Plutonium wird mit Hilfe von Neutronen künstlich hergestellt. Starke Neutronenquellen gibt es nur in Reaktoren oder Kernkraftwerken, die mit Kernspaltung arbeiten. So ein Reaktor wird typischerweise mit Uran-235 als Brennstoff betrieben, das auch Uran-238 enthält. Uran-238 absorbiert mit einer gewissen Regelmäßigkeit ein Neutron, so daß es sich in Uran-239 umwandelt. Uran-239 ist jedoch nicht stabil und zerfällt zunächst zu Neptunium-239, das wiederum zu Plutonium-239 zerfällt. So sammelt sich das Plutonium in den Brennelementen, bis diese "abgebrannt" sind und durch frische ersetzt werden müssen. Abgebrannte Brennelemente können entweder zwischengelagert oder zur Wiederaufbereitung gebracht werden. Bei der Wiederaufbereitung werden die in den Brennelementen enthaltenen Brennstäbe zerschnitten und in Salpetersäure aufgelöst. Aus der entstehenden Lösung können Uran und Plutonium extrahiert und anschließend weiterverwendet werden. Genau wie Plutonium bildet sich das Edelgas Krypton-85, wenn Uran zerfällt, und bleibt in den Brennelementen enthalten, bis es bei der Wiederaufbereitung freigesetzt und, da es für den Menschen unschädlich ist, in die Luft abgelassen wird.