¿Se puede acelerar la descomposición radiactiva del plutonio?

La respuesta simple es no, aunque como es habitual en Física, las cosas son un poco más complicadas que eso.

Hay varias formas en que los radionucleótidos se desintegran: desintegración alfa, desintegración beta, desintegración gamma y fisión. Todos estos están mediados por las fuerzas nucleares débil y fuerte, aunque la fuerza electromagnética juega algún papel en la desintegración alfa y la fisión nuclear. No hay forma que conozcamos de manipular las dos fuerzas nucleares. En principio, podríamos cambiar las fuerzas electromagnéticas mediante el uso de un campo eléctrico lo suficientemente fuerte, pero la intensidad de campo requerida sería ridículamente alta y muy superior a cualquier cosa que podamos generar.

En principio, podemos afectar la descomposición de los núcleos disparándoles partículas. Por ejemplo, se puede hacer que el uranio se fisione disparándole neutrones (que es exactamente lo que sucede en los reactores nucleares). En general, esta no es una forma práctica de procesar los desechos nucleares, aunque en el caso específico del plutonio se puede fisionar el plutonio en reactores nucleares (aunque los productos de la fisión siguen siendo radiactivos). Actualmente, el costo de tratar los desechos radiactivos de esta manera sería prohibitivo.

Puede desencadenar la descomposición de ciertos núcleos con rayos gamma, al igual que puede estimular la emisión de fotones de átomos excitados con radiación entrante. Incluso puedes hacer una bomba si ese es tu tipo de cosas. Por otro lado, en el caso de los átomos hay una emisión estimulada - con ayuda de fotones coherentes con el fotón "futuro". Esto demuestra que el "ambiente" es algo importante. Tan pronto como el entorno es complicado y difícil de controlar, se puede pensar vagamente que el carácter aleatorio de las desintegraciones se debe al carácter aleatorio del "entorno QM desencadenante".

ACTUALIZACIÓN: olvidé mencionar que la probabilidad de desintegración se puede aumentar, por ejemplo, mediante la colisión con otra partícula para obtener la energía adecuada, y así es exactamente como funcionan las bombas nucleares basadas en la fisión. Aquí, sin embargo, nuevamente, no hay nada especial en la descomposición del átomo en particular, y son simplemente las partículas involucradas en la colisión las que tienen una mayor probabilidad de descomposición. (Debo admitir que he reducido esta imagen a lo básico, ya que de lo contrario tendría que ser una discusión mucho más técnica).

Sí, hay una manera de acelerar las tasas de desintegración nuclear.

El estado de ionización de la especie tiene algún efecto sobre la tasa de descomposición.

http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.77.5190

También el flujo de neutrinos tiene algún efecto.

http://arxiv.org/abs/física/0412007

Estas condiciones son quizás insignificantes para sus barras de combustible, pero ciertamente vale la pena considerarlas.

No.

Cuando se trata de desintegración radiactiva, un núcleo inestable explota en estables en este momento. Y, otro núcleo completamente idéntico espera miles de años para explotar. Este es un gran ejemplo del principio de incertidumbre. No sabemos exactamente por qué sucede. Solo tenemos datos observados de sus posibilidades de explosión (por eso hablamos de probabilidad de descomposición de una gran cantidad de núcleos). Sucede sin motivo alguno. Todavía no tenemos una comprensión completa del mundo cuántico, por lo que no podemos encontrar una manera de controlarlo mientras mantenemos la solución en el dominio de "forma natural".

Una forma de procesar los desechos nucleares rápidamente es hacerlo de una manera no natural (la forma en que funcionan las bombas nucleares, etc.), pero eso sería costoso y el proceso no es amigable con el medio ambiente.
Sin embargo, la investigación sobre el procesamiento de desechos nucleares de bajo costo y amigable con el medio ambiente está en camino. Si ha tenido éxito, lo escucharemos.