutônio sensitivo a mudanças de temperatura, pressão, ou química, e permite mudanças de volume dramáticas durante a transição de uma fase alotrópica à outra.<ref name = "HeckerPlutonium">
{{citar periódico
|primeiro = Siegfried S.
|último = Hecker
|título= Plutonium and its alloys: from atoms to microstructure
|periódico= Los Alamos Science
|volume = 26
|ano= 2000
|páginas= 290–335
|url = http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00818035.pdf
|formato= PDF
|acessodata=15 de fevereiro de 2009
}}</ref> As densidades dos alótropos variam de 16,00 g/cm<sup>3</sup> para 19,86 g/cm<sup>3</sup>.<ref name = "CRC2006p4-27">{{harvnb|Lide|2006|pp = 4–27}}</ref>

A presença desses vários alótropos fazem da usinagem do plutônio muito difícil, uma vez que ele muda muito de um estado a outro. Por exemplo, a forma α existe em CNTP no plutônio não ligado. Tendo características de usinagem semelhantes as do [[ferro fundido]] mas muda para a forma plástica e maleável β (''beta'') com uma pequena mudança de temperatura.<ref name = "Miner1968p542"/> As razões para o complicado diagrama de fase ainda não são inteiramente compreendidas. A forma α tem uma estrutura de cristal monoclínico de baixa simetria, por isso a sua fragilidade, força, compressibilidade e pobre condutividade térmica.<ref name = "Baker1983"/>

Plutônio na forma δ normalmente existe entre 310 °C à 452 °C mas é estável à temperatura ambiente quando ligado a pequenas porcentagens de [[gálio]], [[alumínio]], ou [[cério]], melhorando o seu manuseio e permitindo-o a sua [[soldagem]].<ref name = "Miner1968p542"/>  A forma Delta tem uma característica mais metálica, e é rudemente mais forte e maleável que o alumínio.<ref name = "Baker1983"/> Em armas de fissão, as [[ondas de choque]] usadas para comprimir um núcleo de plutônio causarão também uma transição da fase Delta usual para a densa fase Alfa, significativamente ajudando-o a atingir a [[super criticidade]].<ref>{{citar jornal|url=http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/pu-phase.htm|título=Plutonium Crystal Phase Transitions|publicado=GlobalSecurity.org}}</ref> A fase ε, o alótropo sólido com a maior temperatura, exibe anormalmente uma alta autodifusão atômica comparado com os outros metais.<ref name = "HeckerPlutonium"/>

=== Fissão nuclear ===
[[Imagem:Plutonium ring.jpg|right|219x219px|miniatura|Um anel de plutônio com 99,96% de pureza eletrorefinado, suficiente para ser utilizado em um núcleo de arma nuclear. O anel pesa 5.3&nbsp;kg, diâmetro de 11 cm e o seu formato ajuda com a segurança de criticidade.|alt=A rusty metal cylinder]]

Plutônio é um metal [[actinídeo]] radioativo cujo um dos isótopos, [[plutônio-239]], é um dos três isótopos físseis primariamente utilizados.<ref name = "Stwertka1998">{{harvnb|Stwertka|1998}}</ref> [[Urânio-233]] e [[Urânio-235]] são os outros dois.<ref>
{{citar web
|url = http://www.epa.gov/rpdweb00/glossary/termdef.html#f
|título= Fissile Material
|obra= Radiation Glossary
|publicado= United States Environmental Protection Agency
|ano= 2008
|acessodata=23 de novembro de 2008
|autor = EPA contributors
}}</ref>
[[Plutônio-241]] é também altamente físsil. Para ser considerado físsil, um [[núcleo atômico]] de isótopo deve ser capaz de quebrar-se, ou seja, sofrer [[fissão nuclear]] quando bombardeado com um [[nêutron lento]] e liberar nêutrons adicionais suficientes para sustentar uma [[reação nuclear em cadeia]] para quebrar outros núcleos atômicos.

Plutônio-239 puro, pode ter um [[fator de multiplicação]] (k<sub>eff</sub>) maior que um, o que significa que se o metal está presente em quantidades suficientes e com uma geometria apropriada (exemplo: uma esfera de tamanho suficiente), ele pode formar uma [[massa crítica]].<ref>
{{citar livro
|título= Understanding Physics
|último = Asimov
|primeiro = Isaac
|autorlink = Isaac Asimov
|página= 905
|capítulo= Nuclear Reactors
|ano= 1988
|isbn = 0-88029-251-2
|publicado= Barnes & Noble Publishing}}</ref> Durante a fissão, uma fração da energia de ligação, que segura o núcleo unido, é liberada como uma grande quantidade de energia eletromagnética e cinética (das quais, uma grande parte é posteriormente convertida em energia térmica). A fissão de um quilograma de plutônio-239 pode produzir uma explosão equivalente a 21 quilotons (21 000 toneladas de TNT).<ref name = "Heiserman1992"/> Essa é a energia que faz do Pu-239 utilizável em armas nucleares e reatores nucleares.

