Ισότοπα του πλουτωνίου

Το πλουτώνιο (Pu) είναι ένα τεχνητό στοιχείο, εκτός από ιχνοποσότητες του αρχέγονου ²⁴⁴Pu, και έτσι μία σχετική ατομική μάζα δεν μπορεί να δοθεί. Όπως όλα τα τεχνητά στοιχεία, δεν έχει σταθερά ισότοπα. Συντέθηκε πολύ πριν βρεθεί στην φύση, το πρώτο ισότοπο που συντέθηκε ήταν το ²³⁸Pu το 1940. Είκοσι ραδιοϊσότοπα του πλουτωνίου έχουν χαρακτηριστεί. Τα πιο σταθερά είναι το Pu-244, με ημιζωή 80,8 εκατομμύρια χρόνια, το Pu-242, με ημιζωή 373.300 χρόνια, και το Pu-239, με ημιζωή 24.110 χρόνια. Όλα τα υπόλοιπα ραδιοϊσότοπα έχουν διάρκειες ημιζωής που είναι λιγότερες από 7.000 χρόνια. Αυτό το στοιχείο έχει επίσης οκτώ μετασταθή, αν και κανένα δεν είναι πολύ σταθερό (όλα έχουν ημιζωή λιγότερη από ένα δευτερόλεπτο).

Τα ισότοπα του πλουτωνίου κυμαίνονται σε ατομικό βάρος από 228.0387 u (Pu-228) σε 247.074 u (Pu-247). Οι κύριοι τρόποι διάσπασης πριν από το πιο σταθερό ισότοπο, το Pu-244, είναι η αυθόρμητη σχάση και η άλφα διάσπαση· ο αρχικός τρόπος μετά είναι η βήτα διάσπαση. Τα κύρια προϊόντα διάσπασης πριν από το Pu-244 είναι ισότοπα του ουρανίου και του ποσειδωνίου (παραμελώντας το ευρύ φάσμα των θυγατρικών πυρήνων που δημιουργούνται από τις διασπάσεις), και τα πρωτογενή προϊόντα, μετά από τα ισότοπα του αμερικίου.

Αξιοσημείωτα ισότοπα

• Το Πλουτώνιο-238 έχει διάρκεια ημιζωής 87,74 χρόνια και εκπέμπει σωματίδια άλφα. Καθαρό Pu-238 για θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων που τροφοδοτούν μερικά διαστημόπλοια παράγεται από τη σύλληψη νετρονίων στο ποσειδώνιο-237, αλλά το πλουτώνιο από το αναλωμένο πυρηνικό καύσιμο μπορεί να περιέχει ένα μικρό ποσοστό από Pu-238, είτε από ²³⁷Np, από άλφα διάσπαση του ²⁴²Cm, ή από αντιδράσεις (n, 2n).

• Το πλουτώνιο-239 είναι το σημαντικότερο ισότοπο του πλουτωνίου, με ημιζωή 24.100 χρόνια. Το Pu-239 και το Pu-241 είναι σχάσιμα, που σημαίνει ότι οι πυρήνες των ατόμων τους μπορούν να σπάσουν, εκτός από το να βομβαρδίζεται από θερμικά αργά κινούμενα νετρόνια, απελευθερώνοντας ενέργεια, ακτίνες γάμμα και νετρόνια. Μπορεί να στηρίξει συνεπώς μια πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση, οδηγώντας σε εφαρμογές πυρηνικών όπλων και πυρηνικών αντιδραστήρων. Το Pu-239 συντίθεται με ακτινοβόληση ουρανίου-238 με νετρόνια στον πυρηνικό αντιδραστήρα, και κατόπιν ανακτάται μέσω πυρηνικής επανεπεξεργασίας του καυσίμου. Περαιτέρω σύλληψη νετρονίων παράγει διαδοχικά βαρύτερα ισότοπα.

