Plutonium bildet sich auf natürliche Weise im Herzen eines Sterns, der eine Supernova durchmacht, zusammen mit praktisch allen schweren Elementen im Universum. Aufgrund seiner Instabilität kommt es auf der Erde nicht vor. Das stabilste Isotop des natürlich vorkommenden Plutoniums hat eine Halbwertszeit von nur 82.000.000 Jahren und ist erschöpft, lange bevor es in die Planetenbildung aufgenommen werden kann. Der Mensch war jedoch in der Lage, Plutonium künstlich herzustellen.
Die erste von Menschen produzierte Plutoniumprobe wurde 1941 an der University of California hergestellt. Forscher der Universität beschossen eine Uran-238-Probe mit Heliumkernen, bis sie Neptunium-238 bildete. Dieses Isotop hat eine kurze Halbwertszeit. Innerhalb weniger Tage war die Probe in Plutonium-238 zerfallen.
Nach dem Zweiten Weltkrieg extrahierten die Vereinigten Staaten Plutonium im industriellen Maßstab aus abgebrannten Uranbrennstäben. Plutonium-239 ist besonders nützlich für die Waffen- und zivile Stromerzeugung. Diese Arbeit dauerte Jahrzehnte bis in die 1970er Jahre, als Präsident Ford eine Exekutivanordnung erließ, um die Plutoniumproduktion in zivilen Einrichtungen aus Angst vor einer nuklearen Proliferation einzustellen. Mehrere Nationen, wie Frankreich, Japan und Russland, haben erhebliche Investitionen in die Wiederaufarbeitung im großen Maßstab getätigt und weiterhin Plutonium aus verbrauchtem Uran produziert. Plutonium kann zur Herstellung von Atomwaffen und zur Erzeugung von Atomkraft verwendet werden.
