원자로급 플루토늄

Reactor-grade plutonium

원자로급 플루토늄(RGPu)[1][2]은 원자로가 사용하는 우라늄-235 1차 연료가 연소된 후 사용후 핵연료에서 발견되는 플루토늄 동위원소 등급이다.대부분의 플루토늄 동위원소가 중성자 포획에 의해 도출되는 우라늄-238은 민간 원자로의 저농축 우라늄 연료에서 U-235와 함께 발견된다.

흔히 무기급 플루토늄(WGPu/239Pu)를 생산하기 위해 필요하다 몇주 또는 몇 달의 낮은 연소에 대조적으로, 원자로에서reactor-grade 플루토늄 생산해 내는 긴 시간이 핵 분열의 많은 변환, 비교적 긴half-life 동위 원소 239에 플루토늄의 다른 동위 원소를 적게 또는 모의 핵 분열성 수를 안으로 연결된다라드가 전무하다는동작하지 않다Pu가 중성자를 흡수할 때 항상 핵분열을 겪는 것은 아니다.중성자 흡수는 대신 전형적인 경수로에 존재하는 중성자 온도와 연료 조성에서 Pu를 생성하며, Pu의 농도는 더 긴 조사와 함께 꾸준히 상승하여 시간이 지남에 따라 낮은 등급과 낮은 등급의 플루토늄을 생성한다.

제2세대 열중성자 원자로(오늘날의 가장 많은 원자력 발전소)는 MOX 연료로서 제한된 정도만, 그리고 두 번째 사이클 동안만 원자로급 플루토늄을 재사용할 수 있다.고속 중성자 원자로는 현재 6개의 원자로가 건설 중이며, 사용후 핵연료/핵폐기물의 초우라늄 함량을 줄이기 위한 수단으로 원자로급 플루토늄 연료를 사용할 수 있다.러시아는 또한 1% 이하의 농도로 원자로급 플루토늄을 1% 수준의 고연소 연료를 모방한 신선한 우라늄 연료 또는 재농축 우라늄 연료로 직접 재활용하는 새로운 형태의 리믹스 연료를 생산했다.

동위원소 조성별 분류

<클라이언트> >외부
7% 미만 무기 등급
7-19% 원자로 등급 연료 등급
19 % 이상 원자로 등급

전쟁 시대의 생산 원자로에서 플루토늄-239의 산업 규모 생산 초기에 미량 오염 또는 플루토늄-240과의 공동 생산이 관찰되었으며, 이러한 미량 때문에 신맨 무기 설계는 실행 불가능한 것으로 [3]간주되었다.순도 차이는 핵 확산과 무기 사용 가능성의 맥락에서 중요성을 평가하는 데 있어 여전히 중요하다.

퍼센티지는 LWR에서 각 핵종의 총 변환률에 해당하며, 많은 비핵종인 비핵종인 경우 낮은 비율이다.원자로를 떠난 후에는 붕괴만 발생합니다.

원자로 등급 플루토늄의 DOE 정의는 1976년에 변경되었다.이전에는 3개의 등급이 인정되었습니다.1976년 이전에 Pu-240 함량이 7% 이상인 플루토늄을 기술한 것에서 Pu-240 함량이 19% 이상인 것으로 정의된 원자로 등급의 변경은 1962년 "리액터 등급 핵실험"에 대한 1977년 정보 공개와 일치한다.1962년 "리액터 등급" 테스트에 대해 구형 또는 새로운 체계 중 어떤 정의 또는 명칭이 적용되는지에 대한 질문은 공식적으로 공개되지 않았다.

1976년부터 4개의 등급이 인정되었다.

  • 슈퍼 무기 등급, Pu-240 3% 미만
  • 무기 등급, Pu-240 7% 미만,
  • 연료 등급, 7% ~ 19% Pu-240 및
  • 원자로 등급, Pu-240 [4]19% 이상

가장 일반적인 민간-발전 또는 동력 원자로 설계 등급인 LWR(예: PWR 또는 BWR)의 사용후 핵연료의 재처리 또는 재활용은 연료 [5][6]등급이 아닌 원자로 등급 플루토늄(1976년 이후 정의된 대로)을 회수한다.

원자로급 플루토늄에 포함된 동위원소의 물리적 혼합물은 취급과 형성을 극도로 어렵게 하므로 두꺼운 [4]장갑으로 비교적 안전하게 취급할 수 있는 무기급 플루토늄과는 대조적으로 무기 제조 물질로서 바람직하지 않다.