• Το πλουτώνιο-240 διαθέτει ένα υψηλό βαθμό αυθόρμητης σχάσης, αυξάνοντας την ακτινοβολία του υποβάθρου νετρονίων που περιέχει το πλουτώνιο. Το πλουτώνιο βαθμολογείται με αναλογία του Pu-240: οπλικό (<7%), διαβάθμιση καυσίμου (7-19%) και ποιότητα αντιδραστήρα (> 19%). Προϊόντα κατώτερης ποιότητας είναι λιγότερο κατάλληλα για τα πυρηνικά όπλα και τους θερμικούς αντιδραστήρες, αλλά μπορούν να τροφοδοτήσουν γρήγορους αντιδραστήρες.

• Το πλουτώνιο-242 δεν είναι σχάσιμο, δεν είναι ιδιαίτερα γόνιμο (απαιτεί 3 περισσότερες συλλήψεις νετρονίων για να γίνει σχάσιμο), έχει χαμηλή διατομή σύλληψης νετρονίων, και μεγαλύτερο χρόνο ημιζωής από οποιοδήποτε από τα ελαφρύτερα ισότοπα.

• Το πλουτώνιο-244 είναι το πιο σταθερό ισότοπο του πλουτωνίου, με μια ημιζωή περίπου 80 εκατομμυρίων χρόνων, αρκετά μεγάλη ώστε να μπορείνα βρεθεί σε ιχνοποσότητες στη φύση. Δεν παράγεται σε σημαντικό βαθμό στους πυρηνικούς αντιδραστήρες επειδή το Pu-243 έχει μικρό χρόνο ημιζωής, αλλά παράγεται ορισμένη ποσότητά του στις πυρηνικές εκρήξεις.

Παραγωγή και χρήσεις

Ενα σφαιρίδιο πλουτωνίου-238, που λάμπει κάτω από το δικό του φως, το οποίο χρησιμοποιείται στις θερμοηλεκτρικές γεννήτριες.

Μεταστοιχείωση ροής μεταξύ ²³⁸Pu and ²⁴⁴Cm στον ΑΕΫ .
Η ταχύτητα μεταστοιχείωσης δεν φαίνεται και ποικίλλει σημαντικά μεταξύ νουκλιδίων.
Τα ²⁴⁵Cm–²⁴⁸Cm έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής με αμελητέα διάσπαση.

Το Pu-239, σχάσιμο ισότοπο που είναι το δεύτερο πιο χρησιμοποιημένο πυρηνικό καύσιμο στους πυρηνικούς αντιδραστήρες μετά το U-235, και το καύσιμο που χρησιμοποιείται περισσότερο στο τμήμα σχάσης των πυρηνικών όπλων, παράγεται από το U-238 από σύλληψη νετρονίων που ακολουθούνται από δύο βήτα διασπάσεις.

Το Pu-240, Pu-241, Pu-242 παράγονται από περαιτέρω σύλληψη νετρονίων. Το περίεργο με τη μάζα των ισοτόπων Pu-239 και Pu-241 είναι ότι έχουν περίπου 3/4 πιθανότητες να υποστούν σχάση στην σύλληψη ενός θερμικού νετρονίου και περίπου 1/4 πιθανότητα διατήρησης του νετρονίου και μετατροπή τους στο ακόλουθο ισότοπο. Ακόμη η μάζα των ισοτόπων είναι γόνιμο υλικό αλλά δεν σχάσιμο και έχει επίσης μια χαμηλότερη συνολική πιθανότητα (διατομή) σύλληψης νετρονίων· συνεπώς, έχουν την τάση να συσσωρεύονται στο πυρηνικό καύσιμο που χρησιμοποιείται σε ένα θερμικό αντιδραστήρα, ο σχεδιασμός όλων των πυρηνικών σταθμών σήμερα. Στο πλουτώνιο που έχει χρησιμοποιηθεί για δεύτερη φορά σε θερμικούς αντιδραστήρες σε καύσιμο ΜΟΧ, το Pu-240 μπορεί να είναι ακόμη το πιο κοινό ισότοπο. Όλα τα ισότοπα πλουτωνίου και άλλων ακτινιδών, ωστόσο, είναι σχάσιμα με ταχέα νετρόνια. Το Pu-240 έχει μια μέτρια διατομή απορρόφησης θερμικών νετρονίων, έτσι ώστε η παραγωγή του ισοτόπου Pu-241 σε ένα θερμικό αντιδραστήρα να γίνεται ένας σημαντικός λόγος μιας τόσο μεγάλης παραγωγής Pu-239.

