Plutonium

Halaman ini berisi artikel tentang unsur kimia. Untuk kegunaan lain, lihat Plutonium (disambiguasi).
Artikel ini bukan mengenai Polonium.
Plutonium adalah sebuah unsur kimia radioaktif dengan lambang Pu dan nomor atom 94. Ia adalah sebuah logam aktinida berwarna abu-abu keperakan yang mengusam saat terkena udara, dan membentuk lapisan kusam saat teroksidasi. Unsur ini pada dasarnya memiliki enam alotrop dan empat keadaan oksidasi. Ia dapat bereaksi dengan karbon, halogen, nitrogen, silikon, dan hidrogen. Ketika terpapar oleh kelembapan udara, ia akan membentuk oksida dan hidrida yang dapat memperluas sampel hingga 70% volume, yang pada gilirannya mengelupas sebagai bubuk yang bersifat piroforik. Ia bersifat radioaktif dan dapat terakumulasi dalam tulang, yang membuat penanganan plutonium menjadi berbahaya, walaupun tingkat toksisitas keseluruhan logam ini terkadang dibesar-besarkan.
Plutonium pertama kali diproduksi dan diisolasi secara sintetis pada akhir 1940 dan awal 1941, melalui pemborbardiran sebuah deuteron uranium-238 dalam siklotron 1,5-meter (60 in) di Universitas California, Berkeley. Pertama, neptunium-238 (waktu paruh 2,1 hari) disintesis, yang kemudian mengalami peluruhan beta untuk membentuk unsur baru dengan nomor atom 94 dan berat atom 238 (waktu paruh 88 tahun). Karena uranium dinamai dari planet Uranus dan neptunium dari planet Neptunus, unsur 94 dinamai dari Pluto, yang pada saat itu masih dianggap sebagai sebuah planet. Kerahasiaan masa perang mencegah tim Universitas California menerbitkan penemuannya hingga tahun 1948.
Plutonium adalah unsur dengan nomor atom tertinggi yang terjadi di alam. Jumlah jejak plutonium muncul dalam endapan uranium-238 alami ketika uranium-238 menangkap neutron yang dipancarkan oleh peluruhan atom uranium-238 lainnya.
Baik plutonium-239 maupun plutonium-241 bersifat fisil, yang berarti bahwa mereka dapat mempertahankan reaksi rantai nuklir, yang mengarah pada aplikasi senjata nuklir dan reaktor nuklir. Plutonium-240 menunjukkan laju fisi spontan yang tinggi, meningkatkan fluks neutron dari setiap sampel yang mengandungnya. Kehadiran plutonium-240 membatasi kegunaan sampel plutonium untuk senjata atau kualitasnya sebagai bahan bakar reaktor, dan persentase plutonium-240 akan menentukan tingkatnya (tingkat senjata, tingkat bahan bakar, atau tingkat reaktor). Plutonium-238 memiliki waktu paruh 87,7 tahun dan memancarkan partikel alfa. Ia adalah sumber panas dalam generator termoelektrik radioisotop, yang digunakan untuk memberi daya pada beberapa wahana antariksa. Isotop plutonium berharga mahal dan tidak mudah untuk dipisahkan, sehingga isotop plutonium tertentu biasanya diproduksi dalam reaktor khusus.
Produksi plutonium dalam jumlah yang berguna untuk pertama kalinya merupakan bagian utama dari Proyek Manhattan selama Perang Dunia II yang mengembangkan bom atom pertama. Bomb Fat Man yang digunakan dalam uji coba nuklir Trinity pada Juli 1945, dan pengeboman Nagasaki pada Agustus 1945, memiliki inti plutonium. Eksperimen radiasi manusia yang mempelajari plutonium dilakukan tanpa persetujuan, dan beberapa kecelakaan kritis, beberapa mematikan, terjadi setelah perang. Pembuangan limbah plutonium dari pembangkit listrik tenaga nuklir dan pembongkaran senjata nuklir yang dibangun selama Perang Dingin adalah sebuah bentuk proliferasi nuklir dan kekhawatiran lingkungan. Sumber plutonium di lingkungan lainnya adalah hasil dari berbagai uji coba nuklir di atas tanah, yang sekarang telah dilarang.