Plutoniu: Diferență între versiuni

'''Plutoniul''' este un [[element chimic]] [[Metal|metalic]] [[Element radioactiv|radioactiv]] din grupa [[actinide]]lor, având [[număr atomic|numărul atomic]] 94 și [[simbol chimic|simbolul chimic]] '''Pu'''. A fost descoperit în 1940 în urma reacției de bombardare a ²³⁸U cu [[Deuteriu|deuteroni]], dar – din cauza [[Al Doilea Război Mondial|războiului]] – descoperirea sa a fost comunicată abia în 1948. A fost „botezat” în martie 1942,<ref name=":0">{{Citat carte|nume=|authors=D.L. Clark, S.S. Hecker, G.D. Jarvinen, M.P. Neu|prenume=|an=|anoriginal=2010|titlu=Plutonium. Cap. VII, in: Chemistry of the actinide and transactinide elements, 4th edition, eds. L.R. Morss, N.M. Edelstein, J. Fuger|pagină=|editură=Springer}}</ref> numele elementului provenind de la cel al [[Planetă pitică|planetei pitice]] [[Pluto]], în analogie cu [[Uraniu|uraniul]] și [[Neptuniu|neptuniul]].

Chiar dacă urme de plutoniu sunt prezente în mod natural pe [[Pământ]] (fiind cel mai greu element prezent în natură anterior erei atomice), el este considerat ca fiind un produs al erei atomiceantropogen.<ref>Herman V. Henderickx, ''Plutonium: blessing or curse?,'' Copper Beech, 1999 - Nuclear energy - 119 pages</ref> Dintre cei 20 de [[radioizotop]]i existenți se remarcă ²³⁸Pu (sursă termoenergetică) și ²³⁹Pu ([[Izotop fisil|izotop fisil]]). Plutoniul este un element pentru care electronii 5''f'' sunt situați la limita de tranziție delocalizare–localizare. În tăietură proaspătă are culoarea gri–argintie, care se acoperă rapid cu un strat de oxohidroxid de culoare gri (uneori cu tentă verzuie) în prezența umidității.<ref name=":14" /> Este unul din puținele elemente metalice a cărui densitate crește prin topire; în plus, metalul topit suferă o descreștere a densității odată cu creșterea temperaturii. Din punct de vedere chimic, în formă metalică prezintă nu mai puțin de șapte [[Alotropie|forme alotropice]], iar în compuși multiple [[Număr de oxidare|stări de oxidare]] (până la 7).

Identificarea chimică a elementului s-a produsavut loc la data de [[23 februarie]] [[1941]].<ref name=":7">{{Citat web|url=https://www.osti.gov/biblio/5808140|accessdate=13/11/2018|autor=G.T. Seaborg|titlu=Plutonium story, Actinides-1981 conference, Pacific Grove, CA, USA, 10 Sep 1981}}</ref> Imediat, grupul de cercetare a scris un articol care a fost trimis spre publicare la ''[[Physical Review]]'' (martie 1941),<ref name=":1" /> dar publicarea a fost amânată până după sfârșitul războiului din motive de securitate.<ref>G.T. Seaborg, E. Seaborg, ''[[Adventures in the Atomic Age: From Watts to Washington]]''. Farrar, Straus and Giroux, 2001</ref>

Imediat apoi,<ref>{{Citat web|url=https://journals.aps.org/pr/pdf/10.1103/PhysRev.70.555|accessdate=|autor=J. W. Kennedy, G. T. Seaborg, E. Segrè, and A. C. Wahl|titlu=Properties of 94(239), Phys. Rev. 70 (1946) 555–556}}</ref> s-a descoperit că ²³⁹Pu fisionezăfisionează sub [[Neutron|neutroni]] lenți, stabilindu-se că ²³⁹Pu estepoate ofi utilizat drept sursă de energie de origine nucleară.