무기급 플루토늄을 생산하기 위해서는 우라늄 핵연료가 제거되기 전에 원자로 노심 안에서 몇 주 이상 머무르지 않아야 하며, 이로 인해 연료 연소율이 낮아진다.이 작업을 발전용 가장 일반적인 원자로 설계인 가압수형 원자로에서 수행하기 위해서는 원자로가 최근에 연료를 공급받은 후에 냉각된 냉간 폐쇄에 이른 후에 원자로가 붕괴열을 냉각한 다음 원자로 압력 용기를 감압하고 연료 로를 사용해야 한다.고달프다.그러한 운전이 수행될 경우 쉽게 검출할 [4][1]수 있으며 비용이 엄청나게 많이 드는 원자로를 [7]수정해야 한다.

이 프로세스가 PWR에서 검출될 수 있는 한 가지 예는 이 기간 동안 원자로가 [8]그리드에 전기를 생산하지 않는 상당한 다운타임이 발생한다는 것이다.반면, "리액터급" 플루토늄의 현대적 정의는 원자로가 높은 연소상태에서 가동되어 높은 발전용량 인자를 생산할 때만 생산된다.미국 에너지 정보국(EIA)에 따르면 2009년 미국 원자력 발전소의 용량 계수는 다른 모든 형태의 에너지 발전보다 높았으며, 원자로는 약 90.3%, 석탄 화력발전소는 63.8%의 전력을 생산했으며, 정지 시간은 단순한 일상 유지 및 재급유를 위한 것이었다.를 클릭합니다.[9]

실험 직후 트리니티(핵실험) 크레이터의 항공사진.나가사키에서 사용된 팻맨 폭탄과 거의 동일한 설계로, 두 폭탄 모두 현재 슈퍼 무기급 [10][11]플루토늄으로 정의될 수 있는 것을 사용했으며, 최종 폭발 에너지의 약 1/4을 기여하는 천연 우라늄 변조기를 사용했으며, 총 22킬로톤 또는 TNT [note 1]상당량의 에너지를 방출했다.남동쪽 구석에 있는 작은 분화구는 0.1킬로톤 또는 108톤의 TNT(450GJ)의 기존 고폭약 질량을 사용한 이전의 교정 시험 폭발로 인한 것이다.

전형적인 II세대 원자로 고연소 생산 원자로급 플루토늄이 핵무기 제조에 무기급 플루토늄보다 유용하지 않은 정도는 다소 논의되고 있으며, 많은 소식통은 이론상 최대 산출량이 뚱보형 d의 0.1~2킬로톤 범위의 희미한 폭발에 가깝다고 주장한다.240Pu 함량이 5%(무기급 플루토늄에 근접)[12]에서 각각 15%(2kt)와 25%(0.2kt)로 증가하면 핵폭발의 에너지 수율이 1단계, 2단계 감소하는 것으로 계산된다.이러한 계산은 이론적이며 비무기 사용 가능 Pu-238의 고함유량에서 발생하는 발열을 다루는 사소한 문제를 극복할 수 있다고 가정한다.)Pu-240의 자발적 핵분열로 인한 조기 개시가 그러한 장치에서 낮은 폭발 수율을 보장할 것이기 때문에, 개량된 핵 장치의 건설에서 두 가지 문제를 극복하는 것은 뚱뚱한 인간 시대의 폭발 설계에 "멍한" 장애물을 제시하는 것으로 묘사되며, 테러리스트들이 이 흐지부지 수율을 달성할 가능성은 다음과 같다.현재 [13][7][14][15][16][17]시행되고 있는 안전장치에 대한 "과잉" 우려로 간주됩니다.

