反应堆生产钚
 (1) 反应堆辐照
    核反应堆既可作为科学研究装置，也可作为一种生产设备。有动力堆，有生产堆。核反应堆工作原理如图3.11所示。
    反应堆里裂变放出的中子，经过减速剂降低能量变成慢中子。这些慢中子，有的与铀-235发生裂变，释放大量能量和继续放出中子；有的则被铀-238俘获而生成超铀元素。镉是专门吸收中子的，控制棒插入深，被吸收的中子多，参加反应的中子就少，裂变功率降低；反之，裂变功率就提高。监测反应堆功率，适当调节控制棒的深浅，就可保证反应堆安全运行。
    建造反应堆是一项复杂的工程，它涉及核物理、中子物理、热工学、放射性防护和放射性废物处理等学科。由于核能的广泛应用，需要建造各式各样的核反应堆，因此在大学里专门设置有“反应堆工程”专业。图3.12是热中子增殖堆容器剖面图，它是反应堆的核心部分。
一个铀-238原子核，俘获一个中子变成铀-239。在几天中，铀-239自发地经过两次b衰变变为钚-239。
n + 238U ? 239U + g
239U ? 239Np + e- + n     （半衰期24分）
239Np ? 239Pu + e- + n    （半衰期2.35天）
    钚-239是个高度可裂变的同位素。1940年在美国发现了这种元素后，他们很快建造了生产钚的反应堆，用于制造原子弹。
    把金属铀放在反应堆中照射后，产生的同位素经过化学方法分离出钚-239。这种化学分离方法，比物理方法分离铀-235要容易些。化学分离过程必须在两种非常困难的条件下进行：
①即使是极少量（几克）的钚，也必须从几吨重的铀燃料棒中分离出来。
②钚的毒性极大，必须注意防护。
(2) 辐照冷却期
    当反应堆中的铀-238经过足够时间的照射，生成相当数量的钚-239后，将辐照过的燃料元件从反应堆内取出，并放入水中贮存2～4个月。在此期间，强放射性的裂变产物经衰变后，其放射性大大减弱；与此同时，早先由铀-238形成的镎-239，也大多转变成钚-239。这段贮存期称为冷却期。
(3) 分离钚-239
    采用化学方法。辐照燃料经过冷却后，可用若干不同的方法将钚与铀和裂变产物分离开。化学方法是通常用于大规模生产的方法。钚能以几种不同的氧化态或化学价态存在，而且在某些化合价时其化学性质与铀的完全不同。根据这一特点，预先配制一种溶液，使其中钚和铀具有不同的氧化态和不同的化学性质。然后选择沉淀法或溶剂萃取法便可以相当容易地分离出钚。常用磷酸三丁脂(简称TBP)–煤油作溶剂。