A presença do isótopo [[Plutônio 240]] em uma amostra limita o seu potencial como arma nuclear, como o Pu-240 tem uma relativa alta taxa de [[fissão espontânea]] (~440 fissões por segundo por grama, mais de 1 000 nêutron por segundo por grama),<ref>Samuel Glasstone and Leslie M. Redman, ''[http://www.doeal.gov/opa/docs/RR00171.pdf An Introduction to Nuclear Weapons] {{Wayback|url=http://www.doeal.gov/opa/docs/RR00171.pdf |date=20090827082245 }}'' (Atomic Energy Commission Division of Military Applications Report WASH-1038, June 1972), p. 12.</ref> aumentando o nível de nêutrons e portanto, aumentando o risco de pré-detonação ou fiasco.<ref>
{{citar livro
|título= The Manhattan Project: Making the Atomic Bomb
|publicado= United States Department of Energy
|id= DOE/MA-0001-01/99
|local= Oak Ridge (TN)
|último= Gosling
|primeiro= F.G.
|página= 40
|url= http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/publications/DE99001330.pdf
|ano= 1999
|acessodata= 15 de fevereiro de 2009
|isbn= 0-7881-7880-6
|arquivourl= https://web.archive.org/web/20090224204033/http://www.cfo.doe.gov/me70/manhattan/publications/DE99001330.pdf
|arquivodata= 2009-02-24
|urlmorta= yes
}}
</ref> Plutônio classificado quando a sua potencialidade de usos em reatores ou armas nucleares, baseado na porcentagem de plutônio-240 que ela contém. Para ser utilizável em armas nucleares o Pu deve conter menos de 7% de Pu-240. grau combustível contém de 7% a 19% de Pu-240, e grau para uso em reator contém 19% ou mais de plutônio-240. [[Plutônio-239 supergrade]] com menos de 4% de Pu-240, é utilizado em armas nucleares da [[Marinha dos Estados Unidos]], devido à proximidade com as tripulações de navios e submarinos, devido a sua radiatividade.<ref>
{{citar livro
|título= Plutonium: The First 50 Years
|publicado= U.S. Department of Energy
|ano= 1996
|id= DOE/DP-1037
|autor= DOE contributors
|url= http://www.doeal.gov/SWEIS/DOEDocuments/004%20DOE-DP-0137%20Plutonium%2050%20Years.pdf
|acessodata= 2015-01-03
|arquivourl= https://web.archive.org/web/20130218162928/http://www.doeal.gov/SWEIS/DOEDocuments/004%20DOE-DP-0137%20Plutonium%2050%20Years.pdf
|arquivodata= 2013-02-18
|urlmorta= yes
}} (public domain text)
</ref> O isótopo [[plutônio-238]] não é [[físsil]], entretanto é [[fissionável]], o que significa que ele pode sofrer fissão nuclear quando bombardeado com [[nêutrons rápidos]], no entanto os nêutron liberados pela sua fissão são lentos e não podem fazer outros átomos sofrerem fissão, assim sendo, ele é incapaz de sustentar uma [[reação em cadeia]], um exemplo de outro isótopo com essa capacidade é um [[isóbaro]] do Pu-238, o [[urânio-238]].<ref name = "Heiserman1992"/>

=== Química e componentes ===
<!-- http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Бинарные_соединения_плутония.svg -->

[[Imagem:Plutonium in solution.jpg|miniatura|direita|222x222px|Vários estados de oxidação do plutônio em amostras.|alt=Five liuids in glass bottles: violet, label Pu(III); dark brown, label Pu(IV)HClO4; light purple, label Pu(V); light brown, label Pu(VI); dark green, label Pu(VII).]]
À temperatura ambiente, plutônio puro é prateado em cor, mas torna-se embaçado quando oxidado.<ref>{{harvnb|Heiserman|1992|p=339}}</ref> O elemento demonstra quatro [[estado de oxidação|estados de oxidação]] comuns em [[solução aquosa]] e uma rara:<ref name = "CRC2006p4-27"/>
* Pu(III), como Pu<sup>3+</sup> (azul lavanda);
* Pu(IV), como Pu<sup>4+</sup> (amarelo ou castanho);
* Pu(V), como {{chem|PuO|2|+}} (rosa claro);<ref group=nota>
T O íon {{chem|PuO|2|+}} é instável em solução e se transformará em Pu<sup>4+</sup> e {{chem|PuO|2|2+}}. o Pu<sup>4+</sup> oxidará então o {{chem|PuO|2|+}} restante para {{chem|PuO|2|2+}}, sendo reduzido por sua vez para Pu<sup>3+</sup>. Assim, soluções aquosas de {{chem|PuO|2|+}} tendem com o tempo se tornarem uma mistura de Pu<sup>3+</sup> e {{chem|PuO|2|2+}}. {{chem|UO|2|+}} é instável pela mesma razão.
:{{citar web
|título= Nuclear Criticality Safety Engineering Training Module 10 – Criticality Safety in Material Processing Operations, Part 1
|url= http://ncsp.llnl.gov/ncset/Module10.pdf
|formato= PDF
|acessodata= 15 de fevereiro de 2006
|ano= 2002
|último= Crooks
|primeiro= William J.
|arquivourl= https://web.archive.org/web/20060320153404/http://ncsp.llnl.gov/ncset/Module10.pdf
|arquivodata= 2006-03-20
|urlmorta= yes
}}
</ref>
* Pu(VI), como {{chem|PuO|2|2+}} (rosa alaranjado);
* Pu(VII), como {{chem|PuO|5|3-}} (verde)- o íon heptavalente é raro.

