halkeamiskelpoisten aineiden perusteet

mitä halkeamiskelpoiset aineet ovat?

Fissiilit aineet koostuvat atomeista, joita neutronit voivat halkaista itseään ylläpitävässä ketjureaktiossa vapauttaen valtavia määriä energiaa. Ydinreaktoreissa fissioprosessia ohjataan ja energia valjastetaan sähkön tuottamiseen. Ydinaseissa fissioenergia vapautuu kerralla rajun räjähdyksen aikaansaamiseksi. Ydinenergian ja ydinaseiden tärkeimmät fissiilit aineet ovat plutoniumin isotooppi plutonium-239 ja uraanin isotooppi uraani-235. Uraani-235 esiintyy luonnossa. Kaikkiin käytännön tarkoituksiin plutonium-239 ei.

mitä plutonium-239 on?

Plutonium – 239 (jäljempänä ”plutonium”) on raskas alkuaine, joka koostuu 94 protonista ja 145 neutronista. Sillä voi olla useita kemiallisia muotoja. Ydinaseissa käytetään plutoniummetallia. Plutoniumdioksidia käytetään eräiden ydinpolttoaineiden ainesosana. Plutoniumin puoliintumisaika on yli 24 000 vuotta (puoliintumisaika on aika, joka kuluu siihen, että puolet annetusta määrästä radioaktiivista ainetta hajoaa toisiksi alkuaineiksi).

miten plutoniumia valmistetaan?

plutoniumin hankkimiseen tarvitaan kaksi avainlaitosta. Ensin ydinreaktorissa uraani-238 absorboi neutronin. Tämä johtaa ydinreaktioihin, jotka muuttavat sen plutoniumiksi. Plutonium päätyy käytettyyn ydinpolttoaineeseen yhdessä käyttämättömän uraanin ja erittäin radioaktiivisten fissiotuotteiden kanssa. Käytännössä kaikki maailman ydinreaktorit tuottavat plutoniumia tällä tavalla, mutta käytetyn polttoaineen plutoniumia ei voida käyttää ydinenergiaan tai ydinaseisiin. Jotta plutonium saadaan käyttökelpoiseen muotoon, tarvitaan toinen keskeinen laitos, jälleenkäsittelylaitos, joka erottaa plutoniumin kemiallisesti muista käytetyn polttoaineen materiaaleista. Jälleenkäsittelyä pidetään yleisesti yhtenä keskeisenä yhteytenä siviilikäyttöön tarkoitetun ydinvoiman ja ydinaseiden tuotantokyvyn välillä (toinen on uraanin rikastaminen — KS.jäljempänä).

mihin plutoniumia käytetään?

kun plutonium on erotettu, se voidaan prosessoida ja muovata ydinaseen fissioytimeksi, jota kutsutaan”kuopaksi”. Ydinaseet vaativat tyypillisesti kolmesta viiteen kiloa plutoniumia. Plutonium voidaan myös muuttaa oksidiksi ja sekoittaa uraanidioksidin kanssa sekaoksidipolttoaineeksi (MOX) ydinreaktoreissa.

vuonna 1995 sotilasvarastoissa oli noin 270 tonnia erotettua plutoniumia ja siviilivarastoissa noin 180 tonnia erotettua plutoniumia.

missä plutoniumia tuotetaan?

Britannia, Ranska, Venäjä, Intia, Japani, Israel ja Kiina käyttävät jälleenkäsittelylaitoksia plutoniumin saamiseksi (kaksi viimeistä vain sotilastarkoituksiin). Muut Länsi-Euroopan maat omistavat plutoniumia, joka erotettiin Britanniassa ja / tai Ranskassa. Pohjois-Korealla on ollut myös jälleenkäsittelylaitos.

