El plutonio-241 ( 241 Pu o Pu-241 ) es un isótopo de plutonio que se forma cuando el plutonio-240 captura un neutrón . Como algunos otros isótopos de plutonio (especialmente el 239 Pu), el 241 Pu es fisible , con una sección transversal de absorción de neutrones aproximadamente un tercio mayor que la del 239 Pu, y una probabilidad similar de fisión según la absorción de neutrones, alrededor del 73%. En el caso de no fisión, la captura de neutrones produce plutonio-242 . En general, los isótopos con un número impar de neutrones tienen más probabilidades de absorber un neutrón y de sufrir fisión al absorber neutrones que los isótopos con un número par de neutrones.
El 241 Pu tiene una vida media de 14,3 años, lo que corresponde a una desintegración de aproximadamente el 5% de los núcleos de 241 Pu en un período de un año. Cuanto más tiempo espera el combustible nuclear gastado antes de ser reprocesado , más 241 Pu se desintegra en americio-241 , que no es fisible (aunque fisionable por neutrones rápidos ) y es un emisor alfa con una vida media de 432 años; 241 Am contribuye de manera importante a la radiactividad de los desechos nucleares en una escala de cientos o miles de años.
El americio tiene menor valencia y electronegatividad que el plutonio, el neptunio o el uranio , por lo que en la mayoría de los reprocesamientos nucleares , el Am tiende a fraccionarse no con U, Np o Pu, sino con los productos de fisión alcalina : lantánidos , estroncio , cesio , bario , itrio , y por lo tanto no se recicla para convertirlo en combustible nuclear a menos que se hagan esfuerzos especiales.
En un reactor térmico , el 241 Am captura un neutrón para convertirse en americio -242, que rápidamente se convierte en curio -242 (o, el 17,3% de las veces, 242 Pu) mediante desintegración beta . Es mucho menos probable que tanto el 242 Cm como el 242 Pu absorban un neutrón, e incluso menos probable que se fisionen; sin embargo, 242 Cm tiene una vida corta (vida media de 160 días) y casi siempre sufre desintegración alfa a 238 Pu en lugar de capturar otro neutrón. En resumen, el 241 Am necesita absorber dos neutrones antes de volver a convertirse en un isótopo fisionable .
En un caso raro (0,00244%), Pu-241 también puede desintegrarse alfa a uranio-237 con un valor Q de aproximadamente 5 MeV.