El plutonio es un producto secundario útil de la industria nuclear.
En la mayoría de los reactores el combustible consiste en píldoras de bióxido de uranio metidas en tubos, que por lo común se introducen en revestimientos protectores verticales, que están provistos de separadores.
El combustible puede permanecer en el reactor hasta tres años, sin que después de ese lapso se consuma en su totalidad. Pero entonces empiezan a acumularse productos secundarios, entre ellos ciertos gases como el criptón, o sólidos como el cesio, el estroncio y el plutonio. Antes de que tal acumulación sea excesiva y de que el agua corroa los tubos de combustible, debe retirarse el uranio. Para recobrar el combustible no quemado, sus residuos se procesan en una planta especial para separar el uranio, el plutonio y los demás desechos.
El plutonio es un producto secundario útil de la industria nuclear. Sirve como combustible porque, al igual que el uranio, su núcleo puede desintegrarse y liberar energía.
El uranio natural presenta una diversidad de formas, idénticas químicamente pero con núcleos de distinto tamaño. Una de tales configuraciones, llamadas isótopos, es el uranio 235 (U235), que debe su nombre a las 235 partículas que integran su núcleo. Únicamente 7 de cada 1.000 átomos de uranio natural son de U235. Casi todos los demás son del llamado uranio 238.
Cuando los neutrones chocan con el U238, éste no se desintegra tan rápidamente como el U235. Puede convertirse en un elemento totalmente nuevo: plutonio 239. Por tanto, si en un reactor se emplea uranio natural como combustible, existe el riesgo de que el U238 absorba demasiados neutrones antes de que éstos alcancen los átomos de U235, lo cual impediría las fisiones sucesivas. De ocurrir así, el reactor no puede empezar a funcionar.
Hay dos formas de evitar este problema. Una consiste en aumentar la cantidad de U235 en el combustible del reactor -mediante un proceso conocido como enriquecimiento- para que su proporción pase de 7 a entre 30 y 40 átomos por cada 1.000. Esto se hace por lo general antes de preparar el combustible, en una centrifugadora, máquina que al girar a alta velocidad separa el U235 del 238. La segunda solución es aprovechar mejor los neutrones disponibles en el reactor, reduciendo su velocidad para aumentar las posibilidades de causar fisiones futuras.
Para lograr esto último, se hace rebotar los neutrones contra átomos menos pesados, como los de hidrógeno o carbono. A estos se les llama «moderadores», ya que reducen la velocidad de los neutrones. La mayoría de los reactores modernos utilizan combustible enriquecido y moderadores. En algunos se usa agua como moderador (que contiene hidrógeno), y en otros carbono en forma de grafito, material negro y duro con el que se fabrica la mina de los lápices.
Para evitar la acumulación excesiva del calor generado por los reactores es preciso emplear enfriadores. Las plantas de reactores enfriados con agua presurizada se localizan cerca de ríos o mares. Algunos reactores se enfrían con bióxido de carbono gaseoso; otros con agua pesada, que en vez de hidrógeno contiene un isótopo llamado deuterio. En Francia se ha empezado a usar sodio líquido como enfriador.
