بلوتونيوم من الدرجة المستخدمة في المفاعلات

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 8 صور
الموسوعة الحرة

البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية (RGPu) [ 1 ] [ 2 ] هو نظير البلوتونيوم الموجود في الوقود النووي المستهلك بعد احتراق اليورانيوم-235 المستخدم كوقود أساسي في مفاعلات الطاقة النووية . ويوجد اليورانيوم-238، الذي تُشتق منه معظم نظائر البلوتونيوم عن طريق امتصاص النيوترونات ، إلى جانب اليورانيوم-235 في وقود اليورانيوم منخفض التخصيب في المفاعلات المدنية.

على عكس معدل الاحتراق المنخفض الذي يستغرق أسابيع أو أشهر والذي يتطلبه عادةً إنتاج البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة (WGPu/ 239 Pu )، فإن الوقت الطويل الذي يقضيه البلوتونيوم المستخدم في المفاعل في إنتاج البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات يؤدي إلى تحول جزء كبير من النظير الانشطاري ذي العمر النصفي الطويل نسبيًا 239 Pu إلى عدد من نظائر البلوتونيوم الأخرى الأقل انشطارية أو الأكثر إشعاعًا .يمتص البلوتونيوم نيوترونًا، لكنه لا يخضع دائمًا للانشطار النووي . في بعض الأحيان ، ينتج عن امتصاص النيوترونات بدلًا من ذلك 240البلوتونيوم عند درجات حرارة النيوترونات وتراكيب الوقود الموجودة في مفاعلات الماء الخفيف النموذجية ، بتركيز 240يرتفع مستوى البلوتونيوم بشكل مطرد مع زيادة مدة التشعيع، مما ينتج عنه بلوتونيوم ذو جودة أقل فأقل مع مرور الوقت.

تستطيع مفاعلات النيوترونات الحرارية من الجيل الثاني (وهي أكثر محطات الطاقة النووية انتشارًا اليوم ) إعادة استخدام البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات بدرجة محدودة فقط كوقود MOX ، ولمدة دورة ثانية فقط. أما مفاعلات النيوترونات السريعة ، والتي يوجد منها عدد قليل قيد التشغيل حاليًا، بالإضافة إلى ستة مفاعلات أخرى قيد الإنشاء، فتستطيع استخدام وقود البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات كوسيلة لتقليل محتوى العناصر العابرة لليورانيوم في الوقود النووي المستهلك /النفايات النووية. كما أنتجت روسيا نوعًا جديدًا من وقود Remix الذي يعيد تدوير البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات مباشرةً بتركيز 1% أو أقل، ليُنتج وقود يورانيوم جديدًا أو مُخصبًا، مُحاكيًا بذلك مستوى البلوتونيوم بنسبة 1% الموجود في الوقود عالي الاحتراق.

التصنيف حسب التركيب النظائري

<1976>1976
أقل من 7%عيار الأسلحة
7-19%درجة المفاعلنوع الوقود
أكثر من 19%درجة المفاعل

في بداية الإنتاج الصناعي للبلوتونيوم-239 في مفاعلات الإنتاج التي تعود إلى حقبة الحرب، لوحظ في البداية تلوث طفيف أو إنتاج مشترك مع البلوتونيوم-240 ، وقد أدت هذه الكميات الضئيلة إلى التخلي عن تصميم سلاح " الرجل النحيف" لعدم جدواه. [ 3 ] ولا يزال الفرق في النقاء، أي مقداره، عاملاً مهماً في تقييم الأهمية في سياق الانتشار النووي وإمكانية استخدام الأسلحة.

تمثل النسب المئوية معدل التحول الكلي لكل نويدة في مفاعل الماء الخفيف ، وهو معدل منخفض بالنسبة للعديد من الأكتينيدات غير القابلة للانشطار . بعد مغادرة المفاعل، لا يحدث سوى التحلل.

تغيّر تعريف وزارة الطاقة الأمريكية للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية عام 1976. قبل ذلك، كان يُعترف بثلاث درجات. ويتزامن هذا التغيير في تعريف البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات ، من وصفه بأنه يحتوي على أكثر من 7% من نظير البلوتونيوم-240 قبل عام 1976، إلى تعريفه بأنه يحتوي على 19% أو أكثر من نظير البلوتونيوم-240، مع الكشف عام 1977 عن معلومات حول " تجربة نووية من فئة المفاعلات " أُجريت عام 1962. ولم يُكشف رسميًا بعد عن أيّ التعريفات أو التصنيفات ينطبق على تجربة "المفاعلات" التي أُجريت عام 1962، سواءً كان التعريف القديم أم الجديد.

ابتداءً من عام 1976، تم الاعتراف بأربع درجات:

  • من الدرجة الفائقة للأسلحة ، أقل من 3% من البلوتونيوم-240
  • عيار الأسلحة ، أقل من 7% من البلوتونيوم-240،
  • درجة الوقود ، من 7% إلى 19% من البلوتونيوم-240 و
  • درجة المفاعل ، أكثر من 19٪ Pu-240. [ 4 ]

إعادة معالجة أو تدوير الوقود المستهلك من أكثر أنواع مفاعلات توليد الكهرباء أو الطاقة المدنية شيوعاً ، وهي مفاعلات الماء الخفيف (LWR ) (ومن أمثلتها مفاعلات الماء المضغوط PWR أو مفاعلات الماء المغلي BWR )، تستخلص البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات (كما هو محدد منذ عام 1976)، وليس البلوتونيوم المستخدم كوقود . [ 5 ] [ 6 ]

إن التركيب الفيزيائي للنظائر في البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية يجعل التعامل معه وتشكيله أمراً بالغ الصعوبة، وهذا ما يفسر عدم استصواب استخدامه كمادة لصنع الأسلحة، على عكس البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة، والذي يمكن التعامل معه بأمان نسبياً باستخدام قفازات سميكة. [ 4 ]

لإنتاج البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة ، يجب ألا يبقى وقود اليورانيوم النووي في قلب المفاعل لأكثر من بضعة أسابيع قبل إزالته، مما يؤدي إلى انخفاض معدل احتراق الوقود . ولتنفيذ ذلك في مفاعل الماء المضغوط - وهو التصميم الأكثر شيوعًا للمفاعلات المستخدمة في توليد الكهرباء - سيتعين إيقاف تشغيل المفاعل قبل الأوان بعد تزويده بالوقود مباشرةً، مما يعني ضرورة تبريد حرارة الاضمحلال ثم تخفيض ضغط وعاء المفاعل ، يليه إزالة قضبان الوقود . وإذا ما أُجريت مثل هذه العملية، فسيكون من السهل اكتشافها، [ 4 ] [ 1 ] وستتطلب تعديلات باهظة التكلفة على المفاعل. [ 7 ]

من الأمثلة على كيفية رصد هذه العملية في مفاعلات الماء المضغوط (PWRs ) هو وجود فترات توقف طويلة خلال هذه العمليات، أي فترات زمنية ممتدة لا ينتج فيها المفاعل الكهرباء للشبكة. [ 8 ] من جهة أخرى، يُنتج البلوتونيوم "المناسب للمفاعلات" وفقًا للتعريف الحديث، فقط عند تشغيل المفاعل بمعدلات احتراق عالية ، وبالتالي إنتاج معامل قدرة توليد كهرباء مرتفع . ووفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA)، كان معامل قدرة محطات الطاقة النووية الأمريكية في عام 2009 أعلى من جميع أشكال توليد الطاقة الأخرى، حيث أنتجت المفاعلات النووية الطاقة بنسبة 90.3% تقريبًا من الوقت، بينما أنتجت محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم الطاقة بنسبة 63.8%، وكانت فترات التوقف مخصصة للصيانة الروتينية البسيطة وإعادة التزود بالوقود. [ 9 ]

