Il plutonio viene prodotto in centrali nucleari dove l’U238 viene bombardato da neutroni secondo questa formula (che comporta un doppio decadimento beta -)
Qui Np denota un nucleo di Nettunio. Come abbiamo gia’ detto il Pu239 e’ fissile cioe’ sostiene una reazione a catena. In un decadimento beta- un neutrone si trasforma in un protone + un elettrone (+ un antineutrino).
Per ulteriore assorbimento di neutroni il Pu239 diventa Pu240 e Pu241
Pu240 e’ piu’ facilmente sottoposto a fissione spontanea. Quindi una presenza significativa di Pu240 riduce la potenza esplosiva di una bomba. Pu241 e’ fissile ma si trasforma in Americio (Am241) che non e’ fissile ed e’ un pericoloso emettitore di raggi alfa (vita media 14 anni, 5% di trasformazioni all’anno)
[Ricordiamo la distinzione tra fissile e fissionabile: Un nucleo e’ fissile se puo’ sostenere una reazione a catena, -generata da (pochi) neutroni di bassa energia. Un nucleo e’ fissionabile se puo’ essere sottoposto a fissione con un adeguato bombardamento di neutroni di alta energia. Un apiù ampia discussione si trova in: https://it.quora.com/Che-differenza-c%C3%A8-tra-un-materiale-fissile-e-fissionabile].
L’estrazione di Plutonio dal combustibile utilizzato di un reattore si chiama reprocessing (riprocessamento). Se il riprocessamento avviene “presto” nella vita di un reattore si ottiene prevalentemente Pu239. In questo caso si parla di weapon-grade plutonium. Se il riprocessamento avviene “piu’ tardi” il plutonio sara un mix di isotopi 239-240-241 e si parlera’ in generale di reactor-grade plutonium.
E’ in linea di principio possibile costruire una bomba nucleare con plutonio reactor-grade anche se l’efficenza di questa bomba sara’ ridotta. Uno studio del dipartimento dell’Energia Americana mostra come anche il plutonium “reactor-grade” comporti rischi per quanto riguarda la proliferazione.
(si veda http://www.ccnr.org/plute.html)