眾所周知，當鈾受到中子的撞擊時，它會裂變成鋇和氪並釋放出兩個或三個中子。如果這些釋放的中子再撞擊其它鈾原子核的話，那麼它將引發進一步的裂變。如果該過程不斷重複，那麼它將引發鏈式反應。這個過程如果不受控制，它就是一種核武器；如果它受到控制，那麼它就是一種核反應堆。

事實上，鈾有兩種天然存在的同位素：鈾235和鈾238，能引發鏈式反應的就只有鈾235，而鈾238只會吸收中子阻礙反應的進行。但是，在自然界中，鈾235只佔0。7%，所以要對其進行提純才能使用。一般情況下，武器級別的鈾235濃度要達到90%以上，而反應堆中的鈾235%濃度只需要在3%到5%之間就行了。

但是，如果核反應堆中的燃料消耗完之後，我們能否利用這些剩下的廢料來製造原子彈呢？如果你想的是以鈾為材料的原子彈，那麼在反應堆消耗之後，鈾235的含量是不足以製造原子彈的。但是，如果用鈽來製造原子彈，那麼情況就有所不同了。

鈽也是一種放射性化學元素，不過它在自然界中不能天然存在，只能透過核反應堆人為製造。當中子被鈾238所吸收的時候，它會在快速的β衰變中變成鈽239，然後經過工廠處理之後可從鈾中分離出來。

原子彈為了維持自身的鏈式反應，裂變材料需要達到臨界質量以上。臨界質量受到幾個因素的影響，這包括材料的形狀、密度和純度等。以鈽為材料的原子彈，要達到要求最低的臨界質量，鈽球的直徑大小為10釐米，質量大約為10公斤。

如果是一般的核反應堆，那麼要生產10公斤的鈽，需要執行3年的時間，期間還要頻繁更換燃料和進行熱燃料的後處理。如果是經過特殊設計的鈽生產反應堆，那麼只需要3個月的時間就行，並且生產出來的鈽239濃度非常高，基本上不用再進行提純。事實上，如果使用中子反射器的話，那麼鈽的臨界質量可以下降到5公斤左右。1962年，美國在內華達試驗場進行了鈽239的測試，雖然它的含量沒有公佈，但外界紛紛猜測它至少為85%。

一座1000兆瓦的輕水反應堆每年產生25噸核廢料，其中就包含有250公斤的鈽。除了鈽239外，還有其它鈽的同位素，例如鈽238和鈽240。鈽除了製造武器之外，它還有許多和平的用途。

鈽可以用於正在開發的第四代快中子反應堆。航天上也它的應用，美國宇航局的兩個旅行者號飛船所攜帶的核動力的原材料就是鈽238，它至今已經運行了30多年了。基本上美國宇航局的核動力飛船和漫遊者使用的都是它。