صورة جوية لفوهة تفجير ترينيتي (التجربة النووية) بعد وقت قصير من التجربة. بتصميم مطابق تقريبًا لقنبلة الرجل البدين المستخدمة في ناغازاكي، استخدمت كلتاهما ما يُعرف الآن بالبلوتونيوم المستخدم في الأسلحة الفائقة [ 10 ] [ 11 ] . استُخدم في ترينيتي مُغلِّف من اليورانيوم الطبيعي ساهم بنحو ربع الطاقة التفجيرية النهائية، وأطلق طاقة إجمالية تُقدَّر بـ 22 كيلوطن أو ما يعادل 22,000 طن من مادة تي إن تي [ ملاحظة 1 ] . أما الفوهة الأصغر في الركن الجنوبي الشرقي، فكانت ناتجة عن انفجار اختبار المعايرة السابق ، الذي استخدم كتلة تقليدية من المتفجرات شديدة الانفجار تبلغ 0.1 كيلوطن أو 108 أطنان من مادة تي إن تي (450 جيجا جول) . 

لا يزال الجدل قائمًا حول مدى انخفاض فائدة البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية، والذي ينتج عادةً من مفاعلات الجيل الثاني ذات الاحتراق العالي ، مقارنةً بالبلوتونيوم المستخدم في الأسلحة النووية. تشير العديد من المصادر إلى أن الحد الأقصى النظري المحتمل للعائد سيكون قريبًا من انفجار فاشل بقوة تتراوح بين 0.1 و2 كيلوطن في جهاز من نوع "الرجل البدين" . وتشير الحسابات إلى أن الطاقة الناتجة عن المتفجرات النووية تنخفض بمقدار يتراوح بين عشرة ومئة ضعف إذا زاد محتوى البلوتونيوم-240 من 5% (بلوتونيوم قريب من المستخدم في الأسلحة) إلى 15% (2 كيلوطن) و25% (0.2 كيلوطن) على التوالي. [ 12 ] هذه الحسابات نظرية وتفترض إمكانية التغلب على مشكلة توليد الحرارة الناتجة عن المحتوى العالي من البلوتونيوم-238 غير المستخدم في الأسلحة. بما أن بدء الانفجار المبكر الناتج عن الانشطار التلقائي للبلوتونيوم -240 من شأنه أن يضمن قوة تفجيرية منخفضة في مثل هذا الجهاز، فإن التغلب على هاتين المشكلتين في بناء جهاز نووي مرتجل يُوصف بأنه يمثل عقبات "هائلة" لتصميم الانفجار الداخلي الذي يعود إلى حقبة "الرجل البدين" ، ويُنظر إلى احتمالية تحقيق الإرهابيين لهذه القوة التفجيرية المنخفضة على أنها مخاوف "مبالغ فيها" في ظل الضمانات القائمة. [ 13 ] [ 7 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

ويخالف آخرون هذا الرأي لأسباب نظرية، ويذكرون أنه على الرغم من أنها لن تكون مناسبة للتخزين أو وضعها على صاروخ لفترات طويلة من الزمن، إلا أنه يمكن تحقيق عوائد عالية موثوقة دون حدوث انفجار ، [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] ويجادلون بأنه سيكون من "السهل نسبيًا" على كيان ممول جيدًا ولديه إمكانية الوصول إلى التريتيوم المعزز للاندماج والخبرة اللازمة للتغلب على مشكلة الانفجار المسبق الناجم عن وجود البلوتونيوم-240، وأنه يمكن استخدام منشأة معالجة عن بعد في تجميع مكونات القنبلة التي تنبعث منها أشعة جاما عالية الإشعاع ، إلى جانب وسيلة لتبريد حفرة السلاح أثناء التخزين لمنع شحنة البلوتونيوم الموجودة في الحفرة من الانصهار، وتصميم يحافظ على آليات الانفجار الداخلي والمتفجرات عالية الطاقة من التدهور بفعل حرارة الحفرة. مع ذلك، حتى مع مراعاة جميع اعتبارات التصميم الرئيسية هذه، فإنّ وقود البلوتونيوم الأولي المُعزّز بالاندماج والمُستخدم في المفاعلات النووية سيفشل إذا لم يُنتج مُكوّن الانشطار في هذا الوقود طاقةً تزيد عن 0.2 كيلوطن، وهي الطاقة الدنيا اللازمة لبدء عملية الاندماج النووي. [ 24 ] ويزداد احتمال فشل جهاز الانشطار في تحقيق هذه الطاقة الدنيا مع ازدياد نسبة احتراق الوقود. [ 18 ]

برج اختبار أبشوت-كنوثول روث . خلال المراحل الأولى لتطوير الأجهزة المتفجرة النووية، تم اختبار مواد انشطارية متاحة تختلف عن أشكال المواد النووية الخاصة التقليدية . تظهر في الصورة نتائج اختبار جهاز هيدريد اليورانيوم . لم يؤدِ الانفجار اللاحق، الذي قُدِّرَت قوته  بما يعادل الطاقة النووية المنبعثة من 200 طن من الطاقة الكيميائية في مادة تي إن تي (0.2 كيلوطن)، إلى تدمير برج الاختبار، بل ألحق به أضرارًا طفيفة فقط.

لا تشير أي معلومات متاحة للعموم إلى أن أي جهة ممولة تمويلاً جيداً قد سعت بجدية إلى إنتاج سلاح نووي ذي تركيبة نظائرية مشابهة للبلوتونيوم الحديث عالي الاحتراق المستخدم في المفاعلات النووية. وقد سلكت جميع الدول الحائزة للأسلحة النووية المسار التقليدي لإنتاج الأسلحة النووية، إما عن طريق تخصيب اليورانيوم أو إنتاج بلوتونيوم منخفض الاحتراق، يُستخدم كوقود نووي أو في صناعة الأسلحة، في مفاعلات قادرة على العمل كمفاعلات إنتاج . ولم يُنظر قط في استخدام التركيبة النظائرية للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات، والذي يُنتج بواسطة تصميم مفاعلات الطاقة التجارية الأكثر شيوعاً، وهو مفاعل الماء المضغوط ، في الأسلحة النووية بشكل مباشر. [ 25 ] [ 26 ]

حتى أبريل 2012، كان هناك واحد وثلاثون دولة تمتلك محطات طاقة نووية مدنية، [ 27 ] منها تسع دول تمتلك أسلحة نووية ، وقد بدأت جميع الدول النووية تقريبًا بإنتاج الأسلحة أولًا بدلًا من محطات الطاقة النووية التجارية. إن إعادة توظيف الصناعات النووية المدنية لأغراض عسكرية يُعد انتهاكًا لمعاهدة عدم الانتشار النووي .