Astfel, la ''Cavendish Laboratory'' din Cambridge, Egon Bretscher și Norman Feather au demonstrat că un reactor nuclear cu uraniu sub neutroni lenți va produce o cantitate semnificativă de ²³⁹Pu ca produs secundar de activare. EuEi au calculat că ²³⁹Pu este fisil, prezentând avantajul că – fiind diferit din punct de vedere chimic de uraniu – poate fi separat facil de acesta.<ref name=":13" />

Elementul a fost denumit Plutoniu în martie 1942,<ref name=":0" /> numele elementului provenind de la cel al planetoidului [[Pluto]], în analogie cu elementele precedente în sistemul periodic, [[Uraniu|uraniul]] și [[Neptuniu|neptuniul]]. Seaborg a propus inițalinițial numele ''Plutium''. Alte denumiri considerate pentru acest element au fost ''Ultimium'' și ''Extemium'', nume provenind din convingerea (greșită) că acesta ar fi ultimul element posibil a exista în sistemul periodic al elementelor.<ref>{{Citat web|url=https://www.pbs.org/wgbh/pages/frontline/shows/reaction/interviews/seaborg.html|accessdate=18/02/2018|autor=Public Broadcasting Service, 1999|titlu=Frontline interview with Seaborg}}</ref> Interesant este faptul că [[Simbol chimic|simbolul elementului]] (Pu) nu respectă normele în domeniu (conform normelor, acesta ar fi trebuit să fie Pl).<ref>Alegerea evidentă a simbolului ar fi fost Pl, dar Seaborg a sugerat Pu, așa cum un copil ar exclama: „''Pee-yoo!''” când miroase ceva rău. Seaborg a crezut că va fi dojenit pentru această sugestie, dar comitetul de numire a acceptat simbolul fără probleme.</ref>

Fișier:Monoclinic-baseBase-centered monoclinic.svg|[[Sistem cristalin monoclinic|Monoclinic]] cu baze centrate (β)

Plutoniul metalic poate fi preparat prin [[Reducere (chimie)|reducerea]] unor compuși ai plutoniului. Sunt cunoscute destule astfel de reacții, dar nu toate conduc la un produs suficient de pur. Dintre metodele pirochimice, cea mai utilizată este reducerea în topitură cu [[calciu]] metalic a PuF₄, PuF₃, PuCl₃, PuO₂ sau a amestecului PuO₂–PuF₄, metalul rezultat neavând nevoie de purificare ulterioară. Pentru separarea plutoniului metalic din amestecuri metalice este utilizată reacția acestuia cu H₂, care conduce la hidruri de tip PuH_''x'' (''x''= 1,9-3,0) care – prin reîncălzire în vid – trec din nou în Pu⁰. În ceea ce privește aliajele, cele mai comune sunt cele cu Ga și Al. Multe alte diagrame de fază au fost studiate și sistematizate în 1980.<ref name=":80">{{Citat web|url=http://www.ans.org/store/item-250005/|accessdate=15/11/2018|autor=O.J.> Wick|titlu=Plutonium Handbook, American Chemical Society, 1980, 966 pp.}}</ref>

Plutoniul este un metal foarte [[Reactivitate chimică|reactiv]] în contact cu [[oxigen]]ul (este [[Piroforicitate|piroforic]] la 500°C)<ref name=":14">M.A. Haschke, T.H. Allen, L.A. Morales, Surface and corrosion chemistry of plutonium, Los Alamos Science 26 (2000) 257</ref> sau cu aerul umed. Din cauza autoiradierii, suferă un proces de „îmbătrânire” (similar cu [[Metamictizare|metamictizarea]] [[Mineral|mineralelor]]). Metalul se dizolvă ușor în [[acid clorhidric]] sau [[Acid percloric|percloric]]. Reacționează cu [[Bor (element)|borul]], [[carbon]]ul, [[halogen]]ii, [[azot]]ul, [[Fosfor|fosforul]], [[siliciu]]l, [[Oxigen|oxigenul]], [[Hidrogen|hidrogenul]] etc.<ref name=":0" /> Creuzetele utilizate la reducerea plutoniului trebuie construite din materiale care să reziste caracterului puternic reducător al acestuia. Metale [[Material refractar|refractare]] precum [[tantal]] sau [[wolfram]], precum și oxizii, borurile, carburile, nitrurile stabile ale acestora, îndeplinesc acesta calitate. De asemenea, reacția în arc electric poate fi utilizată drept metodă alternativă pentru producerea a mici cantități de plutoniu metalic.<ref name=":0" />

