basis van splijtbaar materiaal

wat zijn splijtbaar materiaal?Splijtstoffen zijn samengesteld uit atomen die door neutronen in een zichzelf onderhoudende kettingreactie kunnen worden gesplitst om enorme hoeveelheden energie vrij te geven. In kernreactoren wordt het splijtingsproces gecontroleerd en wordt de energie gebruikt om elektriciteit te produceren. In kernwapens wordt de splijtingsenergie in één keer vrijgegeven om een gewelddadige explosie te veroorzaken. De belangrijkste splijtstoffen voor kernenergie en kernwapens zijn een isotoop van plutonium, plutonium-239, en een isotoop van uranium, uranium-235. Uranium-235 komt voor in de natuur. Voor alle praktische doeleinden, plutonium-239 niet.

Wat is plutonium-239?

Plutonium-239 (hierna “plutonium” genoemd) is een zwaar element dat bestaat uit 94 protonen en 145 neutronen. Het kan een aantal chemische vormen hebben. Kernwapens gebruiken plutoniummetaal. Plutoniumdioxide wordt gebruikt als bestanddeel van bepaalde splijtstoffen. Plutonium heeft een halfwaardetijd van meer dan 24.000 jaar (een halfwaardetijd is de tijd die nodig is voor de helft van een bepaalde hoeveelheid radioactief materiaal om in andere elementen te vervallen).

Hoe wordt plutonium gemaakt?

twee belangrijke installaties zijn nodig om plutonium te verkrijgen. In een kernreactor absorbeert uranium-238 een neutron. Dit leidt tot kernreacties die het omzetten in plutonium. Het plutonium belandt in de verbruikte splijtstof samen met ongebruikt uranium en hoog radioactieve splijtingsproducten. In wezen produceren alle kernreactoren in de wereld op deze manier plutonium, maar plutonium in verbruikte splijtstof is niet bruikbaar voor kernenergie of kernwapens. Om plutonium in een bruikbare vorm te krijgen, is een tweede sleutelinstallatie, een opwerkingsinstallatie, nodig om het plutonium chemisch te scheiden van de andere materialen in verbruikte splijtstof. Opwerking wordt over het algemeen beschouwd als een van de belangrijkste verbanden tussen de civiele nucleaire capaciteit en de productiecapaciteit voor kernwapens (de andere is de uraniumverrijking — zie hieronder).

waarvoor wordt plutonium gebruikt?

zodra plutonium is gescheiden, kan het worden verwerkt en gevormd tot de kernsplijtingskern van een kernwapen, een “put”genaamd. Kernwapens vereisen meestal drie tot vijf kilo plutonium. Plutonium kan ook worden omgezet in een oxide en gemengd met uraniumdioxide tot gemengde oxide (MOX) brandstof voor kernreactoren.

in 1995 was er wereldwijd ongeveer 270 ton afgescheiden plutonium in militaire voorraden en ongeveer 180 ton afgescheiden plutonium in civiele voorraden.

Waar wordt plutonium geproduceerd?Groot-Brittannië, Frankrijk, Rusland, India, Japan, Israël en China exploiteren opwerkingsfabrieken om plutonium te verkrijgen (de laatste twee alleen voor militaire doeleinden). Andere landen in West-Europa bezitten plutonium dat werd gescheiden in Groot-Brittannië en / of Frankrijk. Noord-Korea heeft ook een opwerkingsinstallatie geëxploiteerd.In de VS vond opwerking van kernwapens plaats in het Hanford reservaat in Washington en de Savannah River Site in South Carolina. Tussen 1966 en 1972 vond ook civiele en militaire opwerking plaats in West Valley, New York. VS. de plutoniumreactoren werden in 1988 stilgelegd en de opwerking voor militaire doeleinden werd in juli 1992 in formeel beleid vastgelegd. De Verenigde Staten steunen opwerking niet vanwege het gevaar van proliferatie, maar in de praktijk zijn de Verenigde Staten selectief geweest in hun verzet tegen opwerking in andere landen

Wat is hoogverrijkt uranium?

de andere belangrijke splijtstoffen die voor kernwapens zijn gebruikt, zijn hoogverrijkt uranium (HEU), gewoonlijk gedefinieerd als uranium waarvan het aandeel van uranium-235, de splijtbare isotoop van uranium, is verhoogd tot meer dan 90%. Het uit de aarde gewonnen natuurlijk uranium bestaat uit ongeveer 0,7% uranium-235 (u-235) en ongeveer 99,3% uranium-238 (u-238), en verrijking is het proces van verhoging van de verhouding u-235 tot U-238. De halveringstijd van uranium-235 is 704 miljoen jaar, terwijl de halveringstijd van U-238 ongeveer 4,5 miljard jaar is.

het is belangrijk op te merken dat de meeste kernreactoren werken op laagverrijkt uranium (LEU), dat gewoonlijk 3% -5% uranium-235 bedraagt. LEU kan niet worden gebruikt in kernwapens.

Hoe wordt hoogverrijkt uranium vervaardigd?

van oudsher wordt uranium gewonnen uit ondergrondse en open mijnen. Dit natuurlijk uranium wordt verwerkt en vervolgens verrijkt. Talrijke technologieën zijn ontwikkeld om uranium te verrijken, zoals gasdiffusie, centrifuges en elektromagnetische scheiding. Al deze technologieën vereisen een grote initiële investering en grote hoeveelheden energie om te werken.

wanneer wordt HEU voorgeschreven?HEU werd voor het eerst ontwikkeld voor gebruik in kernwapens. Het kan worden gecombineerd met plutonium om de “put”, of kern van een kernwapen te vormen, of het kan alleen worden gebruikt als de nucleaire explosief. De bom op Hiroshima gebruikte alleen HEU. Ongeveer 15-20 kg HEU zijn voldoende om een bom te maken zonder plutonium.

HEU heeft ook niet-wapentoepassingen. Het wordt gebruikt als brandstof in onderzoeksreactoren en de kernreactoren die sommige marineschepen aandrijven.Ongeveer 2300 ton HEU is wereldwijd geproduceerd voor militaire doeleinden — voornamelijk door de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie. Ongeveer 20 ton HEU is wereldwijd gebruikt in onderzoeksreactoren.

Waar wordt HEU geproduceerd?

HEU kan in theorie in elke verrijkingsinstallatie worden geproduceerd. Verschillende landen exploiteren verrijkingsinstallaties om LEU voor kernreactoren te produceren, maar niet al deze landen hebben hun installaties gebruikt om hoogverrijkt uranium te maken. De Internationale Organisatie voor Atoomenergie, een organisatie van de Verenigde Naties, heeft tot taak ervoor te zorgen dat uranium uit civiele nucleaire programma ‘ s niet wordt omgeleid naar wapens-alleen in niet-nucleaire wapenstaten die het Non-proliferatieverdrag hebben ondertekend. HEU werd geproduceerd in de Verenigde Staten in Oak Ridge, Tennessee en Portsmouth, Ohio. De Verenigde Staten produceren geen HEU meer. Het blijft HEU uit zijn voorraad gebruiken voor onderzoeksreactoren en marinevoortstuwing.

deze factsheet werd samen met artsen voor Sociale Verantwoordelijkheid opgesteld.