Myndighetene har nektet å si noe om turen, med henvisning til sikkerhetsproblemer. Men Kyodo News har rapportert at forsendelsen er en del av en 2014-avtale Japan slo USA med å redusere sin massive lagring av plutonium.
Skipet, ledsaget av et annet fartøy, leder overskriften Savannah River, en nukleær reservasjon i South Carolina, hvor plutoniumet skal nedgraderes og lagres.
Begge fartøyene, kalt Pacific Egret og Stillehavet Heron, er utstyrt med marine guns, the Associated Press rapporterte, og avgang fra en havn i Tokai landsby, en kystby ca 80 miles nordøst for Tokyo.
Skipene ankom først i Japan mandag, og tok flere timer å laste plutoniumfylte filler. Det var ikke noe ord da de skulle ankomme i South Carolina, eller til og med hvilken port de var bestemt for.
Plutoniumet overlevert av Japan er ikke lite, men fremdeles knapt legger det seg i landets store plutoniumlager. Øyestatlig for forskning på atomkraft, eier øylandet nesten 50 tonn, eller nok for nesten 6 000 atombomber.