Оружейный плутоний
Оружейный плутоний или плутоний-239 — это плутоний в форме компактного металла, содержащий не менее 94 % изотопа 239Pu. Предназначается для создания ядерного оружия.
Название и особенности
«Оружейным» его называют, чтобы отличить от «реакторного». Плутоний образуется в любом ядерном реакторе, работающем на природном или низкообогащённом уране, содержащем в основном изотоп 238U, при захвате им избыточных нейтронов. Но по мере работы реактора оружейный изотоп плутония быстро выгорает, в итоге в реакторе накапливается большое количество изотопов 240Pu, 241Pu и 242Pu, образующихся при последовательных захватах нескольких нейтронов — так как глубина выгорания обычно определяется экономическими факторами. Чем меньше глубина выгорания, тем меньше изотопов 240Pu, 241Pu и 242Pu, будет содержать плутоний, выделенный из облучённого ядерного топлива, и тем меньшее количество плутония в топливе образуется.
Специальное производство плутония для оружия, содержащего почти исключительно 239Pu, требуется, в основном, потому, что изотопы с массовыми числами 240 и 242 создают высокий нейтронный фон, затрудняющий конструирование эффективных ядерных боеприпасов, кроме того, 240Pu и 241Pu имеют существенно меньший период полураспада, чем 239Pu, из-за чего плутониевые детали нагреваются, и в конструкцию ядерного боеприпаса приходится дополнительно вводить элементы теплоотвода. Также, продукты распада тяжёлых изотопов портят кристаллическую решётку металла, что может привести к изменению формы деталей из плутония, что чревато отказом ядерного взрывного устройства. Из всех изотопов плутония 239Pu обладает наименьшей критической массой (порядка 10 кг[1] против 87 кг — для 238Pu[1], 40 кг — для 240Pu, 12 кг — для 241Pu[2] и 75-100 кг — для 242Pu[2])[3].
В принципе, все эти затруднения преодолимы, и были успешно испытаны ядерные взрывные устройства из «реакторного» плутония, однако, в боеприпасах, где не последнюю роль играет компактность, малый вес, надёжность и долговечность, применяется исключительно специально произведённый оружейный плутоний.
Производство
В СССР производство оружейного плутония осуществлялось сначала на комбинате «Маяк» в г. Озёрск (ранее Челябинск-40, Челябинск-65), затем на Сибирском химическом комбинате в г. Северске (ранее Томск-7), позже в эксплуатацию был введён Горно-химический комбинат в г. Железногорске (известен также, как Соцгород и Красноярск-26). С 1997 года нарабатываемый в России оружейный плутоний перестал использоваться в изготовлении ядерных зарядов, а начал поступать в хранилища в рамках исполнения Российской Федерацией «Соглашения между Правительством Российской Федерации и Правительством Соединенных Штатов Америки о сотрудничестве в отношении реакторов, производящих плутоний», вступившего в силу 23 сентября 1997 года.[4] В 1999 году были остановлены реакторы в Озёрске и Северске, в 2010 году остановлен последний реактор в Железногорске.[5]
В США оружейный плутоний производился в нескольких местах, например, в таких как Хэнфордский комплекс, расположенный в штате Вашингтон. Производство было закрыто в 1988 году.[6]
Утилизация
С конца 1990-х США и Россия разрабатывали соглашения по утилизации избыточного оружейного плутония[7].
2 сентября 1998 года президенты России и США приняли Совместное заявление «О принципах обращения и утилизации плутония, заявленного как не являющегося более необходимым для целей обороны»[8].
Соглашение об утилизации плутония, не являющегося более необходимым для целей обороны, было подписано 29 августа 2000 года в Москве и 1 сентября 2000 года в Вашингтоне вице-президентом США Альбертом Гором и премьер-министром России Михаилом Касьяновым[9]. Ратификация проведена в июне 2011 года[10][11]. Соглашение предусматривало переработку 34 тонн плутония каждой из сторон.
Изначально, в 2001 году, планировалось начать утилизацию с 2007 года в объёме не менее 2 тонн в год[12]. По сообщениям от 2010 года, начало утилизации планировалось на 2018 год[9][13]
Осенью 2016 года Россия направила США уведомление о приостановлении действия соглашения, в связи с неисполнением США взятых на себя обязательств[14].
См. также
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 Updated Critical Mass Estimates for Plutonium-238, U.S. Department of Energy: Office of Scientific & Technical Information
- ↑ 2,0 2,1 Amory B. Lovins, Nuclear weapons and power-reactor plutonium, Nature, Vol. 283, No. 5750, pp. 817—823, February 28, 1980
- ↑ Critical mass Архивная копия от 28 декабря 2013 на 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) Архивная копия от 24 июня 2021 на Wayback Machine, подготовлено АО «Кодекс»
- ↑ В Железногорске был закрыт последний в стране реактор, производивший оружейный плутоний последние полвека.. Дата обращения: 10 ноября 2014. Архивировано 10 мая 2021 года.
- ↑ Ivan Fursov. Uranium diet: US nuclear power industry could face fuel shortage (англ.), RT (25 September 2013). Архивировано 8 сентября 2017 года. Дата обращения 27 декабря 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 Архивная копия от 14 июня 2021 на Wayback Machine / МИД РФ, Департамент по вопросам безопасности и разоружения МИД Российской Федерации, 11-03-2001
- ↑ Убеев А. В. Соглашение об утилизации плутония Архивная копия от 25 мая 2018 на Wayback Machine / Ядерное нераспространение: Краткая энциклопедия, ПИР-центр
- ↑ 9,0 9,1 2000 Plutonium Management and Disposition Agreement Архивная копия от 4 октября 2016 на 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 Архивная копия от 14 июня 2021 на Wayback Machine // kremlin.ru, 7 июня 2011
- ↑ kremlin.ru, Федеральный закон от 03.06.2011 г. № 108-ФЗ Архивная копия от 14 июня 2021 на Wayback Machine «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. Диспут в Брюсселе о судьбе плутония, Природа №11 (2001). Архивировано 18 октября 2018 года. Дата обращения 4 октября 2016.
- ↑ Plutonium Storage at the Department of Energy's Savannah River Site: First Annual Report to Congress (недоступная ссылка) A–1. Defense Nuclear Facilities Safety Board (2004). Дата обращения: 15 февраля 2009. Архивировано 19 октября 2016 года.
- ↑ Указ Президента Российской Федерации от 03.10.2016 № 511 Архивная копия от 3 октября 2016 на Wayback Machine «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»
Ссылки
- 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 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 (CISAC) publication».