다른 사람들은 이론적 근거에 상태 그들은 비축 또는 미사일에 오랫동안 emplaced고 적합하지 않을 것, 믿음직하게 높은non-fizzle 수준 수익률 achieved,[18][19][20][21][22][23]이 잘 자금 지원 대상 사업체에 대한 융합으로 접근하는 삼중 수소는 활성화"상대적으로 쉽게"는 것이라멸 수 있는 동의하지 않는다.d전문 지식을 극복하기 위해Pu-240의 존재에 의해 야기되는 사전 분리 문제, 그리고 저장 중 무기 저장고를 냉각하는 수단과 결합되어 고방사능 감마선 방출 폭탄 구성요소의 조립에 원격 조작 시설을 이용할 수 있다는 것, 그리고 구덩이에 포함된 플루토늄 전하가 녹는 것을 방지하는 설계pt 고폭발물이 갱도의 열에 의해 분해되지 않도록 내폭 메커니즘.그러나 이러한 모든 주요 설계 고려사항을 포함하여, 1차 핵분열 성분이 핵융합 [24]연소를 시작하는 데 필요한 최소 에너지로 간주되는 0.2킬로톤 이상의 수율을 제공하지 않으면 이 핵융합 승압형 플루토늄 1차 핵분열은 여전히 흐지부지될 것이다.핵분열 장치가 이 임계 수율을 달성하지 못할 확률은 연료 연소 값이 [18]증가함에 따라 증가한다.

업샷-코노홀 루스 테스트의 탑.핵폭발 장치의 초기 개발 중에 기존의 특정 핵물질 형태와 다른 이용 가능한 핵분열성 물질을 시험했다.사진은 수소화 우라늄 장치의 결과입니다.TNT(0.2kt)의 화학에너지 200t이 파괴되지 않고 일부 손상만 입혔을 뿐 폭발로 인한 제한적인 구조적 피해는 핵에너지와 맞먹는 것으로 추정됐다.

공공영역에서 이용 가능한 정보는 충분한 자금을 보유한 단체가 현대의 고연소 원자로 등급 플루토늄과 유사한 동위원소 구성을 가진 핵무기를 만드는 것을 진지하게 추구한 적이 있음을 시사하지 않는다.모든 핵무기 보유국은 우라늄 농축 또는 저연소, "연료 등급" 및 무기 등급의 플루토늄을 생산함으로써 핵무기에 대한 보다 전통적인 경로를 택했다. 생산 원자로로서 작동할 수 있는 원자로에서, 가장 일반적인 상업용 동력 원자로 설계인, 핵발전소의 동위원소 함량인, 핵발전소, 핵발전소, 핵발전소, 핵발전소, 핵연료 등급의 동위원소 함량은 다음과 같다.가압수형 원자로는 무기 [25][26]사용을 위해 직접 고려된 적이 없다.

2012년 4월 현재 민간 [27]원전을 보유한 나라는 31개국으로, 그 중 9개국은 핵무기를 보유하고 있으며, 거의 모든 핵무기 국가가 상업용 원전 대신 먼저 무기를 생산하기 시작했다.민간 핵산업을 군사적 목적으로 용도 변경하는 것은 핵확산금지조약 위반이 될 것이다.

원자로 설계는 매우 다양하며 시간이 지남에 따라 개선될 수 있기 때문에 한 설계에서 "리액터 등급 플루토늄"으로 간주되는 동위원소 비율은 다른 설계와 비교할 때 상당히 다를 수 있다.예를 들어, 영국의 Magnox 원자로는 1세대 GCR(Generation I Gas Cooled Reactor) 설계로, 2-5 GWd/tU [28][29]이상의 연료 연소율을 거의 낼 수 없다.따라서 방출된 마그녹스 원자로에서 나오는 '리액터급 플루토늄'과 Pu-239의 순도는 연소량에 [30]따라 약 80%이다.대조적으로, 일반적인 민간인 가압수 형 원자로, 일상적으로 GWd/tU 연소의, 플루토늄 239는 업체는 50.5%의 순도에, 26.2%의 ,[5][6]나머지 부분은 무더위 플루토늄 238과 Pu-241 동위 원소보다``재에서 찾을 수 있는을 생성하는 더를 포함한 Pu-240 내용과 함께 결과(2015년 세대 2원자로를 위해 전형적)45는 않는다.배우.마그녹스 원자로에서 플루토늄을 등급화했다.

'리액터급' 플루토늄 핵실험

원자로급 플루토늄 핵실험은 1962년 [31][32]미국 네바다주 실험장에서 실시된 무기급 플루토늄을 이용한 '저수율(20kt 이하)' 지하 핵실험이었다.이 실험에 관한 일부 정보는 1977년 7월 지미 카터 대통령의 지시에 따라 기밀 해제되었으며, 이는 미국에서 핵 재처리를 금지하기로 한 그의 결정의 배경이었다.

1962년 시험장치에 사용된 플루토늄은 영국이 생산해 1958년 미영 상호방위협정에 [31]따라 미국에 공급했다.