Το Pu-241 έχει χρόνο ημιζωής των 14 ετών, και έχει ελαφρώς υψηλότερα εγκάρσια τμήματα θερμικών νετρονίων από ό, τι το Pu-239 τόσο για σχάση όσο και για απορρόφηση. Ενώ το πυρηνικό καύσιμο χρησιμοποιείται σε ένα αντιδραστήρα, ένας πυρήνας Pu-241 είναι πολύ πιο πιθανό να υποστεί σχάση ή να συλλάβει ένα νετρόνιο από το να διασπαστεί. Το Pu-241 αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό ποσοστό των σχάσεων του καυσίμου του θερμικού αντιδραστήρα που έχει χρησιμοποιηθεί για κάποιο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, σε αναλωμένο πυρηνικό καύσιμο που δεν υφίσταται γρήγορα πυρηνική επανεπεξεργασία, αλλά αντ' αυτού ψύχεται για χρόνια μετά τη χρήση, πολύ ή το περισσότερο από το Pu-241 θα υποστεί βήτα διάσπαση μετατρεπόμενο σε αμερίκιο-241, μία από τις δευτερεύουσες ακτινίδες, μια ισχυρή πηγή εκπομπής άλφα σωματιδίων, και θα είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί σε θερμικούς αντιδραστήρες.

Το Pu-242 έχει μία ιδιαίτερα χαμηλή διατομή θερμικής σύλληψης νετρονίων· πρέπει να πάρει τέσσερις απορροφήσεις νετρονίων να γίνει ένα άλλο σχάσιμο ισότοπο (είτε Κιούριο-245 ή Pu-241) και να υποστεί σχάση. Ακόμα και τότε, υπάρχει πιθανότητα τα δύο αυτά σχάσιμα ισότοπα να αποτύχουν στην σχάση, αλλά αντ' αυτού να απορροφήθεί από αυτά το τέταρτο νετρόνιο, και να γίνουν στην περίπτωση του ²⁴⁵Cm κιούριο-246 (στο δρόμο προς ακόμη βαρύτερες ακτινίδες όπως το καλιφόρνιο, το οποίο είναι πηγή εκπομπής νετρονίων με αυθόρμητη σχάση και είναι δύσκολο στην χρήση), ή στην περίπτωση του ²⁴¹Pu να γίνει Pu-242 και πάλι, έτσι ώστε ο μέσος αριθμός των νετρονίων που απορροφούνται πριν από την σχάση είναι μεγαλύτερος από 4. Επομένως το Pu-242 είναι ιδιαιτέρως ακατάλληλο για ανακύκλωση σε ένα θερμικό αντιδραστήρα και θα ήταν καλύτερο να χρησιμοποιηθεί σε ένα γρήγορο αντιδραστήρα όπου μπορεί να σχαστεί άμεσα. Ωστόσο, η χαμηλή διατομή του Pu-242 σημαίνει ότι σχετικά λίγο από αυτό θα μεταλλαχτεί κατά τη διάρκεια ενός κύκλου σε ένα θερμικό αντιδραστήρα. Η ημιζωή του Pu-242 είναι περίπου 15 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Pu-239, επομένως είναι 15 φορές λιγότερο ραδιενεργό και όχι ένας από τους μεγαλύτερους συνεισφέροντες στην ραδιενέργεια των πυρηνικών αποβλήτων. Οι εκπομπές ακτινών γάμμα στο ²⁴²Pu είναι επίσης ασθενέστερες από αυτές των άλλων ισοτόπων .

