科

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　1 1

　2003

　 中

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　學(xué)

　研

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　院

　主 主 辦 辦

　謝謝觀賞 謝謝觀賞 內(nèi)

　部

　資

　料

　 科 技 信 息

　2003 年第 1 期 ( 總第 71 期 )

　 2003.03.31

　 目

　次

　朝鮮核計劃概況……………………………………………………………………………… (1) 钚再循環(huán)的擴散問題…………………………………………………………………………(11) 新千年核能的地位……………………………………………………………………………(19) 未來的變化……………………………………………………………………………………(24)

　先進核燃料再循環(huán)技術(shù)的開發(fā)………………………………………………………………(29) 21 世紀(jì)的 Purex 后處理 ……………………………………………………………………(34) 乏燃料的先進水法后處理系統(tǒng)………………………………………………………………(38) 小型反應(yīng)堆的回歸……………………………………………………………………………(41) 日本高放廢物的處置現(xiàn)狀與各國的情況……………………………………………………(44) 芬蘭的電力事業(yè)與第 5 座核電站……………………………………………………………(46) 英國碳稅引入與原子能發(fā)電…………………………………………………………………(49)

　會 議 文 獻·書 刊 簡 介

　核多體問題 2001 ……………………………………………………………………………(54) 硬 X 射線與γ射線探測器物理學(xué)……………………………………………………………(54) 高功率激光與等離子體的相互作用…………………………………………………………(55) 紫外光譜學(xué)與紫外激光………………………………………………………………………(55) 高溫化學(xué)分離…………………………………………………………………………………(56) 催化空氣污染控制……………………………………………………………………………(56) 職業(yè)輻照控制中輻射防護的最優(yōu)化…………………………………………………………(57)

　核 科 學(xué) 技 術(shù) 的 應(yīng) 用

　低水平輻射抑制癌癥發(fā)生……………………………………………………………………(58) 歐洲委員會關(guān)于食品輻照的第一份報告書…………………………………………………(61)

　謝謝觀賞 謝謝觀賞 科

　技

　簡

　訊 日本科技簡訊 6 則……………………………………………………………………………

　(62)

　 1. 硅-28 濃縮到 99.4%……………………………………………………………………………………

　(62) 2. 以 1μm 的分辨率測定細胞內(nèi)的元素…………………………………………………………………(62) 3. 用測量放射線區(qū)分天然放射性物質(zhì)與核燃料物質(zhì) …………………………………………………(62) 4. 日本原子能研究所與法國原子能委員會在 5 項技術(shù)方面進行合作研究 …………………………(63) 5. 日本原子能研究所把指紋認證系統(tǒng)引入高級環(huán)境分析樓 …………………………………………(63) 6. 日本總務(wù)省批準(zhǔn)福島縣的“核燃料稅” ……………………………………………………………(63)

　美國成功澆鑄含 7.5％钚-238 的钚合金錠----為開展核武器部件老化加速實驗………(64) 歐洲議會舉行關(guān)于后處理的聽證會…………………………………………………………(66) 中國的核電站…………………………………………………………………………………(68) 太陽能發(fā)電的現(xiàn)狀與展望……………………………………………………………………(69) 德國風(fēng)力發(fā)電總裝機容量達 1 萬 MW ………………………………………………………(71)

　專

　利

　簡

　訊

　專利簡訊 12 項………………………………………………………………………………(72)

　本期責(zé)任編輯

　謝謝觀賞 朝 鮮 核 計 劃 概 況

　(中國原子能科學(xué)研究院)

　1

　 引言

　自從上世紀(jì) 90 年代初以來，朝鮮的核危機風(fēng)波迭起。2002 年 10 月，朝美相互指責(zé)違背 1994 年簽署的朝-美框架協(xié)議，危機再度升級，且朝方態(tài)度越來越強硬。

　朝鮮，這個不易為外界了解的國家，究竟生產(chǎn)了多少武器級钚？是否已建成并運行了鈾濃縮設(shè)施？是否已經(jīng)擁有核武器？由于朝鮮的核活動十分隱秘，且不少設(shè)施建在地下，針對上述疑問，各國情報部門的推測有點像瞎子摸象，說法不一。

　朝鮮目前究竟已分離了多少數(shù)量武器級钚，各國情報機構(gòu)估計的數(shù)量差異較大。美國情報部門估計，朝鮮從寧邊 5MW(e)堆的乏燃料中已分離出 6～12 kg 武器級钚，足夠供生產(chǎn) 1～2 枚原子彈。韓國情報部門估計，朝鮮可能已分離了 7～22 kg 钚。日本情報部門的估計是 16～24 kg 钚。

