Plutonium-238
Sejarah > Eksperimen radiasi manusia

Plutonium pertama kali disintesis pada tahun 1940 dan diisolasi pada tahun 1941 oleh ahli kimia di Universitas California, Berkeley. Proyek Manhattan dimulai tak lama setelah penemuan plutonium, dengan sebagian besar penelitian awal (pra-1944) dilakukan dengan menggunakan sampel kecil yang diproduksi menggunakan siklotron besar di Rad Lab Berkeley dan Universitas Washington di St. Louis.
Sebagian besar kesulitan yang dihadapi selama Proyek Manhattan berkaitan dengan produksi dan pengujian bahan bakar nuklir. Baik uranium maupun plutonium akhirnya ditentukan sebagai fisil, tetapi dalam setiap kasus mereka harus dimurnikan untuk memilih isotop yang cocok untuk bom atom. Dengan Perang Dunia II berlangsung, tim peneliti terdesak oleh waktu. Sementara sampel plutonium tersedia dalam jumlah kecil dan ditangani oleh para peneliti, tidak ada yang tahu efek kesehatan apa yang mungkin ditimbulkannya. Mikrogram plutonium dibuat oleh siklotron pada tahun 1942 dan 1943. Pada musim gugur 1943, Robert Oppenheimer mengatakan "hanya ada dua puluh miligram yang ada." Atas permintaannya, Rad Lab di Berkeley menyediakan 1,2 mg plutonium pada akhir Oktober 1943, sebagian besar dibawa ke Los Alamos untuk pekerjaan teoretis di sana.
Reaktor kedua di dunia, Reaktor Grafit X-10 yang dibangun di sebuah situs rahasia di Oak Ridge akan beroperasi penuh pada tahun 1944. Pada bulan November 1943, tak lama setelah start-up awal, ia mampu menghasilkan 500 mg yang sangat kecil. Namun, plutonium ini dicampur dengan sejumlah besar bahan bakar uranium dan ditujukan untuk pabrik percontohan pemrosesan kimia terdekat untuk pemisahan isotop (pengayaan). Jumlah gram plutonium tidak akan tersedia sampai musim semi 1944.
Produksi plutonium skala industri baru dimulai pada Maret 1945 ketika Reaktor B di Situs Hanford mulai beroperasi. Namun, kecelakaan penanganan plutonium terjadi pada tahun 1944, menyebabkan alarm di pimpinan Proyek Manhattan karena kontaminasi di dalam dan di luar laboratorium menjadi masalah. Pada bulan Agustus 1944, seorang ahli kimia bernama Donald Mastick disemprot plutonium klorida cair di wajahnya, menyebabkannya secara tidak sengaja menelan beberapa plutonium. Usapan hidung yang dilakukan oleh peneliti plutonium menunjukkan bahwa plutonium sedang dihirup. Ahli kimia sekaligus Ketua Proyek Manhattan Glenn T. Seaborg, penemu banyak unsur transuranium termasuk plutonium, mendesak agar program keamanan dikembangkan untuk penelitian plutonium. Dalam memo kepada Robert Stone di Met Lab Chicago, Seaborg menulis "bahwa sebuah program untuk melacak perjalanan plutonium dalam tubuh dimulai sesegera mungkin ... [dengan] prioritas tertinggi." Memo ini tertanggal 5 Januari 1944, sebelum banyak peristiwa kontaminasi tahun 1944 di Gedung D tempat Mastick bekerja. Seaborg kemudian mengklaim bahwa dia sama sekali tidak bermaksud untuk menyiratkan eksperimen manusia dalam memo ini, dia juga tidak mempelajari penggunaannya pada manusia sampai jauh karena kompartementalisasi informasi rahasia.
Dengan plutonium-239 jenis bom yang diperkaya yang ditujukan untuk penelitian kritis dan untuk produksi senjata atom, plutonium-238 digunakan dalam eksperimen medis awal karena tidak dapat digunakan sebagai bahan bakar senjata atom. Namun, 238Pu jauh lebih berbahaya daripada 239Pu karena waktu paruhnya yang pendek dan merupakan pemancar alfa yang kuat. Karena segera ditemukan bahwa Pu diekskresikan pada tingkat yang sangat lambat, terakumulasi dalam subjek uji eksperimen manusia awal, praktik ini memiliki efek yang menghancurkan pada pasien yang terlibat.
Dari 10 April 1945 hingga 18 Juli 1947, delapan belas orang disuntik dengan plutonium sebagai bagian dari Proyek Manhattan. Dosis yang diberikan berkisar antara 0,095 hingga 5,9 mikrocurie (μCi).
Albert Stevens, dalam eksperimen yang disebut sebagai CAL-1, disuntikkan pada tahun 1945 dengan 3,5 μCi 238Pu, dan 0,046 μCi 239Pu, memberinya beban tubuh awal sebesar 3,546 μCi (131 kBq) total aktivitas tanpa persetujuannya. Fakta bahwa ia memiliki plutonium-238 yang sangat radioaktif (diproduksi dalam siklotron 60-inci di Laboratorium Crocker dengan bombardir deuteron uranium alam) berkontribusi besar terhadap dosis jangka panjangnya. Seandainya semua plutonium yang diberikan kepada Stevens adalah 239Pu yang berumur panjang seperti yang digunakan dalam eksperimen serupa pada waktu itu, dosis seumur hidup Stevens akan jauh lebih kecil. Waktu paruh yang singkat yaitu 87,7 tahun dari 238Pu berarti bahwa sebagian besar darinya meluruh selama waktunya di dalam tubuhnya, terutama jika dibandingkan dengan 239Pu yang memiliki waktu paruh 24.100 tahun.
Karena Stevens bertahan selama sekitar 20 tahun setelah dosis percobaan plutoniumnya sebelum meninggal karena penyakit jantung, ia selamat dari dosis radiasi akumulasi tertinggi yang diketahui pada manusia mana pun. Perhitungan modern dari dosis serap seumur hidupnya memberikan total 64 Sv (6400 rem) yang luar biasa.