نظراً لتنوع تصاميم المفاعلات النووية وتطورها المستمر، قد تختلف النسبة النظائرية لما يُعتبر "بلوتونيوماً صالحاً للاستخدام في المفاعلات" اختلافاً كبيراً بين تصميم وآخر. فعلى سبيل المثال، نادراً ما ينتج عن مفاعل ماغنوكس البريطاني ، وهو مفاعل من الجيل الأول مُبرد بالغاز ، احتراق وقود يتجاوز 2-5 جيجاواط يوم / طن من اليورانيوم . [ 28 ] [ 29 ] ولذلك، فإن "البلوتونيوم الصالح للاستخدام في المفاعلات" ونقاء البلوتونيوم-239 الناتج عن تفريغ مفاعلات ماغنوكس يبلغ حوالي 80%، وذلك تبعاً لقيمة الاحتراق. [ 30 ] في المقابل، فإن مفاعل الماء المضغوط المدني العام يقوم بشكل روتيني (كما هو الحال بالنسبة لمفاعلات الجيل الثاني لعام 2015 ) باحتراق 45 جيجاواط يوم /طن يورانيوم ، مما ينتج عنه نقاء Pu-239 بنسبة 50.5%، إلى جانب محتوى Pu-240 بنسبة 25.2%، [ 5 ] [ 6 ] يحتوي الجزء المتبقي على كمية أكبر بكثير من نظائر Pu-238 و Pu-241 المولدة للحرارة مقارنة بما هو موجود في "بلوتونيوم من الدرجة المستخدمة في المفاعلات" من مفاعل ماجنوكس.  

التجارب النووية للبلوتونيوم "المناسب للمفاعلات"

كان الاختبار النووي للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات اختبارًا نوويًا تحت الأرض "منخفض العائد (أقل من 20 كيلوطن)" باستخدام بلوتونيوم غير مخصص للأسلحة تم إجراؤه في موقع اختبار نيفادا الأمريكي في عام 1962. [ 31 ] [ 32 ] تم رفع السرية عن بعض المعلومات المتعلقة بهذا الاختبار في يوليو 1977، بناءً على تعليمات من الرئيس جيمي كارتر ، كخلفية لقراره بحظر إعادة معالجة المواد النووية في الولايات المتحدة.

تم إنتاج البلوتونيوم المستخدم في جهاز الاختبار لعام 1962 من قبل المملكة المتحدة، وتم تقديمه إلى الولايات المتحدة بموجب اتفاقية الدفاع المشترك بين الولايات المتحدة والمملكة المتحدة لعام 1958. [ 31 ]

كان الاسم الرمزي الأولي لتصميم مفاعل ماغنوكس لدى الهيئة الحكومية التي كلفت بتطويره، وهي هيئة الطاقة الذرية البريطانية ( UKAEA )، هو " المفاعل المضغوط لإنتاج الطاقة والبلوتونيوم " (PIPPA). وكما يوحي هذا الاسم الرمزي، فقد صُمم المفاعل ليكون محطة طاقة، وعند تشغيله باحتراق منخفض للوقود، كمنتج للبلوتونيوم-239 لبرنامج الأسلحة النووية الناشئ في بريطانيا. [ 33 ] كان هذا النهج المتعمد ذو الاستخدام المزدوج لبناء مفاعلات الطاقة الكهربائية التي يمكن تشغيلها كمفاعلات إنتاج في أوائل حقبة الحرب الباردة ، نموذجًا لمفاعلات الجيل الأول في العديد من الدول . [ 34 ] حيث ركزت جميع هذه التصاميم على إتاحة الوصول إلى الوقود بعد احتراق قصير، وهو ما يُعرف بالتزويد بالوقود أثناء التشغيل .

يُقال إن التجربة النووية الكورية الشمالية لعام 2006، وهي الأولى من نوعها في كوريا الشمالية، استخدمت مفاعل ماغنوكس كمصدر أساسي للبلوتونيوم، والذي كان يُشغّل في مركز يونغبيون للأبحاث العلمية النووية في كوريا الشمالية. أسفر هذا التفجير التجريبي عن انفجار ضعيف، بلغت قوته التقديرية حوالي 0.48 كيلوطن، [ 35 ] من تركيبة نظائرية غير مُعلنة. وبالمثل، اعتمدت التجربة النووية الكورية الشمالية لعام 2009 على البلوتونيوم. [ 36 ] وقد أنتجت كلتا التجربتين قوة تتراوح بين 0.48 و2.3 كيلوطن من مكافئ مادة تي إن تي على التوالي، ووُصفت كلتاهما بأنها انفجارات ضعيفة نظرًا لانخفاض قوتها، حتى أن بعض المعلقين تكهنوا بأنه، وفقًا لتقديرات القوة المنخفضة لتجربة 2006، ربما كان الانفجار يعادل 100,000 دولار أمريكي من نترات الأمونيوم . [ 37 ] [ 38 ]

لم يُكشف عن التركيب النظائري للاختبار الأمريكي البريطاني لعام 1962، باستثناء وصفه بأنه من نوعية المفاعلات ، كما لم يُكشف عن التعريف المُستخدم لوصف مادة هذا الاختبار بأنها من نوعية المفاعلات . [ 31 ] ووفقًا لألكسندر ديفولبي، فإن التركيب النظائري للبلوتونيوم المستخدم في الاختبار الأمريكي البريطاني لعام 1962 لم يكن من النوع الذي نعتبره اليوم من نوعية المفاعلات، وتُلمّح وزارة الطاقة الأمريكية ، دون أن تُؤكد، إلى أن البلوتونيوم كان من نوعية الوقود. [ 14 ] وبالمثل، تُشير الرابطة النووية العالمية إلى أن الاختبار الأمريكي البريطاني لعام 1962 احتوى على 85% على الأقل من البلوتونيوم-239 ، وهو تركيز نظائري أعلى بكثير مما هو موجود عادةً في الوقود المُستنفد من غالبية المفاعلات المدنية العاملة. [ 39 ]

في عام 2002، صرح نائب المدير العام السابق للوكالة الدولية للطاقة الذرية، برونو بيلود، بأن بيان وزارة الطاقة كان مضللاً وأن الاختبار سيكون له التعريف الحديث لجودة الوقود مع محتوى Pu-240 بنسبة 12٪ فقط [ 40 ].

في عام 1997، استشهد المحلل السياسي ماثيو بان ومستشار الرئيس للشؤون التكنولوجية جون هولدرين ، وكلاهما من مركز بيلفر للعلوم والشؤون الدولية ، بتقييم رسمي أمريكي صدر في التسعينيات للبدائل البرنامجية للتخلص من البلوتونيوم. ورغم أنه لم يحدد تعريف البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية المقصود، إلا أنه ينص على أنه "يمكن استخدام البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات (بتركيب نظائري غير محدد) لإنتاج أسلحة نووية على جميع مستويات التطور التقني"، وأن "الدول المتقدمة في مجال الأسلحة النووية، مثل الولايات المتحدة وروسيا، باستخدام تصاميم حديثة، يمكنها إنتاج أسلحة من "البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية" ذات قوة تفجيرية موثوقة، ووزن، وخصائص أخرى قابلة للمقارنة عمومًا بتلك الخاصة بالأسلحة المصنوعة من البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة" [ 41 ].