A cor mostrada pelo plutônio em soluções depende do estado de oxidação e da natureza do [[ânion]] ácido.<ref>
{{citar livro
|último = Matlack
|primeiro = George
|título= A Plutonium Primer: An Introduction to Plutonium Chemistry and its Radioactivity
|publicado= Los Alamos National Laboratory
|ano= 2002
|id = LA-UR-02-6594
}}</ref> É o ânion ácido que influencia no grau de complexação, como átomos se conectam ao átomo central da espécie do plutônio.

Plutônio metálico é produzido ao reagir [[tetrafluoreto de plutônio]] com [[bário]], [[cálcio]] ou [[lítio]] a 1 200&nbsp;°C.<ref>
{{citar livro
|título= Concise Encyclopedia Chemistry
|último = Eagleson
|primeiro = Mary
|publicado= Walter de Gruyter
|isbn = 978-3-11-011451-5
|página= 840
|ano= 1994
}}</ref> Ele é atacado por [[ácido]]s, [[oxigênio]], e vapores mas não por alcalinos e dissolve-se facilmente em [[ácido clorídrico]] concentrado, [[hiodeto de hidrogênio]] e [[ácido perclórico]].<ref name = "Miner1968p545">{{harvnb|Miner|1968|p = 545}}</ref> O metal fundido deve ser mantido no vácuo ou numa atmosférica inerte, para evitar reações com o ar.<ref name = "Miner1968p542">{{harvnb|Miner|1968|p = 542}}</ref> À 135 °C o metal entrará em ignição com o ar e explodirá se colocado com [[tetracloreto de carbono]].<ref name = "Emsley2001"/>

[[Imagem:Plutonium pyrophoricity.jpg|miniatura|left|upright|A piroforicidade do plutônio pode fazê-lo parecer uma brasa crescente sobre certas condições.|alt=A black block on a table with red spots on top and yellow powder around it.]]

[[Imagem:96602765.lowres.jpeg|miniatura|alt=Cross-section of a glass vial showing brownish-white snow-like precipitation on the bottom.|Vinte microgramas de hidróxido de plutônio puro.<ref>[http://imglib.lbl.gov/ImgLib/COLLECTIONS/BERKELEY-LAB/RESEARCH-1930-1990/NUCLEAR-PHYSICS/TRANSURANIUM-ELEMENTS/index/96602765.html Pure plutonium hydroxide in capillary tube] {{Wayback|url=http://imglib.lbl.gov/ImgLib/COLLECTIONS/BERKELEY-LAB/RESEARCH-1930-1990/NUCLEAR-PHYSICS/TRANSURANIUM-ELEMENTS/index/96602765.html |date=20120322175208 }}, LBNL Image Library</ref>|273x273px]]

Plutônio é um metal reativo. No ar úmido ou no [[argônio]] úmido, o metal oxida-se rapidamente, produzindo uma mistura de óxidos e hidretos.<ref name = "WISER"/> Se o metal é exposto o suficiente para uma quantidade limitada de vapor de água, uma poeirenta superfície de [[plutonium(IV) oxide|PuO<sub>2</sub>]] é formada. Também forma [[hidreto de plutônio]] mas um excesso de vapor de água apenas forma PuO<sub>2</sub>.<ref name = "Miner1968p545"/>

Plutônio mostra enormes, e reversíveis, taxas de reação com hidrogênio puro, formando [[hidreto de plutônio]].<ref name = "HeckerPlutonium"/> Ele também reage prontamente com oxigênio, formando PuO e PuO<sub>2</sub> também como óxidos intermediários. óxido de Pu preenche 40% mais volume que o plutônio metálico. O metal reage com os [[halogênio]]s, dando lugar à componentes químicos com fórmula geral PuX<sub>3</sub> onde X pode ser [[plutônio(III) fluoreto|F]], [[plutônio(III) cloreto|Cl]], Br ou I e [[plutônio tetrafluoreto|PuF<sub>4</sub>]] também são vistos. Os seguintes componentes são observados: PuOCl, PuOBr e PuOI. Ele reagirá com carbono para formar PuC, nitrogênio para formar Pu N e [[silício]] para PuSi<sub>2</sub>.<ref name = "Emsley2001"/><ref name = "CRC2006p4-27"/>

Pós de plutônio, seus hidretos e cetos óxidos como o Pu<sub>2</sub>O<sub>3</sub> são pirofóricos, o que significa que eles podem espontaneamente entrar em ignição à temperatura ambiente e são portanto manuseadas em uma atmosfera inerte, seca e feita de nitrogênio ou argônio. Massas de plutônio somente entrar em ignição quando são aquecidas a mais de 400 °C. Pu<sub>2</sub>O<sub>3</sub> espontaneamente aquece-se e transforma-se em PuO<sub>2</sub>,, que é estável no ar seco, mas reage com vapor d´água quando aquecido.<ref name="NucSafety">{{citar web|url=http://www.hss.energy.gov/NuclearSafety/techstds/standard/hdbk1081/hbk1081d.html#ZZ281 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20070428220410/http://www.hss.energy.gov/NuclearSafety/techstds/standard/hdbk1081/hbk1081d.html |arquivodata=28-04-2007 |título=Primer on Spontaneous Heating and Pyrophoricity – Pyrophoric Metals – Plutonium |editor=U.S. Department of Energy, Office of Nuclear Safety, Quality Assurance and Environment |data=1994 |local=Washington (DC) }}</ref>