　2002 年 10 月，朝鮮官員承認了朝鮮的鈾濃縮計劃，但美國至今尚未找到朝鮮鈾濃縮活動的確切證據(jù)。

　朝鮮是否已經(jīng)擁有核武器？據(jù)前蘇聯(lián)克格勃 1990 年的 1 份報告稱，朝鮮已經(jīng)研制成功第一顆核爆炸裝置，但是美國仍不清楚朝鮮是否真的已經(jīng)擁有核武器。

　在武器運載系統(tǒng)方面，朝鮮擁有較先進的彈道導(dǎo)彈技術(shù)，并已部署了射程為 1 000 km 的導(dǎo)彈。

　本文旨在回顧朝鮮核計劃歷史，敘述朝鮮核材料生產(chǎn)情況和核武器及其運載系統(tǒng)研制進展，并介紹朝鮮在核科技領(lǐng)域研究和核專業(yè)人才培養(yǎng)方面所作的努力。

　2

　 朝鮮核計劃發(fā)展簡史

　早在上世紀(jì) 50 年代初，朝鮮就開始其核研究計劃。上世紀(jì) 60 年代中期，朝鮮在平壤以北 60 公里處的寧邊建立了 1 個具有 10 個研究所的核研究中心，并派遣留學(xué)生到蘇聯(lián)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)核專家。該中心現(xiàn)有研究人員 3000 余人。

　1965 年，由蘇聯(lián)援助的 IRT-2000 研究堆在寧邊建成。1974 年，朝鮮科學(xué)家改進了 IRT-2000 堆，將功率從原來的 2MW 提升到 4MW，1987 年又提升到 8MW，燃料改用 80% 235 U。與此同時，朝鮮加強對核燃料循環(huán)的研究，包括鈾水冶、鈾轉(zhuǎn)化、燃料元件加工和乏燃料后處理等技術(shù)。

　朝鮮的核武器計劃始于上世紀(jì) 80 年代，從那時起，朝鮮的鈾轉(zhuǎn)化與燃料元件生產(chǎn)設(shè)施陸續(xù)投入運行。1980 年，朝鮮開始興建 5MW(e)寧邊 1 號堆，該堆于 1985 年 8 月 14 日達到臨界，1986 年 1 月開始運行。在1986～1994 年運行期間，1989 年停堆 71 天，1990 年停堆 30 天，1991 年停堆 50 天。停堆期間卸料，隨后可能開始了武器級钚的生產(chǎn)。朝鮮的后處理設(shè)施（稱作“放射化學(xué)實驗室”）可能是從 1985 年開始興建的。

　1985 年之前，朝鮮的核武器計劃一直鮮為人知。1985 年以后，美國的間諜衛(wèi)星顯示了寧邊地區(qū) 1 座反應(yīng)堆和 1 座后處理設(shè)施正在建設(shè)的圖像。1989 年，新聞媒介首次披露了朝鮮擁有分離和生產(chǎn)武器級钚的能力。

　朝鮮于 1985 年被迫加入核不擴散條約（NPT），但直到 1992 年才批準(zhǔn)與國際原子能機構(gòu)（IAEA）簽訂保障監(jiān)督協(xié)議。

　1992～1993 年期間，IAEA 對朝鮮的核設(shè)施進行了 6 次視察。按照朝方的申報，1989 年朝鮮只從堆中卸出的破損的乏燃料元件進行了 1 次分離實驗，僅分離出了 90g 钚。而 IAEA 官員的視察結(jié)果表明，朝方自 1989年以后共進行了 4 次后處理。大多數(shù)分析家評估， 朝鮮可能從 5MW(e)堆乏燃料中后處理分離出的钚量的上

　謝謝觀賞 謝謝觀賞 限約為 6.9～10.7kg。

　IAEA 視察員 1993 年獲取的情報表明，朝鮮寧邊的放射化學(xué)實驗室有 2 條后處理生產(chǎn)線，已建成了第 1條生產(chǎn)線，第 2 條生產(chǎn)線已安裝了約 70% 的設(shè)備。該實驗室的一端有乏燃料的接收裝置，另一端有 2 條地下管道，將后處理產(chǎn)生的放射性廢液輸送到東面 300 米處的“500 號”隱蔽建筑物。

