核分裂性物質の基礎

核分裂性物質とは何ですか?

核分裂性物質は、中性子によって分割され、膨大な量のエネルギーを放出する自立連鎖反応で原子から構成されています。 原子炉では、核分裂プロセスが制御され、エネルギーが電気を生成するために利用されます。 核兵器では、核分裂エネルギーは、暴力的な爆発を生成するために、すべてを一度に放出されます。 核エネルギーと核兵器のための最も重要な核分裂性物質は、プルトニウムの同位体、プルトニウム-239、およびウランの同位体、ウラン-235です。 ウラン235は、自然界で発生します。 すべての実用的な目的のために、プルトニウム-239はそうではありません。

プルトニウム-239とは何ですか？

プルトニウム-239（以下”プルトニウム”と呼ぶ）は、94個の陽子と145個の中性子からなる重元素である。 それは多くの化学形態を有することができる。 核兵器はプルトニウム金属を使用しています。 二酸化プルトニウムは、いくつかの核燃料の成分として使用される。 プルトニウムの半減期は24,000年以上である（半減期は、与えられた量の放射性物質の半分が他の元素に崩壊するのにかかる時間である）。

プルトニウムはどのように作られていますか？

プルトニウムを得るためには二つの重要な施設が必要です。 まず、原子炉では、ウラン238は中性子を吸収する。 これはプルトニウムにそれを変換する核反応につながります。 プルトニウムは、未使用のウランと高放射性核分裂生成物と一緒に使用済み核燃料に終わります。 基本的に世界のすべての原子炉はこのようにプルトニウムを生産していますが、使用済燃料中のプルトニウムは原子力や核兵器には使用できません。 プルトニウムを使用可能な形にするためには、使用済み燃料中の他の材料からプルトニウムを化学的に分離するための第二の重要な施設、再処理プ 再処理は、一般的に民間の原子力発電能力と核兵器生産能力との間の重要なリンクの一つとみなされている（もう一つはウラン濃縮である—下記参照）。

プルトニウムは何のために使用されていますか？

プルトニウムが分離されると、それは処理され、”ピット”と呼ばれる核兵器の核分裂コアに成形することができます。 核兵器には通常、3〜5kgのプルトニウムが必要です。 プルトニウムはまた、酸化物に変換し、原子炉のための混合酸化物（MOX）燃料を形成するために二酸化ウランと混合することができます。

1995年の時点で、軍の在庫には約270トンの分離プルトニウムが、民間の在庫には約180トンの分離プルトニウムが存在していた。

プルトニウムはどこで生産されていますか？

英国、フランス、ロシア、インド、日本、イスラエル、中国はプルトニウムを得るために再処理工場を運営している（最後の二つは軍事目的のみ）。 西ヨーロッパの他の国は、英国および/またはフランスで分離されたプルトニウムを所有しています。 北朝鮮はまた、再処理工場を運営しています。

米国では、核兵器の再処理がワシントン州ハンフォード居留地とサウスカロライナ州サバンナ川遺跡で行われた。 1966年から1972年にかけて、ニューヨーク州ウェストバレーで民間人と軍の再処理が行われた。 米国 プルトニウム生産炉は1988年に停止され、軍事目的での再処理の停止は1992年に正式な政策に成文化された。 米国は拡散の危険性から再処理を支持していないが、実際には米国は他の国での再処理に反対することに選択的であった

高濃縮ウランとは何か？

核兵器に使用されてきたもう一つの重要な核分裂性物質は、高濃縮ウラン（HEU）であり、通常はウランの核分裂性同位体であるウラン235の割合が90％以上に増加しているウランと定義される。 地球から採掘される天然ウランは、約0.7%のウラン235(U-235)と約99.3%のウラン238(U-238)で構成されており、濃縮はU-235とU-238の比率を高めるプロセスである。 ウラン235の半減期は7億400万年であり、ウラン238の半減期は約45億年である。

ほとんどの原子炉は低濃縮ウラン（LEU）で稼働しており、通常は3％-5％のウラン235であることに注意することが重要です。 LEUは核兵器では使用できません。

高濃縮ウランはどのように作られていますか？

伝統的に、ウランは地下鉱山や露天掘り鉱山から抽出されてきました。 この天然ウランは処理され、濃縮されます。 ガス拡散、遠心分離機、電磁分離など、ウランを濃縮するための多くの技術が開発されています。 これらの技術はすべて、動作するために大量の初期投資と大量のエネルギーを必要とします。

HEUは何のために使われていますか？

HEUは、核兵器に使用するために最初に開発されました。 それは”ピット”、または核兵器のコアを形成するためにプルトニウムと組み合わせることができ、またはそれは核爆発物として単独で使用することが 広島に投下された爆弾はHEUのみを使用しました。 約15-20キログラムのHEUは、プルトニウムなしで爆弾を作るのに十分である。

HEUには武器以外の用途もあります。 これは、研究用原子炉やいくつかの海軍船舶に電力を供給する原子炉の燃料として使用されています。

約2300トンのHEUが、主に米国とソ連によって世界中で軍事目的で生産されている。 HEUの約20メートルトンは世界中の研究炉で使用されています。

HEUはどこで生産されていますか？

HEUは、理論的には、任意の濃縮プラントで生産することができます。 いくつかの国は、原子炉用のLEUを生産するために濃縮プラントを運営していますが、これらの国のすべてが高濃縮ウランを製造するために彼らの植物を使用しているわけではありません。 国際連合の機関である国際原子力機関は、核不拡散条約に署名している非核兵器国においてのみ、民間の核計画からのウランが武器目的に転用されないことを保証する責任を負っている。 HEUはアメリカ合衆国のテネシー州オーク-リッジとオハイオ州ポーツマスで生産された。 米国はもはやHEUを生産していません。 これは、研究炉や海軍の推進のためにその備蓄からHEUを使用し続けています。

このファクトシートは、社会的責任のために医師と共同で作成しました。