UKAEA를 의무화한 정부기관 중 마그녹스 원자로 설계의 초기 코드명은 가압 파일 생산 전력 및 플루토늄(PIPA)이었으며, 이 코드명이 시사하는 바와 같이 원자로는 발전소로 설계되었으며, 낮은 연료로 "연소"를 작동했을 때, 즉 비핵생성용 플루토늄-239의 생산자로 설계되었다.영국의 [33]무기 프로그램입니다.냉전 초기 생산 원자로로 작동할 수 있는 전력 리액터를 건설하기 위한 이러한 의도적인 이중 사용 접근방식은 현재 "1세대 원자로"[34]로 지정된 많은 국가에서 전형적이었다.이러한 설계는 모두 온라인 주유라고 하는 짧은 연소 후에 연료에 접근할 수 있도록 하는 데 초점이 맞춰져 있습니다.

북한의 첫 핵실험인 2006년에도 플루토늄의 근원지로 영변 핵과학연구센터에서 마그녹스 원자로를 가동한 것으로 알려졌다.이 시험 폭발은 저이율 피즐 폭발을 일으켜 미공개 동위원소 조성물로부터 약 0.48 [35]킬로톤의 추정 수율을 생성했다.2009년 북한 핵실험도 [36]플루토늄을 기반으로 했다.둘 다 있고 둘 다fizzle 행사 그들의 낮은 산출에 기인되어, 일부 비평가들도 질산 암모늄의 100,000달러 가치에 대하거나, 2006년 테스트의 최저 수익률 추정치에서는, 하는 것이 아니라 폭발했을 수 있는 것과 동등한 추측과 함께 설명되었습니다 TNT와 동등한 것의 0.48에서 2.3킬로의 수확을 배출했다.[37][38]

1962년 미국-영국 시험의 동위원소 구성은 기술 원자로 등급 외에 유사하게 공개되지 않았으며, 이 시험을 위한 물질을 원자로 [31]등급으로 기술하는데 어떤 정의를 사용했는지는 공개되지 않았다.알렉산더 드볼피에 따르면, 1962년 미국-영국 실험에 사용된 플루토늄의 동위원소 구성은 현재 우리가 원자로 등급으로 간주하고 있는 것과 같을 수 없으며, DOE는 플루토늄이 [14]연료 등급이었다는 것을 암시하지만 단언하지는 않는다.마찬가지로, 세계원자력협회는 1962년 미국-영국 테스트에서 최소 85%의 플루토늄-239가 검출되었으며, 이는 민간 [39]원자로의 대다수 가동 중인 사용후 연료에 일반적으로 존재하는 것보다 훨씬 높은 동위원소 농도이다.

2002년 브루노 펠로 전 IAEA 부국장은 DoE 성명이 오해의 소지가 있으며 테스트는 Pu-240 함량이 12%[40]에 불과한 연료 등급의 현대적인 정의를 가질 것이라고 말했다.

1997년 벨퍼 과학국제문제센터(Belfer Center for Science and International Affairs)의 정치분석가 매튜 번과 대통령 기술자문위원 존 홀드렌에 따르면 이들은 플루토늄 폐기에 대한 미국의 1970년대 공식 평가를 인용했다.어떤 RGPu 정의를 참조하는지는 명시하지 않지만, 그럼에도 불구하고 "리액터급 플루토늄(특정되지 않은 동위원소 조성물)"과 "현대 설계를 사용하는 미국과 러시아 등 첨단 핵무기 국가"가 명시되어 있다.d 신뢰할 수 있는 폭발물 산출량, 중량 및 일반적으로 [41]무기급 플루토늄으로 제조되는 무기와 유사한 특성을 가진 "핵심급 플루토늄"으로 무기를 생산한다.

2008년 논문에서 Kessler 등열분석을 통해 가상의 핵폭발 장치는 구면폭발렌즈의 팻맨과 유사한 "저기술" 설계 또는 "중기술"[42] 설계용 55GWd/t를 사용하여 연소 값이 30GWd/t인 원자로에서 나온 원자로급 플루토늄을 사용하여 "기술적으로 실현 불가능"하다고 결론지었다.

케슬러 등의 기준에 따르면 경험 있는 핵무기 보유국(NWS)이 생산할 수 있는 "첨단" 가설 핵폭발 장치(HNED)는 열 발생 Pu-238 [43][44]동위원소의 약 9% 이상을 포함하는 원자로급 플루토늄으로는 기술적으로 불가능하다.