Cadinhos usados para conter plutônio precisam ser capazes de resistir ao suas poderosas propriedades redutivas. Metais refratários como [[tântalo]] e [[tungstênio]] juntamente com óxidos mais estáveis, [[boreto]]s, [[carboneto]]s, [[nitreto]]s e silicietos podem tolera-lo. Derreter em um forno elétrico à arco, podem ser usados para produzir pequenos lingotes de metal sem a necessidade de um cadinho.<ref name = "Miner1968p542"/>

[[Cério]] é utilizado como um simulador químico do plutônio para o desenvolvimento da contenção, extração e outras tecnologias.<ref>{{citar periódico|título=Low Temperature Reaction of ReillexTM HPQ and Nitric Acid|autor =Crooks, W. J. et al.|url=http://sti.srs.gov/fulltext/ms2000068/ms2000068.html|doi=10.1081/SEI-120014371|periódico=Solvent Extraction and Ion Exchange|volume=20|ano=2002|página=543|número=4–5}}</ref>

=== Estrutura eletrônica ===

Plutônio é um elemento no qual os seus [[Princípio de Aufbau|elétrons 5f]] estão na fronteira de transição entre localizados e [[Deslocalização eletrônica|deslocalizados]]. Portanto ele é considerado um dos elementos mais complexos.<ref name="physicsworld.com">{{citar jornal|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/16443|título=Plutonium is also a superconductor|publicado=PhysicsWeb.org|autor =Dumé, Belle|data=20 de novembro de 2002}}</ref> O comportamento anômalo do plutônio é causado por sua estrutura eletrônica. A diferença de energia entre os [[Subnível eletrônico|subníveis]] 6d e 5f é muito pequena. O tamanho da 5f é o suficiente para permitir a formação de ligações dentro da rede. A proximidade dos [[Nível de energia|níveis de energia]] leva a multiplicação de configurações de elétrons de baixa energia com níveis de energia parecidos. Isso leva a competição pelas configurações 5f<sup>n</sup>7s<sup>2</sup> ae 5f<sup>n−1</sup>6d<sup>1</sup>7s<sup>2</sup>, que causa a complexidade do seu comportamento químico. A natureza direcional das orbitais 5f é responsável pela direção das [[ligação covalente|ligações covalentes]] em moléculas e [[Complexos metálicos|complexos de plutônio]].<ref name = "HeckerPlutonium"/>

=== Ligas ===
Plutônio pode formar [[Liga metálica|ligas]] e intermediar componentes com a maioria dos outros metais. Exceções incluem [[Lítio]], [[sódio]], [[potássio]], [[rubídio]] e [[césio]] dos [[metais alcalinos]], e [[magnésio]], [[cálcio]], [[estrôncio]] e [[bário]], dos [[metais alcalinos terrosos]], e [[európio]], e [[itérbio]] dos [[metais terras raras]].<ref name = "Miner1968p545"/> Exceções parciais incluem os metais refratários [[crômio]], [[molibdênio]], [[nióbio]], [[tântalo]] e [[tungstênio]], que são solúveis em plutônio líquido, mas insolúveis ou apenas levemente solúvel em plutônio sólido.<ref name = "Miner1968p545"/> [[Gálio]], [[alumínio]], [[amerício]], [[escândio]], e [[cério]] podem estabilizar a fase delta do plutônio para a temperatura ambiente. [[Silício]], [[índio (elemento)|índio]], [[zinco]] e [[zircônio]] permitem a formação do estado metaestável δ (delta) quando rapidamente resfriado. Grandes quantidades de [[háfnio]], [[hólmio]] e [[tálio]] também permitem reter a fase δ à temperatura ambiente. [[Netúnio]] é o único elemento que pode estabilizar a fase α a temperaturas maiores.<ref name = "HeckerPlutonium"/>

Plutônio permite ser produzidos ao adicionar um metal par. a fundir o plutônio. Se o metal permitido é suficientemente redutivo, plutônio pode ser adicionado na forma de óxidos ou haletos. A fase δ na forma das ligas plutônio-gálio e plutônio-alumínios são produzidas ao adicionar [[plutônio(III) fluoreto]] para fundir o gálio ou alumínio, que tem a vantagem de evitar lidar-nos diretamente com o plutônio metálico altamente reativo.<ref>{{citar livro|url=http://books.google.com/?id=W3FnEOg8tS4C&pg=PA169|página=169|título=Nuclear forensic analysis|autor =Moody, Kenton James; Hutcheon, Ian D.; Grant, Patrick M.|publicado=CRC Press|ano=2005|isbn=0-8493-1513-1}}</ref>