[[Fișier:Plutonium in solution.jpg|thumb|Stările de oxidare ale plutoniului în soluții apoase]]

Cel mai răspândit izotop este ²³⁹Pu, care se dezintegrează alfa (t_1/2 de circa 24000 de ani, produs de dezintegrare ²³⁵U, E_α=5,2 MeV). ²³⁹Pu este un [[izotop fisil]] (fisionabil sub neutroni termici), ceea ce face ca utilizarea acestuia să fie strict controlată, dimdin motive de [[proliferare nucleară]].<ref name=":3" />

Izotopul ²⁴⁰Pu este un emițător alfa (t_1/2 de circa 6560 de ani, produs de dezintegrare ²³⁶U, E_α=5,3 MeV). Este un [[izotop fertil]], transformându-se – în urma activării sub neutroni rapizi – în ²⁴¹Pu.<ref name=":0" /><ref name=":3" />

Izotopul ²⁴¹Pu este un emițător beta (timp de înjumătățire de 14,4 ani, produs de dezintegrare ²⁴¹Am, E_β=0,02 MeV). ²⁴¹Pu este un este un [[izotop fisil]], contribuind la randamentul total de fisiune. Totuși, transmutația sa relativ rapidă în ²⁴¹Am, face ca prezența sa să fie nedorită în plutoniul militar sau pentru uz sub formă de combustibil nuclear de tip MOX.<ref name=":3" />

Izotopul ²⁴²Pu este un emițător alfa (t_1/2 de circa 273000 ani, produs de dezintegrare ²³⁸U, E_α=5,0 MeV).<ref name=":3" />

Sistemul periodic al elementelor indică izotopul cosmogenic ²⁴⁴Pu ca fiind cel mai stabil [[izotop]] al plutoniului (t_1/2 de circa 80,8 milioane de ani, produs de dezintegrare ²⁴⁰U).<ref name=":3" />

Este considerat a fi un [[Element sintetic|element chimic sintetic]], chiar dacă urme de ²³⁹Pu se găseau în natură în [[Zăcământ|zăcămintele]] [[Minereu uranifer|bogate în uraniu]] și înainte de 1945.<ref>{{Citat web|url=https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01184a083|accessdate=15/11/2018|autor=G.T. Seaborg, M.L. Perlman|titlu=Search for elements 94 and 93 in Nature. Presence of 94(239) in pitchblende, J. Am. Chem. Soc. 70 (1948) 1571–1573}}</ref> de ²³⁹Pu se găseau în natură în [[Zăcământ|zăcămintele]] [[Minereu uranifer|bogate în uraniu]] și înainte de 1945. Acest izotop este produs ca urmare a proceselor de [[Activare cu neutroni|activare neutronică]] a ²³⁸U cu [[Neutron|neutroni]] emiși în urma [[Fisiune spontană|fisiunii spontane]] a altor nuclee de ²³⁸U.<ref name=":3" /> Prezența sa a fost semnalată în zona [[Reactor natural de fisiune nucleară|reactorilor naturali de fisiune]] de la Oklo. Raportul ²³⁹Pu/U-nat în [[Minereu uranifer|minereul uranifer]] de la Cigar Lake variază între 2,4×10⁻¹² și 44×10⁻¹².<ref>D. Curtis, J. Fabryka-Martin, D. Paul, J. Cramer, (1999). "Nature's uncommon elements: plutonium and technetium". ''Geochimica et Cosmochimica Acta''. '''63'''(2): 275–285.</ref> Cantități și mai reduse de ²³⁸Pu se pot forma ca urmare a unei dezintegrări beta duble a nucleelor de ²³⁸U.<ref>I. Peterson, „Uranium displays rare type of radioactivity”. ''Science News''. Wiley-Blackwell. '''140''' (23): 373.</ref>

