현대 핵탄두 (YABZ)는 금속 구형으로 만들어진 중앙 플루토늄 부분 (구덩이)을 포함하고 있으며, 90 위에 핵분열 Pu-239 동위 원소 (무기 등급 플루토늄)가 필수 요소로 포함되어 있습니다.
그러한 물질을 생산하기 위해 두 강국은 냉전 시대에 특수하게 생성 된 수 흑연 원자로 인 무기 플루토늄 축전지를 사용했다. 미국에서는 14 같은 시설이 USSR-13에 지어졌습니다. 1993은 모든 미국 플루토늄 원자로를 폐쇄했지만 모든 원자로 3 개가 가동을 중단했다. 러시아의 1,5 핵탄두 제조에 충분한 300 톤의 플루토늄을 매년 생산 한 러시아의 세 명의 원자로 (Seversk, Tomsk Oblast 2 곳, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Krai 2 곳)가 가동을 계속했다. 플루토늄 생산과 병행하여 시베리아 지역에 열과 전기를 공급할 수 있었기 때문에 이러한 원자로를 멈출 수 없었으며, 일회성 시베리아 지역을 대신 할 수도 없었다. 그 결과, 과잉 생산으로 인해 무기 등급의 플루토늄에 대한 방어 명령이 취소 되었기 때문에 (40 톤 이상의 100 톤 이상의 무기 등급 플루토늄이 서양 전문가에 따르면 공식 점수가 없다. 창고에서 일하라. "
2003에서는 남아있는 러시아의 플루토늄 원자로가 3 개 남아있는 상황에서 동등한 양의 열과 전기를 생산할 수 있도록 대체 에너지 설비 건설에 미국의 지원을 제공하는 것에 대해 러시아와 미국간에 합의가 이루어졌다. 두 개의 미국 회사가이 작업에 관여했으며 총 계약 금액은 460 백만 달러였습니다.
2008에서는 Seversk에서 석탄 화력 발전소의 재건축이 완료되었고, 동시에 두 개의 플루토늄 원자로가 폐로되었습니다. Zheleznogorsk에서는 원자로가 새로운 석탄 화력 발전소를 건설 한 후 2010에서 폐쇄되었습니다.
두 도시 특별 창고에 축적 된 무기 등급 플루토늄은 나중에 러시아 - 미국 합의에 따라 러시아 고속 중성자 동력 원자로에서 연소하기 위해 혼합 우라늄 - 플루토늄 (MOX) 연료를 제조하는데 사용될 것으로 추정된다.
플루토늄 생산 원자로의 특징 중 파워 원자로와 달리 우라늄이 아닌 우라늄을 연료로 사용한다는 것이 주목되어야한다 (천연 우라늄은 U-99,3의 238 비율을 포함하고있다. U-0,7은 무기 등급 플루토늄으로 변환된다. 원자핵 반응과 핵분열 동위 원소 U-235의 XNUMX 백분율 만).
그러한 원자로의 연료 캠페인이 2 ~ 3 개월을 초과하지 않는 것이 근본적으로 중요합니다 (NPP 전력 원자로의 특징 인 3 ~ 4 년 반대로). 이 조건은 동시에 연료에 축적 된 핵탄두에 대해 "유해"Pu-10 동위 원소의 부피 (240 퍼센트 이하)를 제한 할 필요성과 관련됩니다.
이 동위 원소의 부정적인 성질은 자발적 (자발적) 중성자 선의 방사능 (사슬 핵분열 반응의 통제 불가능한 발사 및 계산 된 폭발력의 감소를 야기 할 수 있음), 큰 비열 방출 (필연적으로 특수 제품의 중량 및 크기 매개 변수를 초래하는 체포의 필요성) 또한 높은 수준의 방사능 (이는 생산 과정과 YABZ의 장기 저장을 상당히 복잡하게 만든다).
Pu-239과 Pu-240의 동위 원소 비율이 9 대 1이라면 Pu-240 함량은 25 퍼센트에 도달 할 수있다. 원자로 플루토늄의 전체 구성. 동시에, 두 유형의 원자로에서 생산 된 플루토늄의 양은 신선한 연료의 질량의 약 1 %에 달한다 (전력 원자로에 대한 연간로드의 전형적인 질량은 20 - 30 톤이다).
1962에서는 미국에서 실험으로 사용 후 핵연료 SNF (원자로 등급 플루토늄)에서 분리 된 플루토늄을 기준으로 20 킬로톤의 출력을 가진 핵폭발 장치를 설계, 제조 및 테스트했습니다. 위의 Pu-1977 동위 원소의 부정적 특성을 극복하기 위해 240에서 공식적으로 발표 한 실험 결과에 대한 데이터에서 볼 수 있듯이, 실제로는 핵탄두가 아니 었습니다. 개발자는 20 kilotons 만 달성 할 수있는 기술 트릭을 사용해야했습니다. YABZ를 사용하기에 부적합한 원시 핵폭발 장치로 바꾸는 이야기.
이와 관련하여 원칙적으로 "침입자"가 전력로에서 발생하는 SNF를 사용하여이 실험을 반복하려고 시도 할 수도 있지만이 가능성은 두 가지 이유 때문에 발생하지 않을 수 있습니다. 우선, 이런 종류의 작업을 수행하려면 "집을 짓는 사람"을 가질 가능성이 거의없는 개발자의 전문성이 상당히 높아야합니다. 둘째, 플루토늄을 분리하기 위해서는 사용 후 핵연료를 재 처리 할 수있는 설비를 설계하고 건설하는 것이 필요하며, 이는 비밀리에 수행하기가 어렵고 비용도 많이 든다. 예를 들어, Rokkas-mura (일본)에 민간용 폐 연료 처리 공장을 건설하는 데 15 년이 걸렸으며 20 수십억 달러가 들었다.
위와 같은 점을 감안할 때, 일부 외국과 러시아 전문가들의 두려움과 일부 개발 도상국의 원자력 발전소 건설을위한 대규모 계획과 관련하여 원자력이 언론을 통해 방송되면 핵 비확산 체제에 진정한 위협이 될 수 있다고 결론 내릴 수있다. 근거.
이에 대한 좋은 예가이란의 Bushehr NPP 건설이다. 미국 지도부의 첫 번째 단계에서 러시아는 원자력 발전소의 사용 후 핵연료에서이란이 불법적으로 플루토늄을 추출하지 않을 위험이 있다고 언급하면서 관련 계약을 해할 것을 촉구했다. 얼마 후, 위에서 언급 한 이유를 비롯하여, 플랜트의 전체 수명주기 동안 부셰 르 원자력 발전소에서 SNF를 러시아에 반환하는 것에 합의했다는 사실을 고려하여 그러한 두려움은 사라졌다.