في ورقة بحثية نُشرت عام 2008، استخدم كيسلر وآخرون تحليلًا حراريًا للتوصل إلى استنتاج مفاده أن جهازًا نوويًا متفجرًا افتراضيًا "غير قابل للتطبيق تقنيًا" باستخدام بلوتونيوم من نوع المفاعلات من مفاعل تبلغ قيمة احتراقه 30 جيجاواط يوم/طن باستخدام تصميمات "منخفضة التقنية" شبيهة بقنبلة الرجل البدين ذات العدسات المتفجرة الكروية، أو 55 جيجاواط يوم/طن لتصميمات "متوسطة التقنية". [ 42 ]

وفقًا لمعايير كيسلر وآخرون، فإن الأجهزة النووية المتفجرة الافتراضية "عالية التقنية" (HNEDs)، التي يمكن أن تنتجها الدول ذات الخبرة في الأسلحة النووية (NWSs)، ستكون غير مجدية تقنيًا إذا احتوى البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات على أكثر من 9% تقريبًا من نظير البلوتونيوم-238 المولد للحرارة . [ 43 ] [ 44 ]

التركيب النظائري النموذجي للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات

نادراً ما ينتج مفاعل ماغنوكس البريطاني، وهو مفاعل من الجيل الأول مُبرّد بالغاز ، معدل احتراق وقود يتجاوز 2-5 جيجاواط يوم / طن من اليورانيوم . [ 45 ] [ 29 ] أطلقت هيئة الطاقة الذرية البريطانية على تصميم مفاعل ماغنوكس الاسم الرمزي PIPPA (مفاعل مضغوط لإنتاج الطاقة والبلوتونيوم) للدلالة على الدور المزدوج للمحطة، تجاري ( مفاعل طاقة ) وعسكري ( مفاعل إنتاج ). تبلغ نقاوة البلوتونيوم-239 الناتج عن تفريغ مفاعلات ماغنوكس حوالي 80%، وذلك تبعاً لقيمة الاحتراق. [ 30 ] 

على سبيل المثال، في المقابل، يبلغ التركيب النظائري للوقود النووي المستهلك في مفاعل الماء المضغوط المدني النموذجي، وفقًا لمفاعل نموذجي من الجيل الثاني بمعدل احتراق 45 جيجاواط يوم /طن يورانيوم، 1.11% بلوتونيوم، منها 0.56% بلوتونيوم-239، و0.28% بلوتونيوم-240، وهو ما يعادل محتوى بلوتونيوم-239 بنسبة 50.5% ومحتوى بلوتونيوم-240 بنسبة 25.2%. [ 46 ] أما بالنسبة لمعدل احتراق نموذجي أقل يبلغ 43000 ميجاواط يوم /طن، كما نُشر عام 1989، فقد بلغ محتوى البلوتونيوم-239 نسبة 53% من إجمالي نظائر البلوتونيوم في الوقود النووي المستهلك للمفاعل . [ 6 ] ذكرت هيئة التنظيم النووي الأمريكية أن الأسطول التجاري من مفاعلات الماء الخفيف التي تزود المنازل بالطاقة حاليًا، كان متوسط ​​استهلاكها للطاقة حوالي 35 جيجاواط يوم/طن متري في عام 1995، بينما تحسن المتوسط ​​في عام 2015 إلى 45 جيجاواط يوم/طن متري. [ 47 ] 

تنخفض نسبة نظائر البلوتونيوم الانشطارية ذات الأرقام الفردية الموجودة في الوقود النووي المستهلك، مثل Pu-239، بشكل ملحوظ من إجمالي نظائر البلوتونيوم (والتي كانت 1.11% في المثال الأول أعلاه) مع ازدياد معدلات الاحتراق، بينما تتراكم نظائر البلوتونيوم غير الانشطارية ذات الأرقام الزوجية (مثل Pu-238 و Pu-240 و Pu-242 ) بشكل متزايد في الوقود مع مرور الوقت. [ 48 ]

مع تطور تكنولوجيا مفاعلات الطاقة، يتمثل أحد الأهداف في تقليل حجم الوقود النووي المستهلك عن طريق زيادة كفاءة استهلاك الوقود وتقليل فترات التوقف قدر الإمكان، وذلك لتعزيز الجدوى الاقتصادية للكهرباء المولدة من محطات الطاقة النووية الانشطارية . ولتحقيق هذه الغاية، ضاعفت المفاعلات في الولايات المتحدة معدلات احتراقها المتوسطة من 20 إلى 25 جيجاواط يوم/ طن متري يورانيوم في سبعينيات القرن الماضي إلى أكثر من 45 جيجاواط يوم/ طن متري يورانيوم في العقد الأول من الألفية الثانية. [ 29 ] [ 49 ] تتميز مفاعلات الجيل الثالث قيد الإنشاء بمعدل احتراق مصمم في حدود 60  جيجاواط يوم/طن يورانيوم، وتحتاج إلى إعادة التزود بالوقود مرة كل عامين تقريبًا. فعلى سبيل المثال، يبلغ معدل الاحتراق المصمم للمفاعل الأوروبي المضغوط 65  جيجاواط يوم/طن، [ 50 ] بينما يبلغ معدل الاحتراق المصمم لمفاعل AP1000  عند التفريغ 52.8 جيجاواط يوم/طن، وبحد أقصى 59.5  جيجاواط يوم/طن. [ 50 ] ستكون معدلات الاحتراق في مفاعلات الجيل الرابع المصممة أعلى من ذلك بكثير.

إعادة الاستخدام في المفاعلات

فصل اليورانيوم والبلوتونيوم من الوقود النووي المستهلك باستخدام طريقة بيوركس الكيميائية الرطبة التي طُبقت في أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين . [ 51 ] هذه العملية الكيميائية مثيرة للجدل لأنها أيضاً الطريقة التي تُنتج البلوتونيوم النقي كيميائياً.
دورة احتراق الوقود النووي التي تزيد عن 200 جيجاواط يوم/وحدة حرارية بريطانية، [ 52 ] والتي اقترحت في التسعينيات مفهوم المفاعل السريع المتكامل (IFR) (ملون)، يتوفر أيضًا رسم متحرك لتقنية المعالجة الحرارية . [ 53 ] على عكس الممارسة العالمية القياسية لفصل PUREX ، لا يُفصل البلوتونيوم بمفرده في دورة إعادة المعالجة هذه على نطاق تجريبي، بل تُستخلص جميع الأكتينيدات كهربائيًا أو تُكرر من النفايات الحقيقية لمنتجات الانشطار في الوقود المستهلك. وبالتالي، يأتي البلوتونيوم مختلطًا بجميع الأكتينيدات التي تُصدر أشعة جاما وألفا ، وهي أنواع "تحمي نفسها" في العديد من سيناريوهات السرقة المحتملة. لكي يعمل المفاعل بحمولة كاملة من وقود الأكتينيدات المختلط هذا، فإن مفاعلات طيف النيوترونات السريعة هي، بلا استثناء، البديل الوحيد الممكن.
مفهوم مفاعل IFR (أبيض وأسود مع نص أوضح). لا تقتصر دورة المعالجة الحرارية على مفاعلات الصوديوم السريعة مثل مفاعل IFR الموضح، بل إن العديد من المفاعلات المفاهيمية الأخرى، مثل مفاعل الملح المستقر، مصممة للاعتماد على الوقود الناتج عنه، بدلاً من وقود PUREX.