De asemenea, ²⁴⁴Pu (cu [[Perioadă de înjumătățire|timp de înjumătățire]] de 80,8 milioane de ani) este un radioizotop primordial<ref>{{Citat web|url=http://pages.jh.edu/~dsverje1/Hazen.et.al(2009).pdf|accessdate=13/11/2018|autor=R.M. Hazen, R.C. Ewing, D.S. Sverjensky|titlu=Evolution of uranium and thorium minerals, Am. Mineral. 94 (2009) 1293-1311}}</ref> și a jucat probabil un oarecare rol în formarea mineralelor în primul miliard de ani de existență a [[Pământ|Pământului]]; evidențe ale fisiunii spontane ale acestui radioizotop au putut fi găsite în meteoriți.<ref>I.D. PracticHutcheon, plutoniulB.P. estePrice, considerat„Plutonium-244 Fission Tracks: Evidence in a Lunar Rock 3.95 Billion Years Old”. ''Science,'' '''176''' (4037): 909–911. </ref> Prezența anterioară a ²⁴⁴Pu în [[Sistem Solar|Sistemul Solar]] a fost confirmată în baza excesului actual de produși ai [[Serie de dezintegrare|seriei de dezintegrare]] 4n, fie ²³²Th (din dezintegrarea alfa), fie izotopi ai [[Xenon|xenonului]] (din fisiune spontană). Din punct de vedere chimic, aceștia din urmă sunt mai ușor de pus în evidență comparativ cu raportul ²⁴⁴Pu/²³²Th (cele două actinide prezintă [[Proprietate chimică|proprietăți chimice]] asemănătoare, astfel că excesul de thoriu nu conduce la concluzia evidentă că acesta ar rezulta ca fiindfiică a plutoniului).<ref>J. Kunz, T. Staudacher, C.J. Allègre, „Plutonium-Fission Xenon Found in Earth's Mantle”, ''Science''. '''280''' (5365): 877–880</ref> ²⁴⁴Pu are cel mai greumare elementtimp chimicde prezentînjumătățire dintre toți izotopii [[Element transuranian|elementelor transuraniene]], fiind produs doar în modurma naturalproceselor-''r'' în [[Supernovă|supernove]] și în coliziunea [[Stea neutronică|stelelor neutronice]]; atunci când sunt ejectate nuclee de mare viteză în urma unor astfel de procese – nuclee care ajung pe Pământ – dintre nucleele elementelor transuraniene doar ²⁴⁴Pu mai poate fi detectat, mulțumită timpului său de înjumătățire îndelungat. Din acest motiv, urme de ²⁴⁴Pu de origine interstelară pot fi găsite pe fundul oceanelor. Cum ²⁴⁰Pu apare ca [[produs de dezintegrare]] al ²⁴⁴Pu, acesta trebuie să fie prezent la rândul său în echilibru secular cu părintele său, chiar dacă în cantități mult mai reduse.<ref>A. Wallner, T. Faestermann, J. Feige, C. Feldstein, K. Knie, G. Korschinek, W Kutschera, A. Ofan, M. Paul, F. Quinto, G. Rugel, P. Steiner, P. (30 martie 2014). „Abundance of live ²⁴⁴Pu in deep-sea reservoirs on Earth points to rarity of actinide nucleosynthesis”. ''Nature Communications''. '''6''' (2014) </ref>

[[Fișier:Fat Man West Point Museum.JPG|thumb|Învelișul unei bombe atomice cu plutoniu Mark III, având aceeași configurație și aceleșiaceleași dimensiuni ca și [[Fat Man]]]]

²³⁹Pu a fost obținut în scopuri militare pentru prima oară prin bombardarea neutronică a ²³⁸U în reactorul [[Moderator de neutroni|moderat]] cu [[grafit]] „X-10” (Oak Ridge), care a intrat în regim critic pe 4 noiembrie 1943 și a produs pentru prima oară plutoniu la începutul anului următor. În noiembrie 1943, o primă probă de câteva micrograremicrograme de plutoniu metalic a fost produsă prin reducerea [[Trifluorură de plutoniu|trifluorurii de plutoniu]].<ref name=":12">W.N. Miner, F.W. Schonfeld, ''Plutonium''. In C.A. Hampel. ''The Encyclopedia of the Chemical Elements''. New York (NY): Reinhold Book Corporation (1968) 540–546</ref> Astfel, plutoniul a devenit primul [[element sintetic]] vizibil cu ochiul liber.<ref name=":12" />