* '''[[Liga plutônio-gálio|Plutônio-Gálio]]''' é usado para estabilizar a fase δ do plutônio, evitando negócios ligados as fases α e α-δ. Seu principal uso é em [[Fosso (arma nuclear)|fossos]] de [[Arma de fissão de tipo de implosão|armas implosivas]];<ref>{{citar periódico|url=http://books.google.com/?id=0o4DnYptWdgC&pg=PA71|página=71|título=ECS transactions|publicado=Electrochemical Society |autor =Kolman, D. G. and Colletti, L. P.|volume=16|ano=2009|número=52|isbn=978-1-56677-751-3}}</ref>
* '''Liga Plutônio-Alumínio''' é uma alternativa a liga Pu-Ga. Ela foi o elemento original considerado para a estabilização da fase delta, mas ela a sua tendência em reagir com as partículas alfa e liberar nêutrons reduz a sua usabilidade como fosso em armas nucleares. Plutônio-Alumínio também pode ser um componente do [[combustível nuclear]];<ref>{{citar livro|url=http://www.csirc.net/docs/reports/ref_066.pdf|título=Canadian Research Reactors|autor=Hurst, D. G. and Ward, A. G.|publicado=Los Alamos National Laboratory}}{{Ligação inativa|1={{subst:DATA}} }}</ref>
* '''Liga Plutônio-Gálio-Cobalto''' (PuCoGa<sub>5</sub>) é um [[supercondutor não convencional]], mostrando supercondutividade abaixo de 18,5 [[kelvin]], uma ordem de magnitude maior que a maior entre os sistema de férmion pesado, e tem uma grande corrente crítica;<ref name="physicsworld.com"/><ref>{{citar periódico|url=http://www.lanl.gov/orgs/mpa/files/mrhighlights/LALP-06-072.pdf|autor =Curro, N. J. |título=Unconventional superconductivity in PuCoGa5|data=primavera de 2006|publicado=Los Alamos National Laboratory}}</ref>
* '''Liga Plutônio-Zircônio''' pode ser usada como [[combustível nuclear]];<ref>McCuaig, Franklin D. "Pu-Zr alloy for high-temperature foil-type fuel" {{US patent|4059439}}, Issued on November 22, 1977</ref>
* '''Liga Plutônio-cério''' e '''Plutônio-cério-cobalto''' são usadas como combustíveis nucleares;<ref>{{citar livro|url=http://books.google.com/?id=L79odes2ihEC&pg=PA73|página=73|título=Nuclear Energy|autor =Jha, D.K.|publicado=Discovery Publishing House|ano=2004|isbn=81-7141-884-8}}</ref>
* '''Plutônio-Urânio''', como cerca de 15–30 mol.% de plutônio, ele pode ser usado como combustível nuclear para reatores de reprodução rápida. A sua natureza pirofórica e alta susceptibilidade à corrosão ao ponto de pegar fogo sozinha ou desintegrar-se após exposição ao ar requere a ligação com outros componentes. Adição de alumínio, carbono ou cobre não melhoram muito o índice de desintegração, zircônio e ferro quando adicionados têm melhor resistência à corrosão, mas eles se desintegram no ar também. A adição de titânio e/ou zircônio, aumenta significativamente o ponto de fusão da liga;<ref name="Pu1965">{{citar livro|url=http://books.google.com/?id=8r8NAAAAQAAJ&pg=PA456|página=456|título=plutonium 1965|publicado=Taylor & Francis|ano=1965}}</ref>
* '''Liga plutônio-urânio-titânio''' e '''Plutônio-urânio-zircônio''' foram investigados para o uso como combustíveis nucleares. A adição do terceiro elemento aumenta a resistência a corrosão, reduz a inflamabilidade, e melhora a ductibilidade, fabricabilidade, resistência, e expansão térmica;
* '''Plutônio-urânio-molibdênio''' tem a melhor resistência à corrosão, formando uma película de óxidos protetiva, mas o titânio e zircônio são preferidos por razões físicas;<ref name="Pu1965" />
* '''Liga de tório-urânio-plutônio''' foi investigada como combustível nuclear para reatores de rápida reprodução.<ref name="Pu1965" />

== Isótopos ==
[[Imagem:Fat Man (replica of nuclear bomb).jpg|miniatura|direita|225x225px|[[Fat Man]], utilizada em [[Nagasaki]] contra os japoneses utilizava um núcleo de [[Pu-239]].]]

Existem mais de 20 isótopos de plutônio sintetizados e catalogados até hoje. Todos eles são radioativos (radioisótopos) e possuem meias-vidas que variam bastante. Os isótopos com as maiores meias-vidas são o Pu-244, [[Pu-242]] e [[Pu-239]], respectivamente, com os demais apresentando meias-vidas inferiores a 7 000 anos. Os isótopos de plutônio variam em [[número de massa]] entre 228 e 247. Os modos de decaimento primários dos isótopos com número de massa inferior ao do isótopo mais estável, plutônio 244, são [[fissão espontânea]] e [[emissão alfa]], formando principalmente isótopos de urânio (92 [[próton]]s) e [[netúnio]] (93 prótons) como produtos de decaimento (negligenciando a vasta gama de núcleos filhos criados pelo processo de fissão). Já para aqueles que possuem massa superior ao do Pu<sup>244</sup> é [[emissão beta]], formando principalmente isótopos de [[amerício]] (95 prótons) como produto. Plutônio-241 é o [[isótopo pai]] da série de [[decaimento do netúnio]], decaindo para amerício-241 por [[emissão beta]] ou [[captura eletrônica]].<ref name = "NNDC"/><ref name=p340>{{harvnb|Heiserman|1992|p=340}}</ref>

