Plutonium ist eines der wichtigsten Elemente, das in der Vergangenheit bei der Entwicklung von Atomwaffen verwendet wurde. Es ist das wichtigste Spaltmaterial in den meisten modernen Atomwaffen, wobei 1 Kilogramm des spezifischen Plutoniumisotops P-239 bei der Detonation 10.000 Tonnen konventioneller Sprengstoff entspricht.
Plutonium wird seit Beginn ihrer Entwicklung in den Vereinigten Staaten und weltweit in Atomwaffen verwendet. Es war entscheidend für die Tests, die Robert Oppenheimer und sein Team während des Zweiten Weltkriegs in Las Alamos durchgeführt haben. Darüber hinaus findet Plutonium Anwendung bei der Entwicklung radiologischer Waffen sowie bei der Entwicklung sogenannter "Schnellbrüter"-Kernwaffen, die einen Mischoxidbrennstoff verwenden, der sowohl Plutonium als auch Uran enthält.
Plutonium-Isotop 238 ist ein Alphastrahler mit einer Halbwertszeit von etwa 87 Jahren. Diese erweiterte Potenz macht dieses spezielle Isotop sehr wertvoll für die Stromversorgung von Geräten, die lange Zeiträume ohne menschliche Wartung oder Eingriffe benötigen, oder Geräte, deren Aufgaben oder Anwendungen wesentlich länger sind als die normale menschliche Lebenserwartung. Folglich wurde Plutonium in Verbindung mit Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet, beispielsweise in den unbemannten Sonden Galileo und Cassini. Plutonium wurde auch verwendet, um seismische Geräte und andere Werkzeuge, die von Apollo 14 im Jahr 1971 getragen wurden, mit Strom zu versorgen. Es war die Hauptstromversorgung für die beiden Voyager-Flugzeuge von 1977.
Weitere historische Experimente mit Plutonium haben seine Verwendung bei der Stromversorgung künstlicher Herzschrittmacher und bei der Bereitstellung zusätzlicher Wärme für Taucher untersucht. In Physik und Chemie hat sich Plutonium als wirksames Mittel bei der Neutronenbildung erwiesen, wenn es mit Beryllium gemischt wird.