Ideal, plutoniul pentru aplicații militare ar trebui să fie monoizotopic, ²³⁹Pu. Probele transferate la Los Alamos în aprilie 1944 au indicat însă faptul că acestea conțineau concentrații ridicate de ²⁴⁰Pu (izotop care prezintă o probabilitate crescută de [[fisiune spontană]]) comparativ cu plutoniul produs în [[ciclotron]].<ref name=":9" /> Acest fapt conduce la prezența unei cantități însemnate de neutroni, crescând riscul de pre-detonare. Din acest motiv, proiectul prin care se dorea realizarea unei arme nucleară de tip proiectil (cu nume de cod „Thin Man” – ''Slăbuțul'') a fost abandonat.<ref name=":9">{{Citat carte|nume=|authors=L. Hoddeson, P.W. Henriksen, R.A. Meade, C. Westfall|an=1993|titlu=Critical assembly: a technical history of Los Alamos during the Oppenheimer years, 1943-1945|pagină=|editură=New York: Cambridge University Press}}</ref> Acesta a fost înlocuit cu proiectul de implozie „[[Fat Man]]” – ''Grăsanul'', mai complicat din punct de vedere tehnic.<ref name=":9" />

[[SUA]] și [[Uniunea Republicilor Sovietice Socialiste|URSS]] au produs cantități însemnate (de ordinul sutelor de tone)<ref>{{Citat web|url=https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/ss-2001/PDF%20files/Session%209/Paper%209-06.pdf|accessdate=15/11/2018|autor=N. Zarimpas|titlu=Building transparency in nuclear-weapon states: the political and technological dimensions, IAEA-SM-367/9/06}}</ref> de plutoniu pentru aplicații militare prin [[Activare cu neutroni|activarea cu neutroni]] a ²³⁸U în reactori de iradiere.<ref name=":2">{{Citat web|url=https://isis-online.org/uploads/isis-reports/documents/plutonium_watch2005.pdf|accessdate=15/11/2018|autor=D, Albright, K. Kramer|titlu=Plutonium Watch: Tracking Plutonium Inventories}}</ref> La nivelul anului 2003, a fost estimat că pe [[Pământ]] ar fi existat o cantitate de circa 1830 t plutoniu,<ref name=":0" /><ref name=":2" /> rezultată atât din activități militare cât și civile. Alte aproximativ 70-75 t se adaugă anual la acest inventar (fiind obținute ca produs secundar în reactori nucleari comerciali prin activarea [[Combustibil nuclear|combustibilului nuclear]]).<ref name=":17">{{Citat carte|nume=Lide|prenume=D.R.|an=2006|titlu=Handbook of Chemistry and Physics (87th ed.)|pagină=|editură=Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group}}</ref> Practic, 35 de țări dețin în prezent plutoniu, printre acestea numărându-se și [[România]]. Cantitatea de plutoniu estimată a exista în [[Combustibil nuclear epuizat|combustibilul nuclear epuizat]] rezultat din [[Centrala Nucleară de la Cernavodă|centrala nucleară de la Cernavodă]] era în 2003 de circa 2,4 t<ref name=":2" /> (celde câteva ori puținmai triplămare în prezent).

În prezent există foarte puține locuri în care se mai produce ²³⁸Pu. Rezerva [[NASA]] a scăzut la 35 kg, ceea ce ar fi suficient pentru misiunile asumate până în 2025.<ref name=":3" /> Începând din 2019, Oak Ridge National Laboratory urmează să producă anual circa 1,5 kg ²³⁸Pu.<ref name=":3" />

Dintre compușii în stare solidă cei mai cunoscuți sunt:<ref name=":0" /><ref>S. Cotton, ''Lanthanide and actinide chemistry'', 2006, John Wiley & Sons, Ltd.</ref><ref>{{Citat web|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.inorgchem.9b00679|accessdate=29/06/2019|autor=J.-F. Vigier, K. Popa, L. Martel, D. Manara, O. Dieste Blanco, D. Freis, R.J.M. Konings,|titlu=Plutonium and americium aluminate perovskites, Inorg. Chem. 58 (2019) 9118-9126}}</ref>

**Pu(VII): Li₅PuO₅₆, Na₅PuO₆.

* combinații cationiceîn formă cationică cu elemente ale blocului ''p'' și ''d'':