[[Imagem:Изотопы.svg|miniatura|left|299x299px|Ciclo nuclear do urânio e do plutônio que possibilita a criação de isótopos mais pesados.]]
* [[Pu-238]] é largamente usado em [[gerador termoelétrico de radioisótopos]] de sondas espaciais e [[submarinos]] nucleares sendo que esteve nos RTGs das sondas [[Voyager 1]], [[Voyager 2]], [[Cassini]] e [[New Horizons]], por causa de sua baixa radioatividade e por emitir apenas partículas alfa que são as menos perigosas formas de radiação ao contrário do Pu-239 que além de físsil é emissor de outras formas de radiação.
* [[Pu-239]] é usado como material físsil em armas nucleares produzindo 20 [[Equivalente em TNT|quilotons de TNT]] por quilo, essas armas têm que ter uma taxa acima de 93% de Pu-239 e menos de 7% de Pu-240 pelo fato desse ter 450 000 fissões por segundo em um quilo, produzindo U-238, impróprio para essas armas.{{carece de fontes|data=junho de 2017}}
Em reatores nucleares, sonda espaciais e submarinos movidos a energia nuclear ele é utilizado. Foi importante no final da [[Segunda Guerra Mundial]] quando foi utilizado como o material físsil da [[bomba atômica]] estadunidense [[Fat Man]], sendo que ainda é o elemento predileto para se fazer [[Fosso (arma nuclear)|fossos]] para os primários de bombas de hidrogênio pela sua densidade e potência elevada.
=== Plutônio-239 Supergrade===
[[Imagem:W80 nuclear warhead.jpg|miniatura|left|W80 a principal ogiva que utiliza o Pu-239 Supergrade.|301x301px]]
O Pu-239 supergrade é um composto de uma excepcional porcentagem de Pu-239 (+95%) e pouco de [[Pu-240]] (-5%), este composto tem pouca radioatividade, e é utilizado na maioria das ogivas nucleares operadas pela [[Marinha dos Estados Unidos]] em comparação ao plutônio enriquecido utilizado pelas ogivas da [[Força Aérea dos Estados Unidos]], a principal e mais difundida ogiva que usa o supergrade é a [[W80]]. Ele é produzido a partir de barras de plutónio em reatores que foram irradiadas fazendo o Pu-240 que é um contaminante do Pu-239, ficar em extremidades das barras tirando grande parte desse contaminante, porém sua produção é mais cara que a produção do Plutônio enriquecido normal.

* [[Pu-240]] formado pela captura neutrônica de Pu-239, o Pu-239 sofre fissão em 62-73% das capturas o resto forma átomos de Pu-240. Pu-240 não é físsil, sua taxa de fissão é baixa e quase sempre forma [[Pu-241]]. Ele tem a peculiaridade de apresentar uma grande porcentagem de fissão espontânea, e por estar quase sempre junto ao Pu-239 é considerado um contaminante em armas nucleares, a taxa de Pu-240 em armas nucleares deve ser inferior a 7% para que a fissão espontânea dele não inicia uma fissão em cadeia que acabará com a detonação prematura da arma, a separação do Pu-240 do Pu-239 requer mais de 90 dias de reprocessamento contínuo.<ref>{{Citar web|url=https://www.nlm.nih.gov/toxnet/index.html|titulo=TOXNET HAS MOVED|acessodata=2022-02-23|website=www.nlm.nih.gov}}</ref>
* [[Pu-241]] é produzido quando um átomo de [[Pu-240]] absorve um [[nêutron]], também pode ser usado em armas nucleares pois é físsil uma vez que em 73% de suas capturas neutrônicas acabam em fissões nucleares, nas outras 27% das capturas ele acaba formando um átomo de Pu-242. Porém devida a sua curta meia-vida de 14,4 anos (o que diminuiria em muito a vida operacional da arma) e sua maior dificuldade em ser produzido, nunca foi empregado em larga escala para armas nucleares. Decorrido os 14,4 [[ano]]s ele se transforma num átomo de amerício-241 através de [[decaimento beta]].
* [[Pu-242]], produzido pela captura neutrônica de Pu-241 sem resultar em uma fissão (27% dos casos como visto anteriormente). Tem a segunda maior meia-vida dentre os isótopos de plutônio, com 373 300 anos, 15 vezes mais longa que o do Pu-239.<ref>{{citar web|url=http://www.wmsym.org/abstracts/2001/21B/21B-18.pdf|formato=PDF|título=PLUTONIUM ISOTOPIC RESULTS OF KNOWN SAMPLES USING THE SNAP GAMMA SPECTROSCOPY ANALYSIS CODE AND THE ROBWIN SPECTRUM FITTING ROUTINE|acessodata=2012-12-17|arquivourl=https://web.archive.org/web/20090225153933/http://www.wmsym.org/abstracts/2001/21B/21B-18.pdf|arquivodata=2009-02-25|urlmorta=yes}}</ref> Não é físsil, mas como o [[Urânio-238]] ele é fissionável por nêutrons rápidos (nêtrons com energia superior a 1 MeV, ou seja saem a mais de 14 000 km por hora), poderiam ser empregados em armas termonucleares para serem fissionados pelos nêutrons criados pela [[fusão nuclear]] de [[deutério]] e [[trítio]] que liberam nêutrons de 14,1 MeV(atingindo 52 000 km por hora, 17,3% da [[velocidade da luz]].
* [[Pu-243]], produzido pela captura neutrônica de Pu-242. Ele tem uma meia-vida de aproximadamente 4,9 horas. Por isso muitos átomos de Pu-243 não têm tempo suficiente para realizar uma captura neutrônica para criar Pu-244 acabando com a cadeia de sucessivas capturas neutrônicas gerando novos isótopos cada vez mais pesados de plutônio. Decorrido a meia-vida Pu-243 decai para Amerício-243 por decaimento beta.
* [[Pu-244]] é isótopo de plutônio de maior meia-vida com 80 milhões de anos, curiosamente é seguinte a um isótopo de meia-vida muito pequena, Pu-243. Ele não é produzido em quantidades consideráveis pelo ciclo de combustível nuclear devido a pouca meia-vida do que seria o seu isótopo pai, o Pu-243. Mas ele aparece muitas vezes em vestígios de detonações nucleares, a onda de nêutrons criada por uma reação em cadeia pode induzir átomos de plutônio a sofrerem[[processo r|múltiplas capturas neutrônicas]] e também são encontrados em vestígios de supernovas criados pelo mesmo processo. Tem a quarta maior meia-vida entre [[actinídeo]]s perdendo apenas para o [[tório-232]], [[U-238]] e [[U-235]] respectivamente.

