Isotopethumb|upright=1.2|Quelques isotopes de l'oxygène, de l'azote et du carbone. On appelle isotopes (d'un certain élément chimique) les nucléides partageant le même nombre de protons (caractéristique de cet élément), mais ayant un nombre de neutrons différent. Autrement dit, si l'on considère deux nucléides dont les nombres de protons sont Z et Z, et les nombres de neutrons N et N, ces nucléides sont dits isotopes si Z = Z et N ≠ N.
Séparation isotopiqueLa séparation isotopique est le processus qui consiste à augmenter la concentration des isotopes d'un élément chimique. Les noyaux atomiques sont constitués de nucléons : Z protons et N neutrons, soit A=Z+N nucléons en tout. Pour garantir sa neutralité, l’atome doit entourer ce noyau d’un nuage d’exactement Z électrons, puisque proton et électron portent tous deux une charge électrique élémentaire, le premier positive, le second négative. Or les propriétés chimiques de l’atome résultant dépendent essentiellement du nuage électronique, donc de Z.
Types d'armes nucléairesLes deux grands types d'armes nucléaires se distinguent par leur fonctionnement : Armes à fission ou « bombes A » ; Armes à fusion, bombes thermonucléaires ou « bombes H ». Dans ces deux grandes familles, des armes plus spécialisées ont été conçues en fonction d'effets spéciaux recherchés : la plus connue est la bombe à neutrons. right|thumb|Les premières armes nucléaires, tel Fat Man, étaient très difficiles à transporter et leur mise à feu était complexe.
Isotope fissileUn isotope fissile est un élément chimique dont le noyau atomique peut subir une fission nucléaire sous l'effet d'un bombardement par des neutrons thermiques ou rapides. Le seul isotope fissile naturel par des neutrons thermiques est l', les autres étant produits artificiellement. Le terme « fissible », à l'emploi moins répandu, renvoie à des isotopes susceptibles de fissionner uniquement sous l'effet d'un bombardement de neutrons rapides.
Fission nucléaireredresse=1.67|vignette|Schéma animé (simplifié) d'une fission nucléaire. Un atome (énorme rond rouge) est percuté par un neutron (point bleu). Celui-ci se scinde en deux atomes. La réaction émet d'autres neutrons. La fission nucléaire est le phénomène par lequel un noyau atomique lourd (c'est-à-dire formé d'un grand nombre de nucléons – comme l'uranium, le plutonium) est scindé en deux ou en quelques nucléides plus légers.
Plutonium 241Le plutonium 241, noté Pu, est l'isotope du plutonium dont le nombre de masse est égal à 241 : son noyau atomique compte et avec un spin 5/2+ pour une masse atomique de . Il est caractérisé par un excès de masse de et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . Il se forme à partir de par capture neutronique. Comme le , il s'agit d'un isotope fissile, susceptible d'entretenir une réaction en chaîne, avec une section efficace de capture neutronique supérieure à celle du Pu et une probabilité semblable de fission par absorption de neutron de l'ordre de 73 %.
Reactor-grade plutoniumReactor-grade plutonium (RGPu) is the isotopic grade of plutonium that is found in spent nuclear fuel after the uranium-235 primary fuel that a nuclear power reactor uses has burnt up. The uranium-238 from which most of the plutonium isotopes derive by neutron capture is found along with the U-235 in the low enriched uranium fuel of civilian reactors.
Réacteur graphite X-10Le Réacteur graphite X-10 est un réacteur nucléaire déclassé du Laboratoire national d'Oak Ridge situé à Oak Ridge dans le Tennessee. D'abord connu sous les noms Clinton pile et X-10 pile, il est le deuxième réacteur nucléaire artificiel au monde et le premier conçu et construit pour fonctionner en continu. Il est construit pendant la Seconde Guerre mondiale dans le cadre du Projet Manhattan et de l'Accord de Québec.
Plutonium 244Le plutonium 244, noté Pu, est l'isotope du plutonium dont le nombre de masse est égal à 244 : son noyau atomique compte et avec un spin 0+ pour une masse atomique de . Il est caractérisé par un excès de masse de et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de . Un gramme de présente une radioactivité de . Il donne de l'uranium 240 par avec une période radioactive de et une énergie de désintégration de . Dans 0,12 % des cas, il se désintègre par fission spontanée, soit spontanées par seconde dans un kilogramme de Pu pur.
