Hvis det skjedde et uhell, og du bare hadde noen få dager igjen å leve... hvor langt ville du gå for å sikre din familes fremtid?

Pu-239 forteller historien om Timofey (Paddy Considine), en arbeider ved et kjernekraftverk i Russland i 1995 etter at jernteppet har falt. Timofey blir utsatt for en dødelig dose radioaktiv stråling mens han prøver å forhindre en ulykke ved anlegget. Senere oppdager han at myndighetene har løyet når det gjelder hvor stor stråledose han har vært utsatt for, og at han har bare noen få dager igjen å leve. I sin desperasjon etter å sikre konas (Radha Mitchell) og sønnesn fremtid stjeler Timofey en liten mengde Pu- 239- plutinium som kan brukes til å fremstille atomvåpen- og setter kursen mot Moskva med en ampulle festet til kroppen i et forsøk på et raskt salg. Blant den kriminelle undergrunnen i 'det nye Russland' kjemper Timofey mot klokka mens han griper familiens siste sjanse- en av verdens farligste substanser. (Cover)