{| class="wikitable"
|+ Calor gerado pelo decaimento de alguns isótopos de plutônio<ref>{{citar web|url=http://www.cnfc.or.jp/e/proposal/reports/index.html|título=Can Reactor Grade Plutonium Produce Nuclear Fission Weapons?|data=maio de 2001|publicado=Council for Nuclear Fuel Cycle Institute for Energy Economics, Japan}}</ref>
! Isótopo !! modo de decaimento/produto !! [[Meia-vida]] (em anos) !! Calor Dissipado (W/kg) !! [[Fissão espontânea]] nêutrons (1/(g·s)) !! Comentário
|-
! [[plutônio-238|<sup>238</sup>Pu]]
| alfa / <sup>234</sup>U
| 87,74
| 560
| 2600
| Grande quantidade de calor dissipado. Mesmo em pequenas quantidades pode causar significativo auto-aquecimento, muito utilizado em [[geradores termoelétricos]].
|-
! [[Pu-239|<sup>239</sup>Pu]]
| alfa / [[urânio-235|<sup>235</sup>U]]
| 24 100
| 1,9
| 0,022
| Principal isótopo físsil de plutônio em uso hoje.
|-
! [[plutônio-240|<sup>240</sup>Pu]]
| alfa / [[urânio-236|<sup>236</sup>U]](logo após sofre fissão espontânea)
| 6 560
| 6,8
| 910
| Altas taxas de fissões espontâneas. Principal contaminante do <sup>239</sup>Pu. Altas porcentagens de <sup>240</sup>Pu em armas nucleares favorece detonações prematuras.
|-
! [[plutônio-241|<sup>241</sup>Pu]]
| beta negativa / <sup>241</sup>Am
| 14,4
| 4,2
| 0,049
| Físsil mas pouco utilizado. Seu rápido decaimento em <sup>241</sup>Am deixa amostras velhas com quantidades grandes de amerício.
|-
! [[plutônio-242|<sup>242</sup>Pu]]
| alfa / [[urânio-238|<sup>238</sup>U]]
| 376 000
| 0,1
| 1700
|
|}

==Precauções==
[[Imagem:Partially-reflected-plutonium-sphere.jpeg|miniatura|direita|O Demon Core (Núcleo Demoníaco) foi um fosso de plutónio que recebeu esse nome após matar dois cientistas em acidentes de [[Massa crítica|criticidade]], ele foi utilizado no teste [[Able]]]]
=== Riscos à saúde ===
O plutónio é o elemento químico mais nocivo a saúde, por ser um grande emissor de radioatividade, se ingerido pouco mais 0,04% do material vai ser absorvido pela ingestão, mas essa quantidade vai se acumular nos ossos, e só passará a ser retirada do organismo após 200 anos.

===Inflamabilidade===
O Pu se oxida muito rápido e aumenta em 70% o seu volume durante esse processo, gerando uma rápida expansão e logo após combustão.

