La masa fisionable se rodea de explosivos convencionales como el RDX, especialmente diseñados para comprimir el plutonio, de forma que una bola de plutonio del tamaño de una pelota de tenis se reduce casi al instante al tamaño de una canica, aumentando increíblemente la densidad del material, que entra instantáneamente en una reacción en cadena de fisión nuclear descontrolada, provocando la explosión y la destrucción total dentro de un perímetro limitado, además de que el entorno circundante se vuelva altamente radiactivo, dejando secuelas graves en el organismo de cualquier ser vivo.
El pertecnetato aniónico y el yoduro son más difíciles de adsorber sobre las superficies de los minerales y por ello tienen mucha más movilidad. En comparación, el plutonio, el uranio y el cesio tienen mucha mayor capacidad para unirse a partículas del suelo.
Se genera artificialmente en reactores nucleares, ya que es uno de los elementos resultantes de la fisión del uranio, del torio y del plutonio.
El 6 de agosto de 1945, la bomba de uranio Little Boy (muchachito) fue lanzada sobre la ciudad de Hiroshima, Japón. Tres días después, la bomba de plutonio Fat Man (hombre gordo) se lanzó sobre Nagasaki.
Victor Wesskopf lo expresó así: Se organizó un gran revuelo (rápidamente silenciado por las autoridades militares) cuando, en 1947, en una entrevista sobre su trabajo, a la pregunta de por qué no se había probado la bomba de Uranio (como la de Hiroshima) previamente (la del desierto de los Alamos fue de Plutonio, gracias a los disparadores de Von Ardenne capturados en un submarino alemán), este contestó Mientras tanto, a Oppenheimer lo investigaban el FBI y el departamento de seguridad interna del Proyecto Manhattan por sus anteriores asociaciones izquierdistas.
El uranio-238 es fisionable por neutrones rápidos, y también es un material fértil (que puede transmutarse en un reactor nuclear en plutonio-239 que es físil).
Al mismo tiempo se le añaden otros elementos que potencian la creación de neutrones libres que aceleran la reacción en cadena, provocando la destrucción de un área determinada por la onda de choque desencadenada por la liberación de neutrones. El arma de plutonio es más moderna y tiene un diseño más complicado.
El largo periodo de semi-desintegración del isotopo 238 U se utiliza para estimar la edad de la Tierra. El 238 U se convierte en plutonio en los reactores reproductores.
Según el mecanismo y el material usado se conocen dos métodos distintos para generar una explosión nuclear: el de la bomba de uranio y el de la de plutonio.
Von Neumann se incorporó al Proyecto Manhattan y su principal contribución fue el concepto y el diseño de los explosivos de contacto necesarios para comprimir el núcleo de plutonio de la primera detonación nuclear de la historia, la prueba Trinity, y de la bomba Fat Man lanzada sobre Nagasaki.
Su procedimiento se basa en la fisión de un núcleo pesado en elementos más ligeros mediante el bombardeo de neutrones que, al impactar en dicho material, provocan una reacción nuclear en cadena. Para que esto suceda es necesario usar núcleos fisibles o fisionables como el uranio-235 o el plutonio-239.
Entre estos residuos se encuentran también el plutonio 240, que tiene un período de semidesintegración de aproximadamente 6600 años; y el neptunio 237, con un período de 2.130.000 años.