Плутоній (лат. Plutonium), Pu, штучно отриманий радіоактивний хімічний елемент, атомний номер 94; відноситься до актиноїдам . Відкритий в 1940—41 американськими ученими Р. Сиборгом, Е. Макмілланом, Дж. Кенеді і А. Валем, які отримали ізотоп 238 Pu в результаті опромінення урану ядрами важкого водню — дейтонамі. Названий на честь планети Плутон, як і попередники П. в таблиці Менделєєва — уран і нептуній, назви яких також сталися від планет Урану і нептуна. Відомі ізотопи П. з масовими числами від 232 до 246. Сліди ізотопів 247 Pu і 255 Pu виявлені в пилі, зібраному після вибухів термоядерних бомб. Самим довгоживучим ізотопом П. є а-радіоактивний 244 Pu (період напіврозпаду T 1/2 біля 7,5×102 років). Величини T 1/2 всіх ізотопів П. багато менше віку Землі, і тому весь первинний П. (що існував на нашій планеті при її формуванні) повністю розпався. Проте нікчемні кількості 239 Pu постійно утворюються при b-розпаді 239 Np, який, у свою чергу, виникає при ядерній реакції урану з нейтронами (наприклад, нейтронами космічного випромінювання). Тому сліди П. виявлені в уранових рудах.
П. — блискучий білий метал, при температурах від кімнатної до 640° З (t пл ) існує в шести аллотропних модифікаціях. Аллотропниє перетворення П. супроводяться стрибкоподібними змінами щільності (см. мал.(малюнок) ). Унікальна особливість металевого П. полягає в тому, що при нагріванні від 310 до 480 °С він не розширюється, як інші метали, а стискується. Конфігурація трьох зовнішніх електронних оболонок атома Pu 5s 2 5p 6 5d 10 5f 6 6s 2 6p 2 7s 2 . Хімічні властивості П. багато в чому схожі з властивостями його попередників в періодичній системі — ураном і нептунієм . П. утворює з'єднання з мірами окислення від +2 до +7. Відомі оксиди PUO, Pu 2 O 3 , Puo 2 і фаза змінного складу Pu 2 O 3 — Pu 4 O 7 . У з'єднаннях з галогенами П. зазвичай проявляє міру окислення +3, але відомі також галогеніди Puf 4 , Puf 4 і Pucl 4 . У розчинах П. існує у формах Pu 3+ , Pu 4+ , Puo 2 + (плутоноїл — іон), Puo 2 2+ (плутоніл — іон) і Puo 5 3- , що відповідають мірам окислення від +3 до +7. Вказані іони (окрім Puo 5 3- ) можуть знаходитися в розчині одночасно в рівновазі. Іони П. всіх мір окислення схильні до гідролізу і комплексообразованію.
Зі всіх ізотопів П. найбільш важливий а-радіоактивний 239 Pu (T 1/2 = 2,4×10 4 років). Ядра 239 Pu здібні до ланцюгової реакції ділення під дією нейтронів, тому 239 Pu можна використовувати як джерело атомної енергії (енергія, що звільняється при розщеплюванні 1 г 239 Pu, еквівалентна теплоті, що виділяється при згоранні 4000 кг вугілля). У СРСР перші досліди по здобуттю 239 Pu були початі в 1943—44 під керівництвом академіків І. В. Курчатова і В. Р. Хлопіна. Вперше П. в СРСР був виділений з опроміненого нейтронами урану в 1945. У гранично стислі терміни були виконані обширні дослідження властивостей П., і в 1949 в СРСР почав працювати перший завод по радіохімічному виділенню П.
Промислове виробництво 239 Pu засноване на взаємодії ядер 238 U з нейтронами в ядерних реакторах. Подальше відділення Pu від U, Np і високорадіоактивних продуктів ділення здійснюють радіохімічними методами (соосажденієм, екстракцією, іонним обміном і ін.). Металевий П. зазвичай отримують відновленням Puf 3 , Puf 4 або Puo 2 парами барії, кальцію або літію. Як матеріал, що ділиться, 239 Pu використовують в атомних реакторах і в атомних і термоядерних бомбах. Ізотоп 238 Pu застосовують для виготовлення атомних електричних батарей, термін служби яких досягає 5 років і більш. Такі батареї можуть застосовуватися, наприклад, в генераторах струму, стимулюючих роботу серця.
Літ.: Беглі До., Плутоній і його сплави, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1958; Вдовенко Ст М. і Курчатов Би. Ст, Перший радянський плутоній, «Радіохімія», 1968, т. 10, ст 6, с. 696; Плутоній. Довідник, під ред. О. Віка, пер.(переведення) з англ.(англійський), т. 1—2, М., 1971—73. Див. також літ.(літературний) при ст. Актиноїди .
С. С. Бердоносов.
Плутоній в організмі. П. концентрується морськими організмами: його коефіцієнт накопичення (тобто відношення концентрацій в організмі і в зовнішньому середовищі) для водоростей складає 1000—9000, для планктону (змішаного) — близько 2300, для молюсків — до 380, для морських зірок — близько 1000, для м'язів, кісток, печінки і шлунку риб — 5, 570, 200 і 1060 відповідно. Наземні рослини засвоюють П. головним чином через кореневу систему і нагромаджують його до 0,01% від своєї маси. У організмі людини П. затримується переважно в скелеті і печінці, звідки майже не виводиться (особливо з кісток). Найбільш токсичний 239 Pu викликає порушення кровотворення, остеосаркоми, рак легенів. З 70-х рр. 20 ст доля П. в радіоактивному забрудненні біосфери зростає (так, опроміненість морські безхребетних за рахунок П. стає більше, ніж за рахунок 90 Sr і 137 Cs).
Літ.: Проблеми токсикології плутонію, М., 1969: Радіоактивні речовини і шкіра. (Метаболізм і дезактивація), М., 1972: Uranium, Plutonium, Transplutonis Elements B.—Hdlb.—N. Y., 1973.