Yhdysvalloissa ydinaseiden jälleenkäsittely tapahtui Hanfordin reservaatissa Washingtonissa ja Savannah Riverin alueella Etelä-Carolinassa. Joitakin siviili-ja sotilaskäsittelyjä tapahtui myös vuosina 1966-1972 West Valleyssa, New Yorkissa. YHDYSVALLAT. plutoniumin tuotantoreaktorit suljettiin vuonna 1988, ja jälleenkäsittelyn keskeyttäminen sotilastarkoituksiin kodifioitiin viralliseen politiikkaan heinäkuussa 1992. Yhdysvallat ei tue jälleenkäsittelyä sen leviämisvaaran vuoksi, mutta käytännössä Yhdysvallat on valikoivasti vastustanut jälleenkäsittelyä muissa maissa

mitä on korkearikasteinen uraani?

toinen tärkeä ydinaseissa käytetty halkeamiskelpoinen aine on korkearikasteinen uraani (HEU), joka yleensä määritellään uraaniksi, jonka uraani-235: n, uraanin fissioituvan isotoopin, osuus on nostettu yli 90%: iin. Maasta louhittu luonnonuraani koostuu noin 0,7% uraani-235: stä (U-235) ja noin 99,3% uraani-238: sta (U-238), ja rikastaminen on prosessi, jossa U-235: n suhde U-238: aan kasvaa. Uraani-235: n puoliintumisaika on 704 miljoonaa vuotta, kun taas U-238: n puoliintumisaika on noin 4,5 miljardia vuotta.

on tärkeää huomata, että useimmat ydinreaktorit toimivat matalarikasteisella uraanilla (LEU), joka on yleensä 3-5% uraani-235: tä. LEU: ta ei voi käyttää ydinaseissa.

miten korkearikasteista uraania valmistetaan?

perinteisesti uraania on louhittu maanalaisista ja avolouhoksista. Tämä luonnonuraani käsitellään ja sitten rikastetaan. Uraanin rikastamiseen on kehitetty lukuisia tekniikoita, kuten kaasudiffuusiota, sentrifugeja ja sähkömagneettista erottelua. Kaikki nämä teknologiat vaativat suuria alkuinvestointeja ja suuria energiamääriä toimiakseen.

mihin HEU: ta käytetään?

HEU kehitettiin ensin ydinasekäyttöön. Se voidaan yhdistää plutoniumin kanssa ydinaseen” kuoppaan ” eli ytimeen, tai sitä voidaan käyttää yksinään ydinräjähteenä. Hiroshimaan pudotetussa pommissa käytettiin vain HEU: ta. Noin 15-20 kiloa HEU: ta riittää pommin valmistamiseen ilman plutoniumia.

HEU: lla on myös aseettomia käyttötarkoituksia. Sitä käytetään polttoaineena tutkimusreaktoreissa ja ydinreaktoreissa, jotka käyttävät voimanlähteenään joitakin laivaston aluksia.

noin 2300 tonnia korkeapaineista teräskuorta on valmistettu sotilaskäyttöön maailmanlaajuisesti — pääasiassa Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton toimesta. TUTKIMUSREAKTOREISSA on käytetty maailmanlaajuisesti noin 20 tonnia korkearesoluutioista KORKEARESEPTORIA.

missä HEU tuotetaan?

HEU: ta voidaan teoriassa tuottaa missä tahansa rikastuslaitoksessa. Useissa maissa on käytössä rikastuslaitoksia, jotka tuottavat ydinreaktoreihin tarkoitettua lyijyä, mutta kaikki maat eivät ole käyttäneet laitoksiaan korkearikasteisen uraanin valmistukseen. YK: n alainen kansainvälinen atomienergiajärjestö (International Atomic Energy Agency Agency) on vastuussa siitä, että siviilikäyttöön tarkoitetuista ydinohjelmista peräisin olevaa uraania ei ohjata aseisiin-vain ydinaseettomissa valtioissa, jotka ovat Ydinsulkusopimuksen allekirjoittajia. HEU: ta valmistettiin Yhdysvalloissa Oak Ridgessä Tennesseessä ja Portsmouthissa Ohiossa. Yhdysvallat ei enää tuota korkearesoluutioista korkearesoluutioista yksikköä. Se käyttää edelleen varastostaan peräisin olevaa KORKEAPAINEYKSIKKÖÄ tutkimusreaktoreihin ja laivaston käyttövoimaan.

Tämä tiedote on laadittu yhdessä Physicians for Social Responsibility-järjestön kanssa.