원자로급 플루토늄의 대표적인 동위원소 조성

1세대 가스냉각로(GCR) 설계인 영국의 마그녹스 원자로는 2-5GWd/[45][29]tU 이상의 연료 연소율을 거의 낼 수 없다.Magnox 원자로 설계는 발전소의 이중 상용(전력 원자로)과 군사(생산 원자로) 역할을 나타내기 위해 UKAEA에 의해 PIPPA(압축 파일 생산 전력 및 플루토늄)로 코드네임되었다.방출된 마그녹스 원자로의 Pu-239 순도는 연소 값에 [30]따라 약 80%이다.

이와는 대조적으로 일반 민간 가압수형 원자로의 사용후 핵연료 동위원소 조성물은 전형적인 2세대 원자로 45 GWd/tU에 이어 1.11%의 플루토늄이며, 그 중 0.56%는 Pu-239이고 0.28%는 Pu-240 함량 50.5%에 해당한다.1989년에 발표된 43,000 MWd/t의 낮은 일반 연소율에서 플루토늄-239 함량은 원자로 사용후 핵연료 [6]내 모든 플루토늄 동위원소의 53%였다.미국 NRC는 현재 가정에 전력을 공급하는 LWR의 상용 비행대는 1995년 평균 연소량이 약 35GWd/[47]MTU인 반면 2015년에는 평균 연소량이 45GWd/MTU로 개선되었다고 밝혔다.

사용후핵연료에 존재하는 홀수번호 핵분열성 플루토늄 동위원소(예: Pu-238, Pu-240 및 Pu-)는 점점 더 높은 연소가 발생하는 반면, 사용후핵연료에 존재하는 홀수번호 핵분열성 플루토늄 동위원소(위의 첫 번째 예에서는 1.11%)의 비율로 크게 감소한다.242) 시간이 [48]지남에 따라 연료에 점점 더 축적된다.

원자로 기술이 발전함에 따라 연료 효율을 높이는 동시에 다운타임을 최대한 줄여 핵분열 발전소에서 발생하는 전력의 경제성을 높이는 것이 하나의 목표다.이를 위해 미국의 원자로는 1970년대 2025GWd/MTU에서 2000년대 [29][49]45GWd/MTU 이상으로 평균 연소율을 2배로 높였다.건설 중인 III세대 원자로는 60 GWd/tU 범위의 연소율이 설계되어 있으며 2년에 한 번 정도 재급유해야 한다.예를 들어 유럽 가압형 원자로는 65 GWd/[50]t용으로 설계되어 있으며 AP1000은 52.8 GWd/t, 최대 59.5 GWd/t의 평균 방전 [50]연소용으로 설계되어 있습니다.설계 중인 4세대 원자로는 연소율이 더 높을 것이다.

원자로에서의 재사용

다음 항목도 참조하십시오.핵연료 사이클, 마이너 액티니드, 라 헤이그 사이트 및 셀라필드
1940-1950년대 습식 화학 PUREX [51]방법에 의한 사용후 핵연료에서 우라늄과 플루토늄의 분리.이 화학적 과정은 화학적으로 순수한 WGPu를 생성하는 경로이기 때문에 논란의 여지가 있습니다.
1990년대 IFR(Integrated Fast Reactor) 개념(color)에서 제안된 200 이상의 연소 연료 [52]사이클의 GWd/TU는 파이로프로세싱 기술의 애니메이션도 이용할 [53]수 있다.PUREX 분리의 전 세계적인 표준 관행과는 달리, 플루토늄은 이 파일럿 규모의 재처리 사이클에서 자체적으로 분리되지 않으며, 모든 액티니드는 사용후 연료의 핵분열 생성물의 "진정한 폐기물"에서 "전기원" 또는 "정제"된다.따라서 플루토늄은 대신 수많은 가능한 도난 시나리오에서 "자체 보호"되는 모든 감마 및 알파 방출 악티니드와 혼합된다.이 혼합 액티니드 연료의 최대 부하로 원자로가 작동하는 경우 고속 중성자-스펙트럼 원자로는 예외 없이 가능한 것으로 간주되는 유일한 변종이다.
IFR 개념(흑백과 선명한 텍스트).파이로프로세싱 사이클은 그림에 표시된 IFR과 같은 나트륨 고속 반응기에 국한되지 않으며 안정염 원자로와 같은 다른 많은 개념 원자로는 PUREX가 아닌 연료에 의존하도록 설계된다.

