Плутоний является металлом из ряда актинидов, который быстро окисляется и превращается в двуокись плутония (PuO) – соединение, которое наиболее вероятно будет оказывать воздействие после аварии на реакторе. 239Pu является радиоактивным изотопом, радиобилогия которого вызвала наибольшую озабоченность. Физический период его полураспада равен примерно 24000 лет; он испускает альфа-частицы высокой энергии, глубина проникновения которых в кости составляет 24 мкм и 40 мкм в ткани. В силу того, что 239Pu в основном испускает альфа-частицы, он представляет биологическую опасность только в случае его поглощения и поступления во внутренние органы. Ингаляционный путь является наиболее распространенным путем поступления плутония в организм, приводящим к внутреннему радиоактивному загрязнению. Характер осаждения и удержания плутония в легких зависит от его физических и химических свойств, включая растворимость и размер частиц. Для малорастворимых частиц характерна высокая степень удержания в легких и лимфатических узлах. Период полуудержания плутония в легких составляет от 150 до 1000 дней. Если плутоний растворим или становится растворимым, он распределяется в организме человека следующим образом: 45 % скапливается в скелете, 45 % – в печени и 10 % – в других тканях. Период его полуудержания в организме человека равен примерно 200 годам, а периоды полуудержания в печени и костях предположительно равны 40 и 100 годам, соответственно. Был проведен целый ряд длительных исследований облучения в результате аварийного выброса 239Pu, и до настоящего времени не было зарегистрировано никаких статистически значимых данных об увеличении частоты возникновения опухолей. Однако это не исключает некоторый элемент риска, связанный с воздействием плутония. Критическим органом, на который воздействует растворимый плутоний, является скелет человека; поглощенная доза составляет 8´106 мЗв на 1 МБк содержания плутония в этом органе (30000 бэр на 1 мкКи) содержания 239Pu в костях). Для выведения плутония, поступившего в организм в результате аварий, использовалась аэрозоль и внутривенное введение кальциевой соли диамин–триамин пентауксусной кислоты (DTPA). В настоящее время известно относительно небольшое число случаев увеличения скорости выведения плутония. Этот метод применяется для лечения больных, подвергнувшихся острому облучению вследствие относительно высокого содержания плутония.

Характеристики распада
| 238Pu
| 239Pu
| 240Pu
| 241Pu
| 241Am
|
T1/2 (лет)
| 87.8
|
|
| 15.2
|
|
Eα (МэВ)
| 5.49
| 5.15
| 5.16
|
| 5.48
|
Eβ (кэВ)
|
|
|
|
|
|
Eγ (кэВ)
|
|
|
|
| 35.3
|