**Pu(III): PuAlO₃, PuScO₃, PuVO₃, PuCrO₃, PuAsO₄, PuPO₄ etc.

Plutoniul este materialul fisionabil esențial pentru [[Armă nucleară|armele nucleare]] moderne. Tonul [[Proliferare nucleară|proliferării nucleare]] l-a dat competiția SUA-URSS. De atunci au avut loc peste 2000 de teste nucleare, dintre care aproximativ 500 atmosferice.<ref name=":1" /> Cu foarte puține excepții (bazate pe uraniu îmbogățit), acestea au utilizat plutoniu ca material exploziv de fisiune. Singurele țări cunoscute că au detonat asemenea dispozitive sunt [[Statele Unite ale Americii]], [[Uniunea Sovietică]], [[Marea Britanie]], [[Franța]], [[China]], [[India]], [[Pakistan]] și [[Coreea de Nord]].<ref name=":3" /> Producea și testarea [[Armă nucleară|armelor nucleare]] a condus la contaminarea excesivă a anumitor regiuni, peste limitele admisibile (în fosta URSS, SUA, [[Atolul Bikini]] etc.), ceea ce le face nelocuibile pentru mult timp de acum încolo.<ref name=":3" />

[[Fișier:Plutonium and uranium extraction from nuclear fuel-eng.svg|thumb|right|Schemă a procesului de extracție a uraniului și plutoniului din [[Combustibil nuclear epuizat|combustibilul nuclear epuizat]]]]

În vederea reutilizării, plutoniul este supus unor operații tehnologice de separare și purificare. Impuritățile care însoțesc plutoniul în combustibilul nuclear epuizat sunt alte actinide ([[uraniu]]<nowiki/>l și [[Actinide minore|actinidele minore]]: [[neptuniu]], [[americiu]], [[curiu]]) și [[Produs de fisiune|produși de fisiune]] ([[bariu]], [[ceriu]], [[cesiu]], [[lantan]], [[molibden]], [[paladiu]], [[praseodim]], [[samariu]], [[stronțiu]], [[xenon]], [[zirconiu]] etc.).<ref name=":0" /> Procesul industrial prin care uraniul și plutoniul sunt izolate de [[Produs de fisiune|produșii de fisiune]] și celelalte materiale ce intră în compoziția combustibilul uzat se numește [[reprocesare]].<ref>{{Citat web|url=https://fas.org/sgp/crs/nuke/RS22542.pdf|accessdate=29/06/2019|autor=Anthony Andrews|titlu=Nuclear Fuel Reprocessing: U.S. Policy

Prin [[Masămasă critică|]] se înțelege cea mai mică cantitate de material fisionabil, care este capabil a întreține o reacție nucleară în lanț. Masa critică a unui material fisionabil depinde de numeroase caracteristici ale elementului (sau ale izotopului acestuia). Masa critică]] a plutoniului este de ordinul kilogramelor, depinzând de compoziția amestecului izotopic, geometria sistemului și materialele reflectoare utilizate. CâtevaIdeal, accidente4 kg de criticalitate²³⁹Pu (unelesunt fatale)suficiente aupentru fostîntreținerea raportatereacției de-a lungul timpuluinucleară în SUAlanț.<ref (Hanford,name=":3" Idaho/> Falls,În Lospractică Alamosînsă, Oakacesta Ridge,este Woodmai River Junction), URSSmare (Electrostal,de Mayakexemplu, Novosibirsk,''[[Fat Obninsk,Man]]'' Tomsk),a Mareaconținut Britanie6,19 (Windscale)kg și Japonia (Tokay-muraplutoniu).<ref>{{Citat web|url=https://www.oraugovernmentattic.org/PTP5docs/Library/accidents/laTheNewWorld1939-136381946.pdf|accessdate=1729/1106/20182019|autor=T.P.Richard McLaughlin, S.PG. MonahanHewlett, N.L.Oscar Pruvost, V.VE. FrolovAnderson, BJr.G. Ryazanov, V.I.Sviridov|titlu=AThe reviewNew of criticality incidentsWorld, 2000 Revision1939/1946, LosA AlamosHistory reportof LA-13638}}</ref>The United

[[Fișier:SAL Plutonium Laboratory (06410093) (8536481054).jpg|thumb|right|Laborator [[Agenția Internațională pentru Energie Atomică|IAEA]] în care se manipulează plutoniu]]Plutonul ridică probleme de toxicitate din două puncte de vedere: radiotoxicitatea, respectiv toxicitatea plutoniului ca [[Metale grele|metal greu]].

