El plutonio-238 (238Pu o Pu-238) es un isótopo radiactivo del plutonio que tiene una vida media de 87,7 años.

El plutonio-238 es un emisor alfa muy potente; Como las partículas alfa se bloquean fácilmente, esto hace que el isótopo plutonio-238 sea adecuado para su uso en generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) y unidades de calefacción de radioisótopos. La densidad del plutonio-238 a temperatura ambiente es de unos 19,8 g/cc. El material generará alrededor de 0,57 vatios/gramo de 238Pu.

El plutonio es un elemento químico radiactivo con el símbolo Pu y el número atómico 94. Es un metal actínido de apariencia gris plateada que se empaña cuando se expone al aire y forma una capa opaca cuando se oxida. El elemento normalmente exhibe seis alótropos y cuatro estados de oxidación. Reacciona con carbono, halógenos, nitrógeno, silicio e hidrógeno. Cuando se expone al aire húmedo, forma óxidos e hidruros que pueden expandir la muestra hasta un 70 % en volumen, que a su vez se desmenuza como un polvo pirofórico. Es radiactivo y puede acumularse en los huesos, lo que hace peligrosa la manipulación del plutonio.

El plutonio se produjo y aisló sintéticamente por primera vez a finales de 1940 y principios de 1941, mediante un bombardeo con deuterón de uranio-238 en el ciclotrón de 1,5 metros (60 pulgadas) de la Universidad de California, Berkeley. Primero, se sintetizó neptunio-238 (vida media de 2,1 días), que posteriormente se descompuso en beta para formar el nuevo elemento con número atómico 94 y peso atómico 238 (vida media de 88 años). Dado que el uranio recibió su nombre del planeta Urano y el neptunio del planeta Neptuno, el elemento 94 recibió su nombre de Plutón, que en ese momento también se consideraba un planeta. El secreto de la guerra impidió que el equipo de la Universidad de California publicara su descubrimiento hasta 1948.

El plutonio es el elemento con el número atómico más alto que existe en la naturaleza. Las cantidades traza surgen en los depósitos naturales de uranio-238 cuando el uranio-238 captura los neutrones emitidos por la descomposición de otros átomos de uranio-238.

Tanto el plutonio-239 como el plutonio-241 son fisionables, lo que significa que pueden sostener una reacción nuclear en cadena, lo que lleva a aplicaciones en armas nucleares y reactores nucleares. El plutonio-240 exhibe una alta tasa de fisión espontánea, elevando el flujo de neutrones de cualquier muestra que lo contenga. La presencia de plutonio-240 limita la utilidad de una muestra de plutonio para armas o su calidad como combustible para reactores, y el porcentaje de plutonio-240 determina su grado (grado para armas, grado para combustible o grado para reactores). El plutonio-238 tiene una vida media de 87,7 años y emite partículas alfa. Es una fuente de calor en los generadores termoeléctricos de radioisótopos, que se utilizan para impulsar algunas naves espaciales. Los isótopos de plutonio son costosos y difíciles de separar, por lo que los isótopos particulares generalmente se fabrican en reactores especializados.

Producir plutonio en cantidades útiles por primera vez fue una parte importante del Proyecto Manhattan durante la Segunda Guerra Mundial que desarrolló las primeras bombas atómicas. Las bombas Fat Man utilizadas en la prueba nuclear Trinity en julio de 1945 y en el bombardeo de Nagasaki en agosto de 1945 tenían núcleos de plutonio. Los experimentos de radiación humana que estudian el plutonio se llevaron a cabo sin consentimiento informado y se produjeron varios accidentes de criticidad, algunos letales, después de la guerra. La eliminación de los desechos de plutonio de las plantas de energía nuclear y las armas nucleares desmanteladas construidas durante la Guerra Fría es una preocupación ambiental y de proliferación nuclear. Otras fuentes de plutonio en el medio ambiente son las consecuencias de numerosas pruebas nucleares sobre el suelo, ahora prohibidas.