| 同位素 | 丰度 | 半衰期 | 衰变模式 | 衰变能量MeV | 衰变产物 |
| Pu-238 | 人造 | 87.74年 | 自发分裂 | 204.66 | - |
| α衰变 | 5.5 | U-234 | |||
| Pu-239 | 微量 | 24100年 | 自发分裂 | 207.06 | - |
| α衰变 | 5.157 | U-235 | |||
| Pu-240 | 人造 | 6500年 | 自发分裂 | 205.66 | - |
| α衰变 | 5.256 | U-236 | |||
| Pu-241 | 人造 | 14年 | 自发分裂 | 210.83 | - |
| β衰变 | 0.02078 | Am-241 | |||
| Pu-242 | 人造 | 373000年 | 自发分裂 | 209.47 | Kr-92，Ba-141，2个种子 |
| α衰变 | 4.984 | U-238 | |||
| Pu-244 | 微量 | 8.08×10^7年 | α衰变 | 4.666 | U-240 |
衰变热与裂变性质
钚同位素会发生放射性衰变，释放出衰变热。不同的同位素，单位质量所释出的热量也有所差异。衰变热的单位通常以“瓦特/公斤”或“毫瓦特/公克”计。所有同位素在衰变时都会释放出微弱的伽马射线。 钚同位素的衰变热：[16]| 同位素 | 衰变方式 | 半衰期 年 | 衰变热 W/kg | 自发裂变中子1/(g·s) |
| 钚-238 | α衰变成为铀-234 | 87.74 | 560 | 2600 |
| 钚-239 | α衰变成为铀-235 | 24100 | 1.9 | 0.022 |
| 钚-240 | α衰变成为铀-236 | 6560 | 6.8 | 910 |
| 钚-241 | β衰变成为镅-241 | 14.4 | 4.2 | 0.049 |
| 钚-242 | α衰变成为铀-238 | 376000 | 0.1 | 1700 |
混合物与化学性质
室温时，纯钚金属是银灰色、但因氧化而锈蚀。[12]钚在水溶液中钚
发现
1934年，恩里科·费米和罗马大学的研究团队发布消息，表示他们发现了元素94。[18]费米将元素取名 “hesperium”，并曾在他1938年的诺贝尔奖演说中提及。[19]然而，他们的研究成果其实是钡、氪等许多其他元素的混合物，但由于当时核分裂尚未发明，这个误会便一直延续。[20] 1940年美国G.T.西博格、E.M.麦克米伦、J.W.肯尼迪和A.C.沃尔用152.4cm回旋加速器加速的16兆电子伏氘核轰击铀时发现钚-238。[21]第二年又发现钚的最重要的同位素钚-239。 1941年3月，科学家团队将报告寄给《物理评论》杂志[22]，但由于发现了新元素的同位素（钚-239）能产生核分裂、往后或许能用于制造原子弹，而在出版前遭到撤回。基于安全因素，报告延迟了一年、直到二次大战结束后才顺利登载。[23] 1945年，西博格比较了镎和钚，认为它们与铀的性质相似，同时又与稀土元素中钐相似，在1945年发表了他编排的元素周期表，建立了与镧系元素相同的锕系元素，把它们一起放置在元素周期表的下方，成为今天形式的元素周期表，并留下94号元素以后一系列的空位留待发现。 埃德温·麦克米伦近期将第一个发现的超铀元素以行星海王星（Neptune）命名，并提议以冥王星（Pluto）为系列的下一个元素、即元素94取名。[12]西博格原先属意取名“plutium”，但后来认为它的发音不如“plutonium”。[24]他在一次玩笑中选择“Pu”作为元素符号，却在没有被事先通知的情况下，意外被正式纳入元素周期表。西博格亦曾因为误信他们已经找到周期表中最后一个可能存在的元素，而考虑过“ultimium”或“extremium”等名称。[25]应用
炸弹
同位素钚-239是核武器中最重要的裂变成份。将钚核置入反射体（质量1
核废料
一般轻水反应炉所产生的核废料中含有钚，但为钚-242、钚-239和钚-238的混合物。它的浓度不足以制作成核武器，不过可以改用作一次性的混氧燃料（MOX fuel）。在反应炉中以慢速热中子放射线照射钚时，会偶然发生中子俘获，而增加钚-242和钚-240的量。因此反应进行到第二轮之后，钚只能和快中子反应堆反应、消耗。在反应器中没有快中子时（普遍情况下），剩余的钚通常会被遗弃，形成寿命长、处理棘手的核废料成分。能源与热源