오늘날 감속/열원자로는 주로 일회성 연료 사이클로 작동하지만 혼합 산화물 또는 MOX 연료의 형태로 일회성 원자로 등급 플루토늄을 제한적으로 재사용할 수 있습니다. 이는 핵분열의 지속가능성을 높이고 핵분열의 부피를 낮추기 때문에 미국 이외의 대부분의 국가에서 일상적인 상업적 관행입니다.고준위 [54]핵폐기물

열 원자로에서 실용적 연료 수명의 끝에 있는 에너지/공기 중 1/3은 플루토늄에서 나온다. U-235%가 떨어질 때, 원자로 내에서 중성자 경제를 구동하는 1차 연료와 낙하물은 새로운 연료가 필요하기 때문에 설계 변경 없이 핵분열성 연료의 1/3이 필요하다.새로운 연료 부하는 핵분열 원자로급 플루토늄이 될 수 있으며, 저농축 우라늄은 다시 연쇄 반응을 지속하기 위해 첨가되어야 하며, 따라서 부분 [55]재활용을 달성할 수 있다.

전형적인 5.3%의 원자로급 플루토늄 MOX 연료다발은 다시 연소될 때 변환된다. 이는 프랑스 열원자로의 전형적인 관행으로, 동위원소 구성은 40.8
% Pu이고 사이클 [56][note 2]말기에는 30.6
% Pu이다.MOX 등급 플루토늄(MGPu)은 일반적으로 [1]Pu가
30% 이상인 것으로 정의된다.

열 중성자 스펙트럼에서는 모든 고열 스펙트럼 연소 시나리오에서 플루토늄의 홀수 질량 동위원소만 핵분열하므로 재활용 횟수에 제한이 있다.짝수 질량 동위원소인 플루토늄-240은 열 중성자 스펙트럼 내에서 우라늄-238과 같은 비옥한 물질로 중성자 포획 시 핵분열성 플루토늄-241이 된다. 그러나 짝수 질량 플루토늄-242는 열 스펙트럼 내에서 중성자 포획 단면이 낮을 뿐만 아니라 핵분열성 핵종이 되기 전에 3개의 중성자 포획이 필요하다.를 클릭합니다.[55]

대부분의 열중성자 원자로는 핵 안정성의 이유로 MOX 연료를 총 연료 부하의 절반 이하로 제한해야 하지만, 반면에 고속 중성자 원자로는 모든 동위원소 조성의 플루토늄을 사용할 수 있고 완전히 재생된 플루토늄으로 작동할 수 있다.그리고 빠른 "핵분열" 모드, 즉 연료 사이클에서, 핵분열로 인해 전 세계에 비축되어 있는 사용후 [57]연료의 모든 플루토늄이 제거된다.S-PRISM 개념과 안정염 원자로 개념으로 알려진 현대화된 IFR 설계는 영국에서 플루토늄 비축량을 연소/제거하기 위해 제안된 두 개의 고속 원자로로, 원자로에서 가장 큰 민간 비축 연료 등급/리액터 등급 플루토늄을 생성하는 마그녹스 원자로 선단을 가동함으로써 생산된다.할 [58]수 있습니다.

무기급 핵물질의 "매력 수준"에 대한 Bathke의 방정식, 계산 결과 산출된 성과(Figure of Merit)는 나트륨 고속 증식로가 원하는 증식 저항 수준에 도달할 가능성이 낮은 반면 용융염 증식로는 [59]증식 저항 수준에 도달할 가능성이 높다는 제안을 반환한다.

고속 증식로 사이클, 즉 고속 증식로 모드에서 프랑스 페닉스 원자로는 유일하게 원자로 등급 [60]플루토늄의 다중 재생과 재사용을 보여주었다.가장 잘 알려진 것은 통합형 고속 원자로로 유사한 원자로 개념과 연료 순환은 100억 개의 세계에 전력을 공급하면서 여전히 작은 환경 [61]풋프린트를 유지하면서 현실적으로 "행성 규모의 지속 가능성"을 달성할 수 있는 몇 안 되는 원자로 중 하나로 간주된다.따라서 증식기 모드에서 고속 원자로는 재생 가능 또는 지속 가능한 원자력 에너지의 한 형태로 제안된다.비록 "리액터급" 플루토늄 경제가 만들어지겠지만, 현재 대중적 사고방식으로 확산 가능성에 대한 사회적 혐오와 다양한 논쟁을 되돌리고 있다.