=== Criticidade===
O plutónio é altamente [[Massa crítica|crítico]], e quando fica crítico começa a produzir nêutrons (podendo gerar uma reação em cadeia e detonar) e [[raios gama]] (que são altamente letais para seres humanos), um fosso de plutónio ficou famoso após matar cientistas em dois acidentes de criticidade, o [[Demon Core]]:
*Em [[21 de agosto]] de [[1945]], o núcleo foi cercado por tijolos refletores de nêutrons para experiências, esses tijolos refletiram os nêutrons e deixaram o núcleo crítico, o cientista Harry Daghlian retirou rapidamente os tijolos impedindo uma reação em cadeia, porém ele recebeu uma dose fatal de radiação e morreu 25 dias após o incidente.
*Em [[21 de maio]] de [[1946]] o físico [[Louis Slotin]] e outros sete cientistas cercaram o núcleo novamente com tijolos, para uma experiência visando saber até onde a massa poderia ser considerada subcrítica, quando Slotin foi fazer um teste chamado de ''fazer cócegas na cauda do dragão'' devido a sua periculosidade, que consistia em retirar o núcleo com uma chave de fenda, ele escorregou a chave de fenda fazendo o núcleo ficar supercrítico e liberar uma explosão de nêutrons e raios gama (que foram descritos como um flash azul por observadores) atingiu Slotin, que rapidamente fechou a duas metades dos refletores de nêutrons, salvando a vida dos outros cientistas, porém Slotin sofreu uma dose letal de radiação e morreu 9 dias depois do incidente.

==Decaimento==
O plutônio-239 decai, depois de 24 200 anos, em [[urânio-235]] através de [[emissão alfa]] liberando 5,245 MeV.
::<math>\mathrm{^{239}_{\ 94}Pu\ \xrightarrow [24 200\ anos] {\alpha\ 5,245\ MeV} \ ^{235}_{\ 92}U } </math>
O Pu-238 decai em [[U-234]] depois de 87,74 anos, quando ele fica instável e sofre uma [[emissão alfa]] para se estabilizar.
::<math>\mathrm{^{238}_{\ 94}Pu\ \xrightarrow [87,74\ anos] {\alpha\ 5,593\ MeV} \ ^{234}_{\ 92}U } </math>
O Pu-240 decai através da [[emissão alfa]] depois de 6 563 anos, esse decaimento gera 5,255 MeV e um átomo de [[U-236]] que logo após sofre fissão.
::<math>\mathrm{^{240}_{\ 94}Pu\ \xrightarrow [6 563\ anos] {\alpha\ 5,255\ MeV} \ ^{236}_{\ 92}U } </math>
A meia-vida do Pu-241 é de 14 anos, o modo de decaimento é o [[decaimento beta]], e então um átomo de [[amerício-241]] será formado.
::<math>\mathrm{^{241}_{\ 94}Pu\ \xrightarrow [6 563\ anos] {\beta\ ?\ MeV} \ ^{241}_{\ 95}Am } </math>

==Ver também ==
* [[Neptúnio]]
* [[Plutônio-238]]
* [[Plutônio-239]]
* [[Urânio]]

{{Notas}}
{{Referências|col=2}}

==Outras fontes==
<!-- Only list books (hence section title) used as references here -->*<!-- CRC -->{{citar livro
|autor = CRC contributors
|título= Handbook of Chemistry and Physics
|editor = David R. Lide
|edição= 87th
|ano= 2006
|publicado= CRC Press, Taylor & Francis Group
|local= Boca Raton (FL)
|isbn = 0-8493-0487-3
|ref = CITEREFCRC2006}}
*<!-- Em -->{{citar livro
|título= Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements
|último = Emsley
|primeiro = John
|publicado= Oxford University Press
|ano= 2001
|local= Oxford (UK)
|isbn = 0-19-850340-7
|capítulo= Plutonium
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|ref = CITEREFEmsley2001}}
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|último = Greenwood
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|coautor= Earnshaw, A.
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|edição= 2nd
|publicado= Butterworth-Heinemann
|local= Oxford (UK)
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|isbn = 0-7506-3365-4
|página=
|capítulo=
|ref = CITEREFGreenwood1997}}
*<!-- He -->{{citar livro
|último = Heiserman
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|isbn = 0-8306-3018-X
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|id = LCCN 68-29938
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|título= Guide to the Elements
|edição= Revised
|primeiro = Albert
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|ano= 1998
|capítulo= Plutonium
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|título= A Perspective on the Dangers of Plutonium
|primeiro= W.G.
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|acessodata= 2011-04-14
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|url = http://www.ieer.org/fctsheet/pu-props.html
|título= Physical, Nuclear, and Chemical, Properties of Plutonium
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*{{citar web
|url = http://consolidationeis.doe.gov/PDFs/PlutoniumANLFactSheetOct2001.pdf
|título= DOE Plutonium fact sheet
|autor = DOE contributors
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|url = http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2006/Plutonium/Plutonium.html
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|último = Bhadeshia
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|acessodata=15 de fevereiro de 2009
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|arquivourl = https://web.archive.org/web/20090203184521/http://alsos.wlu.edu/qsearch.aspx?browse=science%2FPlutonium
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* [https://www.chemistryworld.com/podcasts Chemistry in its element podcast] (MP3) from the [[Royal Society of Chemistry]]'s [https://www.chemistryworld.com/ Chemistry World]: [http://www.rsc.org/images/CIIE_plutonium_48kbps_tcm18-121120.MP3 Plutonium]

== Ligações externas ==
{{Commons|Plutonium}}
{{Wiktionary|plutonium}}{{Tabela Periódica Compacta}}
{{Projeto Manhattan}}

[[Categoria:Plutônio| ]]
[[Categoria:Palavras que diferem em versões da língua portuguesa]]