Având în vedere răspândirea redusă,<ref name=":5" /> [[Expunere la radiații ionizante|expunerea]] la cantități semnificative din punct de vedere toxicologic poate fi întâlnită doar în cazul lucrătorilor expuși profesional sau al persoanelor aflate în raza de acțiune a unui accident/test nuclear; astfel, informații asupra (radio)toxicologiei plutoniului provin din studiul supraviețuitorilor dezastrului de la [[Nagasaki]], al militarilor implicați în testele nucleare și al personalului expus profesional.<ref name=":02"><cite class="citation news">[http://www.merckmanuals.com/professional/injuries-poisoning/radiation-exposure-and-contamination/radiation-exposure-and-contamination "Radiation Exposure and Contamination - Injuries; Poisoning - Merck Manuals Professional Edition"]. ''Merck Manuals Professional Edition''<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">2017-09-06</span></span>.</cite></ref> S-a raportat și un număr redus de subiecți umani injectați cu câteva micrograme de plutoniu, în absența consimțământului acestora; acest episod este considerat o abatere majoră de la [[Jurământul lui Hippocrate|etica medicală]].<ref name=":18">{{Citat web|url=https://permalink.lanl.gov/object/tr?what=info:lanl-repo/lareport/LA-UR-95-4005-09|accessdate=08/12/2018|autor=W. Moss, R. Eckhardt|titlu=The Human Plutonium Injection Experiments, Los Alamos Science 23 (1995) 178-233}}</ref>

Aspectele de expunere externă sunt similare expunerii la oricare alt radioizotop ca sursă de radiații ionizante. Astfel, expunerea acută sau cronică poate produce probleme de sănătate, incluzând aici [[sindromul iradierii acute]], alterarea materialului genetic sau diverse forme de cancer radioindus.<ref name=":03"><cite class="citation news">[http://www.merckmanuals.com/professional/injuries-poisoning/radiation-exposure-and-contamination/radiation-exposure-and-contamination "Radiation Exposure and Contamination - Injuries; Poisoning - Merck Manuals Professional Edition"]. ''Merck Manuals Professional Edition''<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">2017-09-06</span></span>.</cite></ref> Dimpotrivă, dezintegrarea predominant alfa și timpii de înjumătățire ridicați fac ca izotopii plutoniului să fie mai puțin periculoși decât – de exemplu – cei cu uz medial.<ref name=":11" />

Doar 0,04% din plutoniul ingerat este absorbit de către organismul uman. Odată încorporat însă, este excretat foarte greu, cu un timp biologic de înjumătățire de circa 200 de ani; compușii plutoniului se acumulează în [[Măduvă osoasă|măduva osoasă]]; de asemenaasemenea, acesta este colectat și concentrat în [[ficat]]. Astfel de cazuri de contaminare internă au fost detectate și relaționate cu incidența cancerului pulmonar semnalat în cazul lucrătorilor expuși profesional.<ref name=":11">{{Citat web|url=https://journals.lww.com/epidem/Fulltext/2017/09000/Risk_of_Lung_Cancer_Mortality_in_Nuclear_Workers.7.aspx|accessdate=17/11/2018|autor=J. Grellier, W. Atkinson, P. Bérard, D. Bingham, A. Birchall, E. Blanchardon, R. Bull, I. Guseva Canu, C. Challeton-de Vathaire, R. Cockerill, M.T. Do, H. Engels, J. Figuerola, A. Foster, L. Holmstock, C. Hurtgen, D. Laurier, M. Puncher, A.E. Riddell, E. Samson, I. Thierry-Chef, M. Tirmarche, M. Vrijheid, E. Cardis,|titlu=Risk of lung cancer mortality in nuclear workers from internal exposure to alpha particle-emitting radionuclides, Epidemiology 28 (2017) 675-684}}</ref> Pentru limitarea expunerii externe și a reducerii riscului încorporării, manipularea plutoniului se face fără contact direct.

* [[Armă nucleară|Arma nucleară]]