البلوتونيوم 238 (238Pu أو Pu-238) هو نظير مشع للبلوتونيوم له نصف عمر 87.7 سنة.

البلوتونيوم 238 هو باعث ألفا قوي للغاية ؛ نظرًا لأنه يتم حظر جزيئات ألفا بسهولة ، فإن هذا يجعل نظير البلوتونيوم 238 مناسبًا للاستخدام في مولدات النظائر المشعة الكهروحرارية (RTGs) ووحدات تسخين النظائر المشعة. تبلغ كثافة البلوتونيوم 238 في درجة حرارة الغرفة حوالي 19.8 جم / سم مكعب. ستولد المادة حوالي 0.57 واط / جرام من 238Pu.

البلوتونيوم عنصر كيميائي مشع برمز Pu والرقم الذري 94. وهو معدن أكتينيد ذو مظهر رمادي فضي يتلوث عند تعرضه للهواء ، ويشكل طبقة باهتة عندما يتأكسد. يُظهر العنصر عادةً ستة متآصلات وأربع حالات أكسدة. يتفاعل مع الكربون والهالوجينات والنيتروجين والسيليكون والهيدروجين. عند تعرضها للهواء الرطب ، فإنها تشكل أكاسيد وهيدرات يمكنها توسيع العينة حتى 70٪ في الحجم ، والتي بدورها تتقشر كمسحوق قابل للاشتعال. وهي مادة مشعة ويمكن أن تتراكم في العظام ، مما يجعل التعامل مع البلوتونيوم أمرًا خطيرًا.

تم إنتاج البلوتونيوم صناعياً وعزله لأول مرة في أواخر عام 1940 وأوائل عام 1941 ، عن طريق قصف الديوترون لليورانيوم 238 في سيكلوترون 1.5 متر (60 بوصة) في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي. أولاً ، تم تصنيع النبتونيوم 238 (نصف العمر 2.1 يومًا) ، والذي تحلل بيتا لاحقًا لتشكيل العنصر الجديد برقم ذري 94 ووزن ذري 238 (نصف عمر 88 عامًا). نظرًا لأنه تم تسمية اليورانيوم على اسم كوكب أورانوس والنبتونيوم على اسم كوكب نبتون ، فقد تم تسمية العنصر 94 على اسم بلوتو ، والذي كان يعتبر في ذلك الوقت كوكبًا أيضًا. منعت السرية في زمن الحرب فريق جامعة كاليفورنيا من نشر اكتشافه حتى عام 1948.

البلوتونيوم هو العنصر الذي يحتوي على أكبر عدد ذري ​​يحدث في الطبيعة. تنشأ الكميات النزرة في رواسب اليورانيوم الطبيعي 238 عندما يلتقط اليورانيوم 238 النيوترونات المنبعثة من تحلل ذرات اليورانيوم 238 الأخرى.

كل من البلوتونيوم 239 والبلوتونيوم 241 قابلان للانشطار ، مما يعني أنهما قادران على الحفاظ على تفاعل نووي متسلسل ، مما يؤدي إلى تطبيقات في الأسلحة النووية والمفاعلات النووية. يُظهر البلوتونيوم -240 معدلًا عاليًا من الانشطار التلقائي ، مما يزيد من تدفق النيوترونات في أي عينة تحتوي عليه. يحد وجود البلوتونيوم -240 من قابلية استخدام عينة البلوتونيوم للأسلحة أو جودتها كوقود للمفاعل ، وتحدد النسبة المئوية للبلوتونيوم -240 درجته (درجة الأسلحة ، درجة الوقود ، درجة المفاعل). يبلغ عمر النصف للبلوتونيوم 238 87.7 سنة وينبعث منه جسيمات ألفا. إنه مصدر حرارة في المولدات الكهروحرارية بالنظائر المشعة ، والتي تستخدم لتشغيل بعض المركبات الفضائية. تعتبر نظائر البلوتونيوم باهظة الثمن وغير مريحة للفصل ، لذلك عادة ما يتم تصنيع نظائر معينة في مفاعلات متخصصة.

كان إنتاج البلوتونيوم بكميات مفيدة لأول مرة جزءًا رئيسيًا من مشروع مانهاتن خلال الحرب العالمية الثانية الذي طور أول قنابل ذرية. كانت قنابل فات مان المستخدمة في تجربة ترينيتي النووية في يوليو 1945 ، وفي قصف ناجازاكي في أغسطس 1945 ، تحتوي على نوى من البلوتونيوم. أجريت تجارب إشعاعية بشرية تدرس البلوتونيوم دون موافقة مستنيرة ، ووقعت عدة حوادث خطيرة ، بعضها مميتة ، بعد الحرب. يعتبر التخلص من نفايات البلوتونيوم من محطات الطاقة النووية والأسلحة النووية المفككة التي تم بناؤها خلال الحرب الباردة مصدر قلق بيئي وانتشار نووي. المصادر الأخرى للبلوتونيوم في البيئة هي تداعيات العديد من التجارب النووية فوق الأرض ، المحظورة الآن.