Pluton

Ponieważ izotop neptunu o masie atomowej 239 emituje cząstki beta, więc zgodnie z regułami rządzącymi tym procesem stanowi źródło kolejnego pierwiastka transuranowego. Opierając się na tym fakcie odkrywcy neptunu mieli nadzieję na otrzymanie kolejnego pierwiastka transuranowego, o masie atomowej 94. Niestety pluton-239 charakteryzuje się długim czasem półtrwania, 24 100 lat, i jest słabym emiterem promieniowania alfa. Z tego powodu, chociaż McMillan i Abelson zaobserwowali emisję cząstek alfa neptunu-239, nie byli w stanie dokładnie określić jaki proces odpowiada za obserwowane słabe promieniowanie.

Badania nad syntezą pierwiastka o liczbie atomowej 94 podjął inny amerykański uczony, Glenn Theodore Seaborg wraz z grupa współpracowników. Zimą, na przełomie lat 1940/41 badali oni procesy zachodzące podczas bombardowania uranu deuteronami, wykorzystując sto pięćdziesięciocentymetrowy cyklotron w Radiation Laboratory w Berkeley. Emitująca cząstki alfa substancja akumulowała się w trakcie procesu, a badacze wyekstrahowali ją stwierdzając, że jest to izotop pierwiastka o liczbie atomowej 94, masie 238 i okresie półrozpadu 87 lat. Nowy pierwiastek został nazwany plutonem od nazwy kolejnej planety układu słonecznego. Nazwę dla tego pierwiastka zaproponował McMillan, i niezależnie od niego, angielski badacz Nicholas Kemmer.Otrzymany wtedy izotop plutonu nie jest najtrwalszym z istniejących. W 1941 otrzymano izotop o masie 239, którego okres półrozpadu wynosi 24100 lat, i to właśnie w oparciu o niego zbadano właściwości fizyczne i chemiczne tego pierwiastka.

Podobnie jak w przypadku innych pierwiastków transuranowych, pluton został odkryty w rudach uranu w ilościach śladowych. Pierwsze próbki tego pierwiastka zostały wyizolowane 20 sierpnia 1942 roku w tajnym laboratorium na Uniwersytecie Chicagowskim. 2 grudnia tego roku na boisku uniwersyteckim grupa kierowana przez Enrico Fermiego uruchomiła pierwszy na świecie reaktor grafitowo-uranowy. W oparciu o wiedzę jaką zdobyto następny reaktor, chłodzony powietrzem, został uruchomiony przez firmę DuPont, a w połowie 1943 roku powstał chłodzony wodą reaktor, w którym otrzymywano pluton. Do oddzielania plutonu od uranu i innych produktów rozpadu promieniotwórczego wykorzystywano metodę opracowaną przez Glenna Theodore Seaborga opartą na procesach wymiany jonowej.