fissile Material Basics

Hvad er fissile materialer?

Fissile materialer er sammensat af atomer, der kan opdeles af neutroner i en selvbærende kædereaktion for at frigive enorme mængder energi. I atomreaktorer styres fissionsprocessen, og energien udnyttes til at producere elektricitet. I atomvåben frigives fissionsenergien på en gang for at producere en voldsom eksplosion. De vigtigste fissile materialer til atomenergi og atomvåben er en isotop af plutonium, plutonium-239 og en isotop af uran, uran-235. Uran – 235 forekommer i naturen. Til alle praktiske formål gør plutonium – 239 det ikke.

hvad er plutonium-239?

Plutonium-239 (i det efterfølgende benævnt “plutonium”) er et tungt element bestående af 94 protoner og 145 neutroner. Det kan have en række kemiske former. Atomvåben bruger plutoniummetal. Plutonium bruges som en komponent i nogle nukleare brændstoffer. Plutonium har en halveringstid på over 24.000 år (en halveringstid er den tid, det tager for halvdelen af en given mængde radioaktivt materiale at henfalde til andre elementer).

hvordan fremstilles plutonium?

to vigtige faciliteter er nødvendige for at opnå plutonium. For det første absorberer uran-238 i en atomreaktor en neutron. Dette fører til nukleare reaktioner, der omdanner det til plutonium. Plutonium ender i brugt nukleart brændsel sammen med ubrugt uran og stærkt radioaktive fissionsprodukter. I det væsentlige producerer alle atomreaktorer i verden plutonium på denne måde, men plutonium i brugt brændsel kan ikke bruges til atomenergi eller atomvåben. For at få plutonium til en brugbar form er der behov for et andet nøglefacilitet, et oparbejdningsanlæg, for kemisk at adskille plutoniumet fra de andre materialer i brugt brændsel. Oparbejdning betragtes generelt som en af de vigtigste forbindelser mellem civil atomkraftkapacitet og produktionskapacitet for atomvåben (den anden er uranberigelse — se nedenfor).

hvad anvendes plutonium til?

når plutonium er adskilt, kan det behandles og formes til fissionskernen i et atomvåben, kaldet en “pit”. Atomvåben kræver typisk tre til fem kilo plutonium. Plutonium kan også omdannes til ilt og blandes med uran for at danne brændstof til atomreaktorer.

fra 1995 var der cirka 270 tons adskilt plutonium i militære varebeholdninger og cirka 180 tons adskilt plutonium i civile varebeholdninger over hele verden.

hvor produceres plutonium?

Storbritannien, Frankrig, Rusland, Indien, Japan, Israel og Kina driver oparbejdningsanlæg for at opnå plutonium (de sidste to kun til militære formål). Andre lande i Vesteuropa ejer plutonium, der blev adskilt i Storbritannien og/eller Frankrig. Nordkorea har også drevet et oparbejdningsanlæg.

i USA fandt oparbejdning af atomvåben sted ved Hanford Reservation, USA og Savannah River Site, South Carolina. Nogle civile og militære oparbejdning fandt også sted mellem 1966 og 1972 på Vest Valley, Ny York. AMERIKANSK. plutoniumproduktionsreaktorer blev lukket ned i 1988, og standsning af oparbejdning til militære formål blev kodificeret til formel politik i juli 1992. USA støtter ikke oparbejdning på grund af dets spredningsfarer, men i praksis har USA været selektiv i at modsætte sig oparbejdning i andre lande

Hvad er stærkt beriget uran?

det andet vigtige fissile materiale, der er blevet brugt til atomvåben, er højt beriget uran (HEU), normalt defineret som uran, hvis andel af uran-235, den fissile isotop af uran, er øget til over 90%. 0,7% uran-235 (U-235) og omkring 99,3% uran-238 (U-238), og berigelse er processen med at øge forholdet mellem U-235 og U-238. Halveringstiden for uran – 235 er 704 millioner år, mens halveringstiden for U-238 er omkring 4,5 milliarder år.

det er vigtigt at bemærke, at de fleste atomreaktorer kører på lavt beriget uran (LEU), som normalt er 3% -5% uran-235. LEU kan ikke bruges i atomvåben.

hvordan fremstilles højt beriget uran?

traditionelt er uran udvundet fra underjordiske og åbne miner. Dette naturlige uran forarbejdes og beriges derefter. Talrige teknologier er blevet udviklet til at berige uran, såsom gasformig diffusion, centrifuger og elektromagnetisk adskillelse. Alle disse teknologier kræver en stor initialinvestering og store mængder energi til at fungere.

hvad bruges HEU til?

HEU blev først udviklet til brug i atomvåben. Det kan kombineres med plutonium for at danne “pit” eller kernen i et atomvåben, eller det kan bruges alene som det nukleare eksplosivstof. Bomben faldt på Hiroshima brugte kun HEU. Cirka 15-20 kg HEU er tilstrækkelige til at fremstille en bombe uden plutonium.

HEU har også ikke-Våben anvendelser. Det bruges som brændstof i forskningsreaktorer og atomreaktorer, der driver nogle flådeskibe.

omkring 2300 tons HEU er produceret til militære formål over hele verden — primært af USA og Sovjetunionen. Omkring 20 tons HEU er blevet brugt i forskningsreaktorer over hele verden.

hvor produceres HEU?

HEU kan i teorien produceres i ethvert berigelsesanlæg. Flere lande driver berigelsesanlæg til at producere LEU til atomreaktorer, men ikke alle disse lande har brugt deres anlæg til at fremstille højt beriget uran. Det Internationale Atomenergiagentur, et FN-agentur, har til opgave at sikre, at uran fra civile nukleare programmer ikke kun omdirigeres til våbenformål i ikke-atomvåbenstater, der har underskrevet ikke-spredningstraktaten. HEU blev produceret i USA på Oak Ridge, Tennessee og Portsmouth, Ohio. USA producerer ikke længere HEU. Det fortsætter med at bruge HEU fra sit lager til forskningsreaktorer og flådefremdrift.

dette faktablad produceret i fællesskab med læger for Socialt ansvar.