تعتمد المفاعلات الحرارية /المعدلة الحالية بشكل أساسي على دورة الوقود أحادية الاستخدام، على الرغم من إمكانية إعادة استخدام البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات أحادية الاستخدام بدرجة محدودة على شكل وقود أكسيد مختلط أو وقود MOX ، وهو ممارسة تجارية روتينية في معظم الدول خارج الولايات المتحدة، حيث يزيد ذلك من استدامة الانشطار النووي ويقلل من حجم النفايات النووية عالية المستوى. [ 54 ]

يُستمد ثلث الطاقة/الانشطارات في نهاية العمر التشغيلي للوقود في المفاعل الحراري من البلوتونيوم، وتنتهي الدورة عندما تنخفض نسبة اليورانيوم-235 ، وهو الوقود الأساسي الذي يُحرك اقتصاد النيوترونات داخل المفاعل، ويستلزم هذا الانخفاض إضافة وقود جديد. لذا، ودون تغيير في التصميم، يمكن أن يكون ثلث الوقود الانشطاري في حمولة الوقود الجديدة من البلوتونيوم الانشطاري المُستخدم في المفاعلات، مع تقليل كمية اليورانيوم منخفض التخصيب اللازمة لمواصلة التفاعلات المتسلسلة بمقدار الثلث، وبالتالي تحقيق إعادة تدوير جزئية. [ 55 ]

تتحول حزمة وقود MOX البلوتونيومية النموذجية المستخدمة في المفاعلات، والتي تحتوي على 5.3% من عيار المفاعلات، عند إعادة حرقها، وهي ممارسة شائعة في المفاعلات الحرارية الفرنسية، إلى بلوتونيوم مُعاد تدويره مرتين، بتركيب نظائري يبلغ 40.8% 239البلوتونيوم و30.6% 240البلوتونيوم في نهاية الدورة (EOC). [ 56 ] [ ملاحظة 2 ] يُعرَّف البلوتونيوم من نوع MOX (MGPu) عمومًا بأنه يحتوي على أكثر من 30% من 240بو . [ 1 ]

يوجد قيد على عدد دورات إعادة التدوير في المفاعلات الحرارية ، على عكس المفاعلات السريعة، ففي طيف النيوترونات الحرارية ، تكون نظائر البلوتونيوم ذات الكتلة الفردية فقط قابلة للانشطار ، وبالتالي تتراكم النظائر ذات الكتلة الزوجية في جميع سيناريوهات الاحتراق العالي في الطيف الحراري. يُعد البلوتونيوم-240 ، وهو نظير ذو كتلة زوجية، مادة خصبة في طيف النيوترونات الحرارية مثل اليورانيوم-238 ، حيث يتحول إلى بلوتونيوم-241 قابل للانشطار عند التقاط النيوترونات؛ ومع ذلك، فإن البلوتونيوم-242 ذو الكتلة الزوجية لا يتميز فقط بانخفاض مقطع التقاط النيوترونات في الطيف الحراري، بل يتطلب أيضًا 3 عمليات التقاط نيوترونات قبل أن يصبح نظيرًا قابلًا للانشطار. [ 55 ]

بينما يتعين على معظم مفاعلات النيوترونات الحرارية الحد من استخدام وقود MOX إلى أقل من نصف إجمالي حمولة الوقود لأسباب تتعلق بالاستقرار النووي، نظرًا لتصميم المفاعل الذي يعمل ضمن حدود الطيف الحراري للنيوترونات، فإن مفاعلات النيوترونات السريعة ، من ناحية أخرى، يمكنها استخدام البلوتونيوم بأي تركيبة نظائرية، والعمل على بلوتونيوم مُعاد تدويره بالكامل، وفي وضع " الاحتراق " السريع، أو دورة الوقود، والانشطار، وبالتالي القضاء على جميع البلوتونيوم الموجود في المخزون العالمي من الوقود المستهلك ذي الدورة الواحدة. [ 57 ] يُعد تصميم IFR المُحدَّث، المعروف بمفهوم S-PRISM ومفهوم مفاعل الملح المستقر ، مثالين على هذه المفاعلات السريعة المقترحة لحرق/القضاء على مخزونات البلوتونيوم في بريطانيا ، والتي نتجت عن تشغيل أسطولها من مفاعلات ماغنوكس، والتي تُنتج أكبر مخزون مدني من البلوتونيوم المستخدم كوقود/بلوتونيوم "مناسب للمفاعلات" في العالم. [ 58 ]

في معادلة باثكي بشأن "مستوى جاذبية" المواد النووية المستخدمة في الأسلحة ، يشير معامل الجدارة (FOM) الناتج عن الحساب إلى أن مفاعلات التوليد السريع بالصوديوم من غير المرجح أن تصل إلى المستوى المطلوب من مقاومة الانتشار النووي، في حين أن مفاعلات التوليد بالملح المنصهر أكثر عرضة لتحقيق ذلك. [ 59 ]

في دورة مفاعل التوليد السريع ، أو نمط التوليد السريع، على عكس مفاعل الاحتراق السريع، أظهر مفاعل فينيكس الفرنسي بشكل فريد إمكانية إعادة تدوير واستخدام البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات بشكل متكرر. [ 60 ] وتُعتبر مفاهيم المفاعلات ودورات الوقود المماثلة، وأشهرها المفاعل السريع المتكامل ، من بين القلائل القادرة على تحقيق "استدامة على نطاق كوكبي" بشكل واقعي، حيث يمكنها تزويد عالم يبلغ تعداد سكانه 10 مليارات نسمة بالطاقة، مع الحفاظ على بصمة بيئية صغيرة. [ 61 ] ولذلك، غالبًا ما تُقترح المفاعلات السريعة، في نمط التوليد، كشكل من أشكال الطاقة النووية المتجددة أو المستدامة . ومع ذلك، فإن " اقتصاد البلوتونيوم [المستخدم في المفاعلات] " الذي ستولده، يثير حاليًا استياءً اجتماعيًا وجدالات متنوعة حول إمكانية انتشاره، في الرأي العام.

كما هو شائع في المفاعلات الحرارية المدنية الأوروبية، فإن حزمة وقود MOX التي تحتوي على 5.3% من البلوتونيوم، والتي يتم إنتاجها عن طريق إعادة المعالجة الكيميائية الرطبة التقليدية/PUREX لمجموعة وقود أولية ولّدت 33 جيجاواط يوم/طن قبل أن تصبح وقودًا نوويًا مستهلكًا ، تُنتج، عند حرقها في المفاعل الحراري، وقودًا نوويًا مستهلكًا بتركيب نظائري للبلوتونيوم بنسبة 40.8% 239البلوتونيوم و30.6% 240Pu . [ 56 ] [ ملاحظة 2 ]

مجموعة جديدة من قضبان الوقود النووي ، يتم فحصها قبل دخولها إلى المفاعل

تشير الحسابات إلى أن الطاقة الناتجة عن المتفجرات النووية تنخفض بمقدار رتبتين إذا كانت 240يرتفع محتوى البلوتونيوم إلى 25% (0.2 كيلوطن). [ 12 ]

بدأت عملية إعادة المعالجة ، التي تتخذ في الأساس شكل إعادة تدوير البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية إلى نفس المفاعلات أو إلى مفاعلات أكثر تطوراً، في الولايات المتحدة في ستينيات القرن الماضي. في ذلك الوقت، كان من المتوقع أن يشهد سوق اليورانيوم ازدحاماً ونقصاً في الإمدادات، لذا، إلى جانب إعادة تدوير الوقود، اعتُبرت مفاعلات التوليد السريع الأكثر كفاءة ضروريةً للاستخدام الأمثل للإمدادات المحدودة المعروفة من اليورانيوم. ومع مرور الوقت، تراجعت هذه الحاجة الملحة، نتيجةً لانخفاض توقعات الطلب وزيادة اكتشافات خام اليورانيوم. ولهذه الأسباب الاقتصادية، ظل الوقود الجديد والاعتماد عليه فقط أرخص تجارياً من الوقود المعاد تدويره.

