Збройовий плутоній
Збройовий плутоній, або плутоній-239 — це плутоній у формі компактного металу, що містить не менше 94 % ізотопу 239Pu. Призначений для створення ядерної зброї.
Назва і особливості
«Збройовим» його називають, щоб відрізнити від «реакторного»[en]. Плутоній утворюється в будь-якому ядерному реакторі, що працює на природному або низькозбагаченого урані, що містить переважно ізотоп 238U, при захопленні ним надлишкових нейтронів. Але в міру роботи реактора збройовий ізотоп плутонію швидко вигорає, як наслідок у реакторі накопичується значна кількість ізотопів 240Pu, 241Pu і 242Pu, що утворюються при послідовних захопленнях кількох нейтронів — оскільки глибина вигоряння зазвичай визначається економічними факторами. Чим менша глибина вигоряння, тим менше ізотопів 240Pu, 241Pu і 242Pu, міститиме плутоній, виділений з опроміненого ядерного палива, але тим менша кількість плутонію в паливі утворюється.
Спеціальне виробництво плутонію для зброї, що містить майже виключно 239Pu, потрібно, переважно, тому, що ізотопи з масовими числами 240 і 242 створюють високий нейтронний фон, що утруднює конструювання ефективних ядерних боєприпасів, крім того, 240Pu і 241Pu мають істотно менший період напіврозпаду, ніж 239Pu, тому плутонієві деталі нагріваються, і в конструкцію ядерного боєприпасу доводиться додатково вводити елементи тепловідведення. Крім того, продукти розпаду важких ізотопів псують кристалічну решітку металу, що може призвести до зміни форми деталей із плутонію і спричинити відмову ядерного вибухового пристрою. Критична маса металевих 240Pu і 242Pu вельми велика, 241Pu — трохи більша, ніж у 239Pu.[1]
У принципі, усі ці труднощі переборні. Успішно випробувано ядерні вибухові пристрої з «реакторного» плутонію, однак у боєприпасах, де не останню роль відіграє компактність, мала вага, надійність і довговічність, застосовують виключно спеціально вироблений збройовий плутоній.
Виробництво
У СРСР збройовий плутоній спочатку виробляли на комбінаті «Маяк» у місті Озерськ (раніше Челябінськ-40, Челябінськ-65), потім на Сибірському хімічному комбінаті[ru] в Сєверську (раніше Томськ-7), пізніше в експлуатацію введено Гірничо-хімічний комбінат[ru] у Желєзногорську (відомий також, як Соцмісто і Красноярськ-26). Від 1997 року напрацьовуваний у Росії збройовий плутоній перестали використовувати у виготовленні ядерних зарядів; він почав надходити в сховища в межах виконання Російською Федерацією «Угоди між Урядом Російської Федерації і Урядом Сполучених Штатів Америки про співробітництво стосовно реакторів, які виробляють плутоній», що набрав чинності 23 вересня 1997 року.[2] У 1999 році зупинено реактори в Озерську і Сєверську, у 2010 — останній реактор у Желєзногорську.[3]
У США збройовий плутоній виготовляли в декількох місцях, наприклад, у Генфордському комплексі, розташованому в штаті Вашингтон. Виробництво закрито 1988 року.[4]
Утилізація
Від кінця 1990-х США і Росія розробляли угоди щодо утилізації надлишкового збройового плутонію[5].
2 вересня 1998 року президенти Росії і США ухвалили Спільну заяву «Про засади обігу та утилізації плутонію, заявленого як такий, що більше не є необхідним для цілей оборони»[6].
Угоду про утилізацію плутонію[ru], який не є більше необхідним для цілей оборони, підписали 29 серпня 2000 року в Москві і 1 вересня 2000 року у Вашингтоні віце-президент США Альберт Гор і прем'єр-міністр Росії Михайло Касьянов[7]. Ратифікацію проведено в червні 2011 року[8][9]. Угода передбачала переробку 34 т плутонію кожною зі сторін.
