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Plutoinium - das 94. Element im Periodensystem - wurde 1940 von den amerikanischen Forschern Seaborg, McMillan, Wahl und Kennedy als zweites Transuran-Element in der Form des Isotops Plutonium-238 beim Beschuß von Uran-238 mit deuteronen entdeckt. Heute sind 15 Pu-Isotope bekannt. Besondere Bedeutung hat wegen seiner seiner Eigenschaft als spaltbares Material das Isotop Pu-239 (Halbwertszeit 24110 Jahre) erhalten. Die auf das 92. Element im Periodensystem - das Uran - folgende Elemente 94 und 95 erhielten analog dem nach dem Planeten Uranus benannten Uran ihre Namen »Neptunium« und »Plutonium«, nach den auf Uranus folgenden Planeten Neptun und Pluto. Plutonium entsteht durch Neutroneneinfang in Uran-238 und zwei darauf folgende Betazerfälle nach folgendem Schema:
U-238 + n -> U-238 -> β-Zerfall -> Np-239 -> β-Zerfall -> Pu-239 .
In der Natur kommt Plutonium-239 in verschwindend kleinen Mengen in uranhaltigen Mineralien (Pechblende, Carnotit) - ein Atom Pu auf 1 Billion und mehr Atome Uran - vor. Es bildet sich aus U-238 durch Einfang von Neutronen, die bei der Spontanspaltung des U-238 frei werden. Durch oberirdische Krenwaffentests wurden schätzungsweise sechs Tonnen Pu-239 in die Atmosphäre freigesetzt und weltweit verteilt, so daß z.B. in Mitteleuropa rund 60 Bq Pu-239 pro m² abgelagert wurden.
Plutonium ist ein radiotoxischer Stoff; seine chemische Giftigkeit als Schwermetall ist demgegenüber vernachlässigbar. Die radiotoxische Wirkung des Plutonium kommt besonders bei der Inhalation feinster Pu-Aerosole zum Tragen; Verschlucken (Ingestion) von Plutoium ist etwa 10000 mal ungefährlicher, da Plutonium von der Darmschleimhaut nur zu etwa 1/100 Prozent aufegommen wird, 99,99% werden sofort wieder ausgeschieden.
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