في عام 1977، فرضت إدارة كارتر حظرًا على إعادة معالجة الوقود النووي المستهلك، سعيًا منها لتقديم مثال دولي، إذ يسود اعتقاد داخل الولايات المتحدة بأن ذلك سيؤدي إلى انتشار الأسلحة النووية. [ 62 ] ولا يزال هذا القرار مثيرًا للجدل، ويرى العديد من الفيزيائيين والمهندسين الأمريكيين أنه خطأ جوهري، إذ كلّف دافعي الضرائب الأمريكيين والأموال التي تجنيها شركات تشغيل المفاعلات النووية الأمريكية ، مع إلغاء برامج واستثمار أكثر من مليار دولار في البديل المقترح، وهو مستودع نفايات يوكا ماونتن النووية ، ما أدى إلى احتجاجات ودعاوى قضائية وقرارات متكررة مترددة تبعًا لآراء الرؤساء الجدد. [ 63 ] [ 64 ]

بعد التخزين المؤقت في حوض الوقود المستهلك ، تُخزَّن حزم الوقود المستهلك لمحطة طاقة نووية نموذجية في الموقع عادةً في حاويات تخزين جافة، مثل الحاويات الثمانية الموضحة في الصورة أعلاه. [ 65 ] في محطة يانكي رو للطاقة النووية ، التي ولّدت 44 مليار كيلوواط ساعة من الكهرباء طوال فترة تشغيلها في الولايات المتحدة، يوجد مخزونها الكامل من الوقود المستهلك داخل ستة عشر حاوية. [ 66 ] وهي الآن بانتظار قرار الشحن إلى مستودع جيولوجي أو إلى منشأة إعادة معالجة محلية أو أجنبية.

باعتبارها الملوث "غير المرغوب فيه" من وجهة نظر تصنيع الأسلحة، 240يتحلل البلوتونيوم بشكل أسرع من 239يبلغ عمر النصف للبلوتونيوم 6500 و24000 عام على التوالي، وتزداد جودة البلوتونيوم مع مرور الوقت (على الرغم من انخفاض كميته الإجمالية خلال تلك الفترة). ولذلك، أشار الفيزيائيون والمهندسون إلى أنه مع مرور مئات/آلاف السنين، فإن البديل عن حرق البلوتونيوم في المفاعلات النووية بسرعة، أو إعادة تدويره من أسطول المفاعلات العالمي حتى احتراقه بالكامل، وهو البديل الأكثر شيوعًا، يتمثل في تخزينه في مستودعات جيولوجية عميقة ، مثل مستودع أونكالو للوقود النووي المستهلك ، والتي لديها القدرة على أن تصبح "مناجم بلوتونيوم"، يمكن من خلالها الحصول على مواد صالحة لصنع الأسلحة النووية عن طريق عملية استخراج بسيطة باستخدام برنامج PUREX ، وذلك في القرون والألفيات القادمة. [ 67 ] [ 22 ] [ 68 ]