일반적으로 민간 유럽 열원자로에서 발견되는 5.3% 플루토늄 MOX 연료다발은 사용후 핵연료가 되기 전에 33 GWd/t를 발생시킨 초기 연료 집합체의 기존 습식 화학/PUREX 재처리에 의해 생산되며, 열원자로에서 연소될 때 플루토늄 복합물로 구성된 사용후 핵연료를 생성한다.Pu 40

.8%, [56][note 2]Pu 30.6%.

원자로에 들어가기 전에 검사되는 프레쉬핵 연료봉 조립체 다발.

계산 결과 Pu 함량이
25%(0.2kt)[12]까지 증가하면 핵폭발의 에너지 수율이 2배 감소한다.

재처리는 주로 원자로급 플루토늄을 동일하거나 더 발전된 원자로 선단에 재활용하는 형태로 1960년대에 계획되었다.그 당시 우라늄 시장은 붐비고 공급이 빡빡할 것으로 예상되었기 때문에 재활용 연료와 함께 보다 효율적인 고속 증식로는 알려진 제한된 우라늄 공급을 효율적으로 사용하기 위해 즉시 필요한 것으로 보였다.이러한 경제적 이유로 인해 신선한 연료와 신선한 연료에 대한 의존도가 재활용된 연료보다 상업적인 측면에서 더 저렴하게 유지되면서, 시간이 흐르면서, 이것은 덜 시급해졌다.

1977년 카터 행정부는 사용후 핵연료 재처리를 금지했는데, 이는 미국 내에서처럼 핵무기 [62]확산으로 이어질 것이라는 국제적 사례를 만들기 위한 노력의 일환이다.이 결정은 여전히 논란의 여지가 있으며, 많은 미국 물리학자 및 엔지니어는 근본적으로 잘못되었다고 보고 있다. 미국 납세자와 미국 원자로 사업자에 의해 조성된 기금, 취소된 프로그램과 제안된 대안인 유카산 핵폐기물 저장소의 종료에 대한 10억 달러 이상의 투자로 인해 발생한 것이다.새로운 [63][64]대통령들의 의견에 따라 시위, 소송, 그리고 반복된 중단 결정에 관여한다.

사용후 핵연료 저장조에 임시 보관한 후,[65] 일반 원자력 발전소의 사용후 핵연료 집합체 다발은 종종 위에 그림으로 나타낸 8개의 건식 캐스크 저장 용기와 같은 장소에 보관된다.미국에서 평생 동안 440억 킬로와트 시간의 전기를 생산한 Yankee Rowe 원자력 발전소의 전체 사용 후 연료 재고는 16개의 [66]통 안에 들어 있습니다.그들은 현재 지질 저장소 또는 국내/외 재처리 시설로의 선적 결정을 기다리고 있다.

무기 제조의 관점에서 볼 때 '불필요한' 오염물질인
Pu는 반감기가
각각 6500년, 2만4000년으로 Pu보다 빨리 부패하기 때문에 플루토늄 등급의 품질은 시간이 지남에 따라 높아진다(그 사이 총량은 감소하지만).따라서, 물리학자들과 엔지니어들은 수백, 수천 년이 경과함에 따라, 온칼로 사용후 핵연료 저장고와 같은 깊은 지질 저장고를 태우는 대신, 전 세계의 원자로 비행대에서 플루토늄을 "소각"하거나 모두 태울 때까지 재활용하는 것을 지적했다.수세기에서 [67][22][68]수 천년 안에 간단한 PUREX 추출로 핵무기용 무기급 물질을 얻을 수 있는 "플루토늄 광산"이 될 가능성이 있다.

핵 테러 목표물

다음 항목도 참조하십시오.핵 테러

사린과 VX 신경가스 개발에 성공한 옴 진리교는 핵무기를 개발하거나 훔치기 위한 기술적 전문성이 부족했던 것으로 평가된다.비슷하게, 알카에다는 방사능 폐기물과 무기 등급 외의 물질 판매와 관련된 수많은 사기극에 노출되었다.랜드사는 자신들의 거듭된 실패와 사기 경험이 테러리스트들로 하여금 핵 획득이 너무 어렵고 비용이 너무 많이 들어 [69]추구할 가치가 없다고 결론내리게 했다고 주장했다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크

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    .