プルトニウム239
プルトニウムはウラン238から生産される。プルトニウム239は、原子炉の燃料棒に含まれるウランの同位体が核変換を起こすことによって生じる。ウラン238が中性子照射を受けると中性子を取り込んでウラン239に変わる。この反応は、中性子の運動エネルギーが小さいときに起こりやすい。ウラン239は、その後速やかに2回のβ崩壊(電子と反ニュートリノを放出)を起こし、ネプツニウム239を経てプルトニウム239となる。
92 238 U + 0 1 n ⟶ 92 239 U → 23.5 m i n β − 93 239 N p → 2.3565 d β − 94 239 P u {\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ +\ _{0}^{1}n\ \longrightarrow \ _{\ 92}^{239}U\ {\xrightarrow[{23.5\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 93}^{239}Np\ {\xrightarrow[{2.3565\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{239}Pu} }
原子炉内の中性子照射においては、周囲に大量のウラン238や核分裂生成物、酸素などが存在するため、プルトニウム239が核分裂を起こす確率は相対的に低い。