Het aantal industriële toepassingen van neptunium is beperkt. In neutronendetectieapparatuur kan neptunium worden gebruikt. In het kader van het programma voor ontwikkeling vanmassavernietigingswapens van deVerenigde Staten, hebben onderzoekers van Berkeley University in september 2002 voor het eerst eenkritieke massa neptunium geproduceerd.
Neptunium is een vrij reactief metaal en kan voorkomen in ten minste driekristalstructuren. Bij temperaturen onder 280 °C komt neptunium voor in de orthogonale alfavorm. Tussen 280 en 577 °C gaat dat over in de tetragonale betavorm. Bij hogere temperaturen komt alleen de kubische gammavorm voor.
In de natuur kan neptunium voorkomen als gevolg vantransmutatiereacties in uraniumerts. De belangrijkste bron is echter deplutoniumproductie waarbij neptunium een bijproduct is.
Van neptunium zijn 19 radio-isotopen bekend, waarvanneptunium-237 met eenhalveringstijd van 2,14 miljoen jaar het stabielst is.236Np en235Np hebben een halveringstijd van respectievelijk 154 duizend jaar en 396,1 dagen. De overige isotopen hebben halveringstijden van minder dan 4,5 dag.
In 1984 heeft onderzoek door Duitse wetenschappers aangetoond dat neptunium-239 kan inkapselen in botten waar het na verloop van tijd vervalt tot plutonium-239. De gevolgen hiervan kunnen onder andere botkanker zijn.[2]