Το Pu-243 έχει διάρκεια ημιζωής μόνο 5 ώρες, διασπάται εκπέμποντας σωματίδια βήτα μετατρεπόμενο σε αμερίκιο-243. Επειδή το Pu-243 έχει λίγο χρόνο για να συλλάβει ένα επιπλέον νετρόνιο πριν από την διάσπασή του, ο κύκλος του πυρηνικού καυσίμου δεν παράγει το εξαιρετικά μακρόβιο Pu-244 σε σημαντική ποσότητα.

Το Pu-238 δεν παράγεται φυσιολογικά ως μεγάλη ποσότητα από τον κύκλο του πυρηνικού καυσίμου, αλλά ορισμένο παράγεται από το ποσειδώνιο-237 με σύλληψη νετρονίου (η αντίδραση αυτή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με καθαρό ποσειδώνιο για να παράχθεί Pu-238 σχετικά απαλλαγμένο από άλλα ισότοπα πλουτωνίου για χρήση σε θερμοηλεκτρικές γεννήτριες ραδιοϊσοτόπων), από την αντίδραση (n, 2n) των ταχέων νετρονίων στο Pu-239, ή από την άλφα διάσπαση του Κιουρίου-242 το οποίο παράγεται με σύλληψη νετρονίου από το Am-241. Έχει σημαντική εγκάρσια τομή θερμικών νετρονίων για σχάση, αλλά είναι πιο πιθανό να συλλάβει ένα νετρόνιο και να γίνει Pu-239.

Παρασκευή

Pu-240, Pu-241 και Pu-242

Η διατομή σχάσης για το σχηματισμό του 239Pu είναι 747.9 μπαρνς για τα θερμικά νετρόνια, ενώ η διατομή ενεργοποίησης είναι 270.7 μπαρνς (η αναλογία προσεγγίζει 11 σχάσεις για κάθε 4 συλλήψεις νετρονίων). Τα βαρύτερα ισότοπα του πλουτωνίου δημιουργούνται όταν το ουράνιο που χρησιμοποιείται ως καύσιμο χρησιμοποιείται για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ισχύει ότι το καύσιμο που χρησιμοποιείται για την υψηλή καύση έχει υψηλότερες συγκεντρώσεις των βαρύτερων ισοτόπων του πλουτωνίου από το καύσιμο χαμηλής καύσης που επανεπεξεργάζεται για να ληφθούν όπλα πλουτωνίου.

Ο σχηματισμός των ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Pu and ²⁴²Pu από το ²³⁸U

Ισότοπο	Διατομή σύλληψης θερμικού νετρονίου (μπαρνς)		Τρόπος διάσπασης	Διάρκεια ημιζωής
	Σύλληψη	Σχάση
238U	2,683	0,000	α	4,468 δισεκατομμύρια χρόνια
239U	20,57	14,11	β	23,45 λεπτά
239Np	77,03	–	β	2,356 ημέρες
239Pu	270,7	747,9	α	24.110 χρόνια
240Pu	287,5	0,064	α	6,561 χρόνια
241Pu	363,0	1012	β	14,325 χρόνια
242Pu	19,16	0,001	α	373.300 χρόνια

Pu-239

Κύριο άρθρο: Πλουτώνιο-239

Το πλουτώνιο-239 είναι ένα από τα τρία σχάσιμα υλικά που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πυρηνικών όπλων και σε ορισμένους πυρηνικούς αντιδραστήρες ως πηγή ενέργειας. Τα άλλα σχάσιμα υλικά είναι το ουράνιο-235 και ουράνιο-233. Το πλουτώνιο-239 είναι ουσιαστικά ανύπαρκτο στη φύση. Κατασκευάζεται με τον βομβαρδισμό του ουρανίου-238 με νετρόνια σε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα. Το ουράνιο-238 είναι παρόν στο μεγαλύτερο μέρος του καυσίμου του αντιδραστήρα, εξ ου και γιατί το πλουτώνιο-239 παράγεται συνεχώς στους αντιδραστήρες αυτούς. Επειδή το πλουτώνιο-239 μπορεί από μόνο του να διασπαστεί από νετρόνια για την απελευθέρωση ενέργειας, παρέχει ένα τμήμα της παραγωγής ενέργειας σε ένα πυρηνικό αντιδραστήρα.