هدف للإرهاب النووي

يُعتقد أن جماعة أوم شينريكيو ، التي نجحت في تطوير غازي السارين والفي إكس ، كانت تفتقر إلى الخبرة التقنية اللازمة لتطوير أو سرقة سلاح نووي. وبالمثل، تعرض تنظيم القاعدة للعديد من عمليات الاحتيال المتعلقة ببيع النفايات المشعة ومواد أخرى غير صالحة لصنع الأسلحة. وقد أشارت مؤسسة راند إلى أن تجاربهم المتكررة من الفشل والتعرض للاحتيال ربما دفعت الإرهابيين إلى استنتاج أن امتلاك الأسلحة النووية أمر بالغ الصعوبة والتكلفة بحيث لا يستحق السعي إليه. [ 69 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 تصنيف المواد النووية في سياق الضمانات المتكاملة
  2. ↑ استخدام البلوتونيوم في العديد من تصميمات مفاعلات الملح المنصهر. 2016
  3. ↑ "الكيمياء النووية - القنابل الذرية الأولى" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2012-03-01.
  4. 1 2 3 "إنتاج البلوتونيوم - الأسلحة النووية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2013-07-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-07-03 .
  5. ١ ٢ http://info.ornl.gov/sites/publications/Files/Pub37993.pdf تصنيف مخزون الوقود النووي المستهلك لدعم استراتيجية وطنية شاملة لدورة الوقود النووي. صفحة ٣٤، شكل ٢٠. التركيب النظائري الناتج عن تفريغ مجموعة WE 17×17 مع تخصيب أولي بنسبة ٤٫٥ ٪ وزناً، والتي تراكمت عليها ٤٥ جيجاواط يوم/طن يورانيوم.
  6. ١ ٢ ٣ https://fas.org/nuke/intro/nuke/plutonium.htm مؤرشف بتاريخ ٢٠٠٩-٠٢-٠٣ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) المصدر: وقود البلوتونيوم - تقرير منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، ١٩٨٩
  7. 1 2 "نسخة مؤرشفة" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 20-05-2012 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 21-07-2012 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  8. ↑ "استكشاف متطلبات الدفاع الصاروخي الأمريكية في عام 2010 | الفصل الرابع | IFPA" .
  9. ↑ الجدول 5.2 من التقرير السنوي للطاقة الكهربائية لعام 2009، أبريل 2011
  10. ↑ 8.0 الأسلحة النووية الأولى، الإصدار 2.17: 1 أغسطس 2002. كاري سوبليت
  11. ↑ تصنيع وتشكيل البلوتونيوم
  12. 1 2 شاهين، سومر (1981). "ملاحظات حول مشكلة الاشتعال المسبق الناجم عن البلوتونيوم-240 في جهاز نووي" . التكنولوجيا النووية . 54 (1): 431-432 . doi : 10.13182/NT81-A32795 . ينخفض ​​مردود الطاقة للمتفجرات النووية بمقدار رتبة واحدة ورتبتين إذا زاد محتوى البلوتونيوم-240 من 5% (بلوتونيوم قريب من درجة نقاء الأسلحة) إلى 15% و25% على التوالي.
  13. ↑ http://www.aps.org/units/fps/newsletters/2006/april/article2.html الجمعية الفيزيائية الأمريكية، القنابل، إعادة المعالجة، والبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات، جيرالد إي. مارش وجورج إس. ستانفورد
  14. 1 2 "الجمعية الفيزيائية الأمريكية المجلد 25، العدد 4 أكتوبر 1996 مقالات، هل هناك تستر على معلومات التجارب النووية؟ أ. ديفولبي" .
  15. ↑ "رسالة (غير منشورة) من أ. ديفولبي إلى مجلة الفيزياء والمجتمع. نُشرت هنا بإذن من الدكتور ديفولبي. رد على "إمكانية استخدام البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية في الأسلحة النووية: رد على أليكس ديفولبي" في مجلة الفيزياء والمجتمع، المجلد 26 (3) (10 يوليو 1997): بقلم أ. ديفولبي، وودريدج، إلينوي" .
  16. ↑ انتشار الأسلحة النووية: معارضون صريحون لنزع سلاح البلوتونيوم، تأخيرات وأخطاء في نزع السلاح النووي: الجزء 4. ألكسندر ديفولبي، فيزيائي (متقاعد، مختبر أرغون الوطني)؛ مدير سابق للتشخيص النووي ومدير فني لبرنامج الحد من التسلح ومنع الانتشار؛ مؤلف كتاب الانتشار والبلوتونيوم والسياسة.
  17. ↑ http://www.phyast.pitt.edu/~blc/book/chapter13.html#1 كوهين. الفصل 13 - خيار الطاقة النووية التالي => البلوتونيوم والقنابل
  18. 1 2 ج. كارسون مارك (أغسطس 1990). "الخصائص المتفجرة للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات" (ملف PDF) . معهد الرقابة النووية. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 8 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 10 مايو 2010 .
  19. ↑ الهيئة الدولية المعنية بالمواد الانشطارية ، التقرير العالمي للمواد الانشطارية 2011: مخزونات وإنتاج الأسلحة النووية والمواد الانشطارية (انظر الملحق 1)، تم الاطلاع عليه في 1 أكتوبر 2012.
  20. ↑ https://fas.org/rlg/980826-pu.htm ريتشارد لورانس غاروِن ، زميل أول للعلوم والتكنولوجيا، مجلس العلاقات الخارجية، نيويورك، مسودة بتاريخ 26 أغسطس 1998
  21. ↑ الخصائص المتفجرة للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية، بقلم ج. كارسون مارك، وفرانك فون هيبل، وإدوارد ليمان. مجلة العلوم والأمن العالمي، 2009. DOI: 10.1080/08929880903368690
  22. 1 2 جونز، غريغوري س. (2018-02-20). "الفصل 3. أنواع البلوتونيوم المختلفة". بلوتونيوم المفاعلات والأسلحة النووية: دحض الخرافات (ملف PDF) . مركز تعليم سياسات منع الانتشار النووي. ISBN 978-0986289590.
  23. ↑ فيكتور جيلينسكي، مارفن ميلر، وهارمون هوبارد، "دراسة جديدة لمخاطر انتشار مفاعلات الماء الخفيف"، مركز تعليم سياسات منع الانتشار النووي، صفحة 40
  24. ↑ "عملية هاردتاك، إطلاق تجريبي جونيبر، 0.2 كيلوطن هو تقريبًا ناتج عن صاروخ أساسي معزز يفشل في التعزيز" .
  25. ↑ كانت الدول على استعداد للقيام باستثمارات كبيرة في بعض الحالات للحصول على البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة بدلاً من البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات: فالولايات المتحدة، على سبيل المثال، في ثمانينيات القرن الماضي، فكرت في إنفاق مليارات الدولارات على منشأة الفصل النظائري الخاصة لتخصيب البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات إلى مستوى البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة.
  26. ↑ أدوات افتراضية - تجربة لوس ألاموس. عملية فصل النظائر بالليزر الجزيئي (MLIS) في غاز سداسي فلوريد البلوتونيوم
  27. ↑ "الطاقة النووية في العالم اليوم" . World-nuclear.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-06-2013 .
  28. ↑ ماكماهون، جيف. "مجلة فوربس. أغطية جديدة فاخرة لحاويات النفايات النووية، مع ازدياد سخونة محتوياتها. "وضع الطاقة النووية: نظرة عالمية، الوكالة الدولية للطاقة الذرية 2005" . فوربس .
  29. 1 2 3 "وضع الطاقة النووية: نظرة عالمية" بقلم يا سوكولوف، نائب المدير العام للوكالة الدولية للطاقة الذرية" (ملف PDF) .
  30. 1 2 الصفحة 19، الجدول 1
  31. 1 2 3 "معلومات إضافية بشأن اختبار الأسلحة النووية تحت الأرض باستخدام البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية" . وزارة الطاقة الأمريكية . يونيو 1994. تاريخ الاطلاع: 15 مارس 2007 .
  32. ↑ جونز، جريج (6 مايو 2013). "إعادة النظر في تجربة أسلحة البلوتونيوم من الدرجة المستخدمة في المفاعلات الأمريكية عام 1962" . تم الاسترجاع في 22 ديسمبر 2021 .
  33. ↑ "التطوير النووي في المملكة المتحدة | تطوير الطاقة النووية في المملكة المتحدة - الرابطة النووية العالمية" .
  34. ↑ نوت، ج. (2014). "محطات الطاقة النووية: أنواعها ومكوناتها ومتطلبات موادها". سبائك هيكلية لمحطات الطاقة . ص 69-101 . doi : 10.1533/9780857097552.1.69 . ISBN  9780857092380.
  35. ↑ ليان-فينغ تشاو، شياو-بي شي، وي-مين وانغ، وتشن-شينغ ياو، " الخصائص الزلزالية الإقليمية للتجربة النووية الكورية الشمالية في 9 أكتوبر 2006 " (مؤرشف في 23 سبتمبر 2015 على موقع Wayback Machine) ، نشرة الجمعية الزلزالية الأمريكية ، ديسمبر 2008، 98: 2571-2589؛ doi:10.1785/0120080128
  36. ↑ تم تحديد وقود كوريا الشمالية على أنه بلوتونيوم. مؤرشف في 19 ديسمبر 2016 على موقع Wayback Machine ، بقلم توم شانكر وديفيد إي. سانجر، نيويورك تايمز ، 17 أكتوبر 2006