Спочатку, 2001 року, планувалося почати утилізацію від 2007 року в обсязі не менше 2 тонн на рік[10] . За повідомленнями від 2010 року, початок утилізації планувався на 2018 рік.[11]
Восени 2016 року Росія направила США повідомлення про призупинення дії угоди, через невиконання США взятих на себе зобов'язань[12].
Див. також
Примітки
- ↑ Critical mass Архівовано грудень 28, 2013 на сайті Wayback Machine. // European nuclear society(англ.)
- ↑ СОГЛАШЕНИЕ между Правительством Российской Федерации и Правительством Соединенных Штатов Америки о сотрудничестве в отношении реакторов, производящих плутоний (с изменениями на 12 марта 2003 года), подготовлено АО «Кодекс»
- ↑ В Железногорске был закрыт последний в стране реактор, производивший оружейный плутоний последние полвека. Процитовано 10 листопада 2014.
- ↑ Ivan Fursov (25 вересня 2013). Uranium diet: US nuclear power industry could face fuel shortage (англ.). RT. Процитовано 27 грудня 2013.
Production of military-grade plutonium has also been stopped in both the US (in 1988) and Russia (in 1994).
- ↑ О международном сотрудничестве России в области утилизации избыточного оружейного плутония / МИД РФ, Департамент по вопросам безопасности и разоружения МИД Российской Федерации, 11-03-2001
- ↑ Убеев А. В. Соглашение об утилизации плутония / Ядерное нераспространение: Краткая энциклопедия, ПИР-центр
- ↑ 2000 Plutonium Management and Disposition Agreement Архівовано жовтень 4, 2016 на сайті Wayback Machine. / State.gov, Office of the Spokesman, April 13, 2010(англ.)
- ↑ Подписан закон о ратификации Соглашения между правительствами России и США об утилизации плутония, не являющегося более необходимым для целей обороны // kremlin.ru, 7 червня 2011
- ↑ kremlin.ru, Федеральный закон от 03.06.2011 г. № 108-ФЗ «О ратификации Соглашения между Правительством Российской Федерации и Правительством Соединенных Штатов Америки об утилизации плутония, заявленного как плутоний, не являющийся более необходимым для целей обороны, обращении с ним и сотрудничестве в этой области»
- ↑ А. Жомотт (2001). Диспут в Брюсселе о судьбе плутония. Природа №11. Процитовано 4 жовтня 2016.
- ↑ Plutonium Storage at the Department of Energy's Savannah River Site: First Annual Report to Congress (PDF). Defense Nuclear Facilities Safety Board. 2004. с. A—1. Архів оригіналу (PDF) за 19 жовтня 2016. Процитовано 15 лютого 2009.
- ↑ Указ Президента Российской Федерации от 03.10.2016 № 511 «О приостановлении Российской Федерацией действия Соглашения между Правительством Российской Федерации и Правительством Соединенных Штатов Америки об утилизации плутония, заявленного как плутоний, не являющийся более необходимым для целей обороны, обращению с ним и сотрудничеству в этой области и протоколов к этому Соглашению»
Посилання
- Reactor-Grade and Weapons-Grade Plutonium in Nuclear Explosives, Canadian Coalition for Nuclear Responsibility
- Nuclear weapons and power-reactor plutonium, Amory B. Lovins, February 28, 1980, Nature, Vol. 283, No. 5750, pp. 817—823
- Garwin, Richard L. The Nuclear Fuel Cycle: Does Reprocessing Make Sense? // Nuclear energy / B. van der Zwaan. — World Scientific, 1999. — С. 144. — ISBN 978-981-02-4011-0. . — «But there is no doubt that the reactor-grade plutonium[en] obtained from reprocessing Light-water reactor Spent nuclear fuel can readily be used to make high-performance, high-reliability nuclear weaponry, as explained in the +1994 Committee on International Security and Arms Control[en] (CISAC) publication».