Ένα δαχτυλίδι ηλεκτρολυτικά καθαρισμένου οπλικού πλουτωνίου, με καθαρότητα 99,96%. Αυτό το δαχτυλίδι 5.3 kg περιέχει αρκετό πλουτώνιο για χρήση σε ένα αποτελεσματικό πυρηνικό όπλο. Το σχήμα δακτυλίου είναι απαραίτητο για να ένα σφαιρικό σχήμα και να αποφευχθεί έτσι η κρισιμότητα.

Η παραγωγή του ²³⁹Pu από το ²³⁸U

Στοιχείο	Ισότοπο	Διατομή σύλληψης θερμικού νετρονίου (μπαρνς)	Διατομή σχάσης μέσω θερμικού νετρονίου (μπαρνς)	Τρόπος διάσπασης	Διάρκεια ημιζωής
U	238	2.68	5·10−6	α	4,47 δισεκατομμύρια χρόνια
U	239	22	15	β	23 λεπτά
Np	239	30	1	β	2,36 μέρες
Pu	239	271	750	α	24.110 χρόνια

Pu-238

Κύριο άρθρο: Πλουτώνιο-238

Υπάρχουν μικρά ποσά πλουτωνίου-238 στο πλουτώνιο των συνηθισμένων αντιδραστήρων παραγωγής πλουτωνίου. Ωστόσο, ο ισοτοπικός διαχωρισμός θα είναι αρκετά ακριβός σε σχέση με μία άλλη μέθοδο: όταν ένα άτομο U-235 συλλαμβάνει ένα νετρόνιο, μετατρέπεται σε μία διεγερμένη κατάσταση του U-236. Ορισμένο μέρος των διεγερμένων πυρηνών U-236 υφίστανται σχάση, αλλά κάποιοι διασπώνται στην θεμελιώδη κατάσταση του U-236 με την εκπομπή ακτινοβολίας γάμμα. Περαιτέρω σύλληψη νετρονίων δημιουργεί U-237 το οποίο έχει χρόνο ημιζωής 7 ημερών και έτσι αποσυντίθεται γρήγορα στο Νp-237. Αφού σχεδόν όλο το ποσειδώνιο παράγεται με αυτόν τον τρόπο ή αποτελείται από ισότοπα που διασπώνται γρήγορα, μετατρέπεται σε σχεδόν καθαρό Np-237 από χημικό διαχωρισμό των ποσειδωνίου. Μετά από αυτό το χημικό διαχωρισμό, Np-237 ακτινοβολείται πάλι με νετρόνια αντιδραστήρα για να μετατραπεί σε Np-238 το οποίο διασπάται σε Pu-238 με διάρκεια ημιζωής 2 ημέρες.

Ο σχηματισμός του ²³⁸Pu από το ²³⁵U

Στοιχείο	Ισότοπο	Διατομή σύλληψης θερμικού νετρονίου	Τρόπος διάσπασης	Διάρκεια ημιζωής
U	235	99	α	703.800.000 χρόνια
U	236	5.3	α	23.420.000 χρόνια
U	237	-	β	6,75 ημέρες
Np	237	165 (σύλληψη)	α	2.144.000 χρόνια
Np	238	-	β	2,11 ημέρες
Pu	238	-	α	87,7 χρόνια