同位素钚-238的半衰期为87.74年。[28]它会放出大量热能，伴随着低能的伽马和自发裂变射线/粒子。[29]它是α辐射体，同时具有高辐射能及低穿透性，故仅需低度防护措施。单一纸张就可以抵挡钚-238所放射出的α粒子；同时，每公斤的钚-238可产生约570瓦特热能。[29][12]钚化合物
卤化物
三氟化钚为蓝紫色固体，熔点为1425±3℃；在没有铝或锆离子存在时，很难溶于酸中。三氟化钚可由钚（IV）的硝酸盐、氧化物、氢氧化物等化合物与无水氟化氢在550~600℃反应制得，也可在含钚（III）的水溶液中加入氟离子沉淀而制得。三氟化钚是还原法制金属钚的原料。 四氟化钚为淡棕色（PuF4·2.5H2O为粉红色），熔点为1037℃，沸点约1277℃；微溶于水，只能溶于含有硼酸、铝（III）或铁（III）的溶液中。四氟化钚可由钚（IV）的氧化物、硝酸盐、草酸盐等化合物在有氧气存在的条件下与无水氟化氢进行高温反应而制得。四氟化钚也是还原法制金属钚的原料。 六氟化钚在-180℃时是白色固体，液态和气态呈棕色到红棕色，熔点为51.59℃，沸点为62.16℃；六氟化钚在热力学上是不稳定的，它是一个很强的氧化剂；能与四氟化铀、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳等反应生成四氟化钚，与潮湿空气或水发生非常激烈的反应；六氟化钚由于α辐解而不断生成四氟化钚。六氟化钚可由二氧化钚或四氟化钚在500~700℃高温下与氟气反应制得。钚（VI）的其他氟化物有PuO2F2、M2PuO2F4·H2O和MPuO2F3·H2O（M为NH4、Na、K等）。 三氯化钚是蓝至绿色的固体，熔点为750℃，沸点为1767℃；易吸潮，易溶于酸和水。三氯化钚可由多种方法制备，通常由二氧化钚与光气在高温下反应而制得。在制备中，大多数其他元素生成挥发性的氯化物，而三氯化钚不挥发，因而钚的纯度较高。三氯化钚也是制备金属钚的一种化合物。 四氯化钚是不稳定化合物，容易分解，不易制得。钚（IV）的其他氯化物有 M2PuCl6（M为Cs、Rb、K、Na等）。 其他已经制得的化合物还有：三溴化钚，熔点约为681℃；三碘化钚，熔点约777℃。氧化物
二氧化钚是绿棕色到黄棕色的固体，在氦气中的熔点为2280±30℃，蒸气压很低；它的化学惰性很大，在盐酸和硝酸中溶解极慢且不完全，在沸腾的氢溴酸中溶解较快，用硫酸氢钠等熔剂在熔融条件下可溶解二氧化钚；高温下二氧化钚可与氟化氢反应生成三氟化物，有氧气存在时生成四氟化物；高温下与氟作用生成六氟化钚，与锌镁合金反应还原生成金属钚。由于二氧化钚具有高熔点、辐照稳定、同金属互容以及容易制备等特性，是核燃料的一种适用的组成形式。二氧化钚可由金属钚或其化合物（磷酸盐除外）在空气中灼烧制得，也可由含氧化合物在真空或惰性气氛中加热到1000℃而制得。β-三氧化二钚的熔点为2085±25℃；可由二氧化钚与碳在氦中加热到1625℃制得。α-三氧化二钚可由在真空中加热二氧化钚到1650～1800℃ 而制得。α-三氧化二钚由二氧化钚熔化时损失氧而制得，其熔点为2360±20℃。碳化物
已知有二碳化三钚、碳化钚、三碳化二钚和二碳化钚。室温下碳化钚在空气中稳定，但在400℃时则剧烈燃烧；不与冷水作用，但与热水反应生成三价氢氧化物、氢和甲烷的混合物，以及少量的其他碳氢化合物；碳化钚与冷硝酸作用很慢。三碳化二钚的化学性质与碳化钚略有不同，三碳化二钚在高温下的氧化作用及在酸和沸水中的水解作用都比碳化钚弱。钚的碳化物可由金属钚、二氧化钚或氢化钚在高温下与石墨反应而制得。反应条件不同，可以制得不同组分的钚的碳化物。钚的碳化物由于具有较高的导热性、低的蒸气压和较大的钚密度，可以做核反应堆的燃料。氮化物
已知钚的唯一氮化物为氮化钚。氮化钚在氩气氛中熔点为2450±50℃；遇冷水缓慢水解并生成二氧化钚，氮化钚易溶于无机酸中；与氮化铀能形成一系列固溶体。氮化钚具备核燃料的某些特性，如熔点高、钚密度高和好的导热性，但它的主要缺点是在高温下挥发性较高和易分解。氮化钚可由氢化钚与氮在高于 230℃时反应而制得。草酸盐
钚（III）的草酸盐Pu2(C2O4)3·10H2O和钚（IV）的Pu(C2O4)2·6H2O都是难溶性化合物，随着加热，它们逐渐失去其结晶水，随后分解，最终产物为二氧化钚。钚的草酸盐可由钚的相应氧化态的盐的稀酸溶液与草酸或草酸钠沉淀而制得。Chem234.COM