  37. ↑ سيتز، راسل (13 أكتوبر 2006). "تعليق - حزمة فيزيائية ساخرة؟" . صحيفة وول ستريت جورنال . مؤرشف من الأصل في 11 يناير 2009. تم الاطلاع عليه في 13 أكتوبر 2006 .
  38. ↑ برود، ويليام، " دولة سرية لا تقدم للخبراء سوى القليل من الأدلة للحكم على برنامجها النووي "، نيويورك تايمز ، 12 فبراير 2013. "وكما هو معتاد في التجارب التي يجريها الشمال السري، لم يكن من الواضح حتى ما إذا كانت التجربة تحت الأرض نووية، أم أنها مجرد تفجيرات قنابل تقليدية تهدف إلى محاكاة تجربة نووية تحت الأرض؛"
  39. ↑ مساهمو الرابطة النووية العالمية (مارس 2009). "البلوتونيوم" . الرابطة النووية العالمية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 مارس 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 فبراير 2010 .{{cite web}}له |author=اسم عام ( مساعدة )
  40. ↑ جونز، غريغوري س. (2018-02-20). "الفصل 8. هل اختبرت الولايات المتحدة وبريطانيا البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية؟". البلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية والأسلحة النووية: دحض الخرافات (ملف PDF) . مركز تعليم سياسات منع الانتشار النووي. ISBN 978-0986289590.
  41. ↑ إدارة اليورانيوم والبلوتونيوم العسكريين في الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي السابق، مؤرشف بتاريخ 19 يناير 2024 في أرشيف الإنترنت ، ماثيو بن وجون ب. هولدرين، المجلة السنوية للطاقة والبيئة، 1997، 22: 403-486
  42. ↑ كيسلر، ج.؛ هوبل، و.؛ جويل، ب.؛ سيفريتز، و. (2008). "الناتج المحتمل للانفجار النووي للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات النووية باستخدام نظرية التفكيك لتحليل السلامة المبكر للمفاعل". الهندسة النووية والتصميم . 238 (12): 3475-3499 . Bibcode : 2008NuEnD.238.3475K . doi : 10.1016/j.nucengdes.2008.08.014 .
  43. ↑ لويد، كودي؛ جودارد، برادن (2018). "البلوتونيوم المقاوم للانتشار: تحليل مُحدَّث". الهندسة النووية والتصميم . 330 : 297-302 . Bibcode : 2018NuEnD.330..297L . doi : 10.1016/j.nucengdes.2018.02.012 .
  44. ↑ "دراسة حول مقاومة الانتشار لتصميم قلب مفاعل FBR. JAEA" (PDF) .{{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  45. ↑ ماكماهون، جيف. "مجلة فوربس. أغطية جديدة فاخرة لحاويات النفايات النووية، مع ازدياد سخونة محتوياتها. "وضع الطاقة النووية: نظرة عالمية، الوكالة الدولية للطاقة الذرية 2005" . فوربس .
  46. ↑ http://info.ornl.gov/sites/publications/Files/Pub37993.pdf تصنيف مخزون الوقود النووي المستهلك لدعم استراتيجية وطنية شاملة لدورة الوقود النووي. صفحة 34، شكل 20. التركيب النظائري الناتج عن تفريغ مجموعة WE 17×17 مع تخصيب أولي بنسبة 4.5 % وزناً، والتي تراكمت فيها طاقة احتراق تبلغ 45 جيجاواط يوم/طن يورانيوم.
  47. ↑ "معلومات أساسية عن الوقود النووي المستهلك عالي الاحتراق" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2017-02-26.
  48. ↑ تصنيف مخزون الوقود النووي المستهلك لدعم استراتيجية وطنية شاملة لدورة الوقود النووي. صفحة 35، شكل 21. التركيب النظائري للتفريغ لمجموعة وقود ذات تخصيب أولي لليورانيوم-235 بنسبة 4.5  % وزناً، تراكمت عليها  طاقة احتراق تبلغ 45 جيجاواط يوم/طن يورانيوم. التركيب النظائري للوقود النووي المستهلك كدالة لطاقة الاحتراق لمجموعة وقود نموذجية لمفاعل الماء المضغوط.
  49. ↑ ماكماهون، جيف. "أغطية جديدة فاخرة لحاويات النفايات النووية، مع ازدياد سخونة محتوياتها". "وضع الطاقة النووية: نظرة عالمية، الوكالة الدولية للطاقة الذرية 2005" . فوربس .
  50. 1 2 "مفاعلات الطاقة النووية المتقدمة | مفاعلات الجيل الثالث+ النووية - الرابطة النووية العالمية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 أغسطس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يوليو 2013 .
  51. ↑ غرينوود، الصفحات 1255، 1261
  52. ↑ إل سي والترز (18 سبتمبر 1998). "ثلاثون عامًا من معلومات الوقود والمواد من مفاعل EBR-II" . مجلة المواد النووية . 270 ( 1-2 ). إلسيفير: 39-48 . Bibcode : 1999JNuM..270...39W . doi : 10.1016/S0022-3115(98)00760-0 .
  53. ↑ فيديو تاريخي حول مفهوم المفاعل السريع المتكامل (IFR). تم تحميله بواسطة قسم الهندسة النووية في مختبر أرغون الوطني . يوتيوب . 3 مارس 2014. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 ديسمبر 2021.
  54. ↑ بوينسو، ش.؛ بورغ، س.؛ أوفرييه، ن.؛ كومبرنو، ن.؛ روستينغ، س.؛ فارغاس-غونزاليس، م.؛ برونو، ج. (2014). "تقييم الأثر البيئي لأنظمة الطاقة النووية. مقارنة بين دورات الوقود المغلقة والمفتوحة" . الطاقة . 69 : 199-211 . Bibcode : 2014Ene....69..199P . doi : 10.1016/j.energy.2014.02.069 .
  55. 1 2 " حرق البلوتونيوم للتخلص من البلوتونيوم النقي ، ريتشارد ويلسون، جامعة هارفارد" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2018 .
  56. 1 2 http://www.oecd-nea.org/pt/docs/1999/neastatus99/AnnexE.pdf انظر الجدول ب "وقود MOX".
  57. ↑ ناتاراجان، ر. (2015). "إعادة معالجة الوقود النووي المستهلك للمفاعلات السريعة". إعادة معالجة وإعادة تدوير الوقود النووي المستهلك . ص 213-243 . doi : 10.1016/B978-1-78242-212-9.00009-5 . ISBN  9781782422129.
  58. ↑ كونور، ستيف (28 أكتوبر 2011). "حياة جديدة لفكرة قديمة قد تُذيب نفاياتنا النووية" . صحيفة الإندبندنت . لندن . تاريخ الاسترجاع: 30 أكتوبر 2011 .
  59. ↑ دراسة حول مقاومة الانتشار النووي لتصميم قلب مفاعل ذي مفاعل سريع. JAEA
  60. ↑ فينيكس: تجربة فريدة من نوعها في العالم لإعادة المعالجة وإعادة التدوير المتعددة
  61. ↑ طاقة الانشطار النووي المستدامة والشاملة على نطاق كوكبي. الاستدامة 2012، 4(11)، 3088-3123؛ https://doi.org/10.3390/su4113088
  62. ↑ لماذا لا تقوم الولايات المتحدة بإعادة تدوير الوقود النووي؟
  63. ↑ " حرق البلوتونيوم للتخلص من البلوتونيوم النقي" ، ريتشارد ويلسون، جامعة هارفارد. "إن استخدام المفاعلات الأوروبية أو اليابانية لحرق البلوتونيوم، على الرغم من كونه أسرع وسيلة لإنجاز مهمة حرق البلوتونيوم المستخدم في الأسلحة، سيرسل إشارة (غير مرغوبة لدى هذه المجموعة من الناس) مفادها أن النهج الأوروبي والياباني (الذي يشبه نهج أيزنهاور أكثر من نهج كارتر) له مزايا. ولكن العكس قد يكون صحيحًا أيضًا. إن رفض طلب المساعدة من بقية العالم في حرق البلوتونيوم يمكن أن يُنظر إليه، وفي بعض الأوساط، على أنه إشارة إلى أن الولايات المتحدة ليست جادة في تدمير مخزونات الأسلحة."تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي بتاريخ 7 أكتوبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2018 .
  64. ↑ كوهين. الفصل 13 - خيار الطاقة النووية التالي => البلوتونيوم والقنابل
  65. ↑ "هيئة التنظيم النووي: التخزين في براميل جافة" . Nrc.gov. 2013-03-26 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-06-22 .
  66. ↑ "محطة يانكي للطاقة النووية" . Yankeerowe.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-06-2013 .
  67. ↑ ليمان، إدوين س. (ديسمبر 1994). "نظرة على مخاطر انتشار مناجم البلوتونيوم" . معهد الرقابة النووية . مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 نوفمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 نوفمبر 2015 .
  68. ↑ ليمان، إدوين س. (1998). "مخاطر انتشار مناجم البلوتونيوم" (ملف PDF) . العلوم والأمن العالمي . 7 (1): 119-128 . Bibcode : 1998S & GS....7..119L . doi : 10.1080/08929889808426449 .
  69. ↑ https://www.rand.org/pubs/research_briefs/RB165/index1.html مكافحة الإرهاب النووي: دروس من أوم شينريكيو، والقاعدة، ومفاعل كينشاسا [البحثي].
  1. ↑ كانت طاقة موجة الانفجار تعادل طاقة 10 كيلوطن من مادة تي إن تي ، بينما انبعثت الطاقة المتبقية التي تبلغ حوالي 12 كيلوطن على شكل إشعاعات نووية : أشعة سينية، جاما، بيتا، تساقط نووي، إلخ.
  2. 1 2 مع الباقي 14.9% 241Pu ، 10.6% 242البلوتونيوم و3.1% 238بو