Το Pu-240 ως εμπόδιο για τα πυρηνικά όπλα

Το Pu-240 υφίσταται αυθόρμητη σχάση ως δευτερεύων τρόπος διάσπασης, σε μικρό, αλλά σημαντικό ποσοστό. Η παρουσία του Pu-240 περιορίζει το πυρηνικό δυναμικό της βόμβας πλουτωνίου, επειδή η ροή νετρονίων από την αυθόρμητη σχάση, ξεκινά την αλυσιδωτή αντίδραση πρόωρα και μειώνει την ισχύ της βόμβας από την έκρηξη του πυρήνα πριν από την επίτευξη της πλήρης κατάρρευσης. Το πλουτώνιο αποτελείται από περισσότερο από περίπου 90% Pu-239 που ονομάζεται οπλικό πλουτώνιο· το πλουτώνιο από αναλωμένο πυρηνικό καύσιμο από τους εμπορικές αντιδραστήρες ισχύος περιέχει γενικά τουλάχιστον 20% Pu-240 και ονομάζεται αντιδραστήρας πλουτωνίου. Ωστόσο, τα σύγχρονα πυρηνικά όπλα χρησιμοποιούν ενίσχυση σύντηξης η οποία μετριάζει το πρόβλημα προπυρσοκρότησης· αν το κοίλωμα μπορεί να δημιουργήσει ένα πυρηνικό όπλο απόδοσης ακόμα και ενός κλάσματος του κιλοτόνου, το οποίο είναι αρκετό για να ξεκινήσει σύντηξη δευτερίου και τριτίου, η προκύπτουσα έκρηξη των νετρονίων θα σχάσει αρκετό πλουτώνιο για να εξασφαλισθεί μία απόδοση των δεκάδων χιλιοτόνων.

Η μόλυνση από Pu-240 είναι ο λόγος που τα όπλα πλουτωνίου πρέπει να χρησιμοποιούν τη μέθοδο κατάρρευσης. Θεωρητικά, το καθαρό Pu-239 θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε ένα όπλο τύπου πυρηνικού όπλου, αλλά η επίτευξη αυτού του επιπέδου καθαρότητας είναι απαγορευτικά δύσκολη. Η περιεκτικότητά του σε Pu-240 έχει αποδειχθεί μια μικτή ευλογία για τον σχεδιασμό πυρηνικών όπλων. Ενώ δημιούργησε καθυστερήσεις και πονοκεφάλους κατά τη διάρκεια του σχεδίου Μανχάταν, λόγω της ανάγκης ανάπτυξης της τεχνολογίας κατάρρευσης, αυτές οι ίδιες δυσκολίες είναι επί του παρόντος ένα εμπόδιο στον πολλαπλασιασμό των πυρηνικών όπλων. Οι συσκευές κατάρρευσης είναι επίσης εγγενώς πιο αποτελεσματικές και λιγότερο επιρρεπείς προς την τυχαία εκπυρσοκρότηση από ότι είναι τα όπλα τύπου.

Πίνακας

σύμβολο πυρήνα	Z(p)	N(n)	ισοτοπική μάζα (u)	Διάρκεια ημιζωής	τρόπος(οι) διάσπασης	θυγατρικά ισότοπα	Πυρηνικό σπιν	Συμμετοχή στο φυσικό στοιχείο (κλάσμα μολ)	Εύρος φυσικής διακύμανσης (κλάσμα μολ)
	ενέργεια διέγερσης
228Pu	94	134	228.03874(3)	1.1(+20-5) s	α (99.9%)	224U	0+
					β+ (.1%)	228Np
229Pu	94	135	229.04015(6)	120(50) s	α	225U	3/2+#
230Pu	94	136	230.039650(16)	1.70(17) min	α	226U	0+
					β+ (σπάνια)	230Np
231Pu	94	137	231.041101(28)	8.6(5) min	β+	231Np	3/2+#
					α (σπάνια)	227U
232Pu	94	138	232.041187(19)	33.7(5) min	ΣΗ (89%)	232Np	0+
					α (11%)	228U
233Pu	94	139	233.04300(5)	20.9(4) min	β+ (99.88%)	233Np	5/2+#
					α (.12%)	229U
234Pu	94	140	234.043317(7)	8.8(1) h	ΣΗ (94%)	234Np	0+
					α (6%)	230U
235Pu	94	141	235.045286(22)	25.3(5) min	β+ (99.99%)	235Np	(5/2+)
					α (.0027%)	231U
236Pu	94	142	236.0460580(24)	2.858(8) a	α	232U	0+
					ΑΣ (1.37×10−7%)	(ποικίλλουν)
					ΠΔ (2×10−12%)	208Pb 28Mg
					β+β+ (σπάνια)	236U
237Pu	94	143	237.0484097(24)	45.2(1) d	ΣΗ	237Np	7/2-
					α (.0042%)	233U
237m1Pu	145.544(10) keV			180(20) ms	ΙΜ	237Pu	1/2+
237m2Pu	2900(250) keV			1.1(1) µs
238Pu	94	144	238.0495599(20)	87.7(1) a	α	234U	0+
					ΑΣ (1.9×10−7%)	(ποικίλλουν)
					ΠΔ (1.4×10−14%)	206Hg 32Si
					ΠΔ (6×10−15%)	180Yb 30Mg 28Mg
239Pu	94	145	239.0521634(20)	2.411(3)×104 a	α	235U	1/2+
					ΑΣ (3.1×10−10%)	(ποικίλλουν)
239m1Pu	391.584(3) keV			193(4) ns			7/2-
239m2Pu	3100(200) keV			7.5(10) µs			(5/2+)
240Pu	94	146	240.0538135(20)	6.561(7)×103 a	α	236U	0+
					ΑΣ (5.7×10−6%)	(ποικίλλουν)
					ΠΔ (1.3×10−13%)	206Hg 34Si
241Pu	94	147	241.0568515(20)	14.290(6) a	β- (99.99%)	241Am	5/2+
					α (.00245%)	237U
					ΑΣ (2.4×10−14%)	(ποικίλλουν)
241m1Pu	161.6(1) keV			0.88(5) µs			1/2+
241m2Pu	2200(200) keV			21(3) µs
242Pu	94	148	242.0587426(20)	3.75(2)×105 a	α	238U	0+
					ΑΣ (5.5×10−4%)	(ποικίλλουν)
243Pu	94	149	243.062003(3)	4.956(3) h	β-	243Am	7/2+
243mPu	383.6(4) keV			330(30) ns			(1/2+)
244Pu	94	150	244.064204(5)	8.00(9)×107 a	α (99.88%)	240U	0+	Ίχνη
					ΑΣ (.123%)	(ποικίλλουν)
					β-β- (7.3×10−9%)	244Cm
245Pu	94	151	245.067747(15)	10.5(1) h	β-	245Am	(9/2-)
246Pu	94	152	246.070205(16)	10.84(2) d	β-	246mAm	0+
247Pu	94	153	247.07407(32)#	2.27(23) d	β-	247Am	1/2+#

Σημειώσεις

• Οι τιμές που σημειώνονται με # δεν είναι απόλυτα τεκμηριωμένες από πειραματικά δεδομένα, αλλά προέρχονται, τουλάχιστον εν μέρει, από θεωρητικά μοντέλα. Αμφίβολες τιμές spin είναι κλεισμένες σε παρενθέσεις.
• Οι αβεβαιότητες δίνονται επίσης σε παρενθέσεις, αφορώντας στα τελευταία ψηφία. Οι τιμές της αβεβαιότητας αναφέρονται στην φυσική διαφοροποίηση, εκτός από την ισοτοπική σύνθεση και την χαρακτηρισμένη ως πρότυπη ατομική μάζα από την IUPAC, που αυξάνουν τις αβεβαιότητες.
• Οι συντομογραφίες χρόνων ημιζωής (t_1/2) σημαίνουν : a = χρόνια, d = μέρες, h = ώρες, min = λεπτά, s = δευτερόλεπτα, 1 ms = 10⁻³ s, 1 μs = 10⁻⁶ s, 1 ns = 10⁻⁹ s.
• Ο εκθέτης m (ή m2, κλπ.), αναφέρεται σε πυρηνικό ισομερές του συγκεκριμένου ισοτόπου.