　1993 年 2 月，IAEA 總干事長 Blix 提出了對上述 2 個可疑的廢液貯存場所進行專門視察的要求，但在10 天之后被朝鮮方面拒絕。

　1993 年 3 月，朝鮮宣稱要行使退出 NPT 的權(quán)利。1993 年 6 月，朝美談判之后，朝鮮同意“擱置”退出NPT 的說法，但聲稱 IAEA 不再有權(quán)對其實施進行常規(guī)視察和專門視察。經(jīng)過與 IAEA 多次談判之后，朝鮮于 1994 年 3 月同意 IAEA 視察其申報設(shè)施，但隨即又阻撓 IAEA 對寧邊钚分離設(shè)施進行放射性取樣分析。

　1994 年 5 月中旬，朝鮮宣布將對 5MW(e)實驗堆實施停堆換料，從而使危機進一步升級。卸出的 8000根燃料棒中含钚 30kg，一旦分離出來，可用于制造數(shù)枚核彈。朝鮮拒絕 IAEA 提出的視察程序。

　1994 年 6 月 2 日，Blix 致信聯(lián)合國安理會，陳述 IAEA 所面臨的困難。1994 年 6 月 15 日，美國向安理會建議，對朝鮮實施制裁，并向朝鮮施加軍事壓力。

　1994 年 6 月 16～17 日，卡特總統(tǒng)訪問平壤會見金日成主席，使危機得到緩解。金日成同意凍結(jié)朝鮮核計劃，條件是美國恢復(fù)與朝鮮的高層外交談判。談判于 7 月份開始，但因金日成 7 月 9 日突然逝世而中斷。談判于 8 月上旬繼續(xù)，最終達成了 1994 年 8 月 12 日的“協(xié)議聲明”。

　1994 年 10 月 21 日，朝美簽署“框架協(xié)議”。按照該協(xié)議，朝鮮將凍結(jié)其核計劃，包括已有的 5MW(e)堆、在建的 50MW(e)堆和 200MW(e)堆、核燃料元件加工設(shè)施、后處理設(shè)施。作為回報，美國承諾為朝鮮建造 2 座 1 000MW(e)輕水堆核電站。美國還承諾，在輕水堆核電站建成之前促進向朝鮮提供重油，以補償核設(shè)施的凍結(jié)。1995 年 1 月向朝鮮提供了 5 萬 t 重油，同年 10 月運送了 10 萬 t 重油。從 1996 年 10 月起，美國將促進每年提供 50 萬 t，直至第 1 座輕水堆建成。

　美朝框架協(xié)議的實施步伐十分緩慢，2 座輕水堆原定于 2003 年建成，但預(yù)期 2010 年之前不會建成。

　自框架協(xié)議簽署以來，美國面臨著若干問題，包括如何確保每年向朝鮮提供重油所需的資金（油費已從1995 年的 3 000 萬美元/年上漲到現(xiàn)在的 1 億美元/年），也包括朝鮮可疑的秘密核活動和遠程導(dǎo)彈的研制。

　 3

　 朝 鮮核材料生產(chǎn)和核武器研制情況

　3. 1

　核材料生產(chǎn)活動 3. 1. 1

　鈾礦開采 朝鮮的鈾礦資源比較豐富，估計蘊藏量達 2 600 萬 t（礦石），且品位較高，如比較重要的金川鈾礦和平山鈾礦，其礦石的含鈾量達 0.8％。

　各種消息來源披露，朝鮮的鈾礦有接近 20 座（表 1），但絕大多數(shù)鈾礦的規(guī)模與現(xiàn)狀均不清楚。估計正在開采的鈾礦有金川鈾礦、平山鈾礦、順川鈾礦、黃山鈾礦和博川鈾礦，開采的礦石運往鈾水冶廠。

　3.1.2

　 鈾水冶

　外界報道朝鮮擁有 4 座鈾水冶廠，從鈾礦中提取鈾，制成黃餅(或 UO 2 )，再運往鈾轉(zhuǎn)化和燃料元件加工工廠。

　(1) 天摩山鈾水冶設(shè)施

　 該設(shè)施位于平安北道的大館郡天摩山腳下，1989 年投入運行。整個設(shè)施建在天摩山（海拔 1116m）的山洞里，設(shè)施周圍 10km 之內(nèi)無人居住。

　表 1

　 朝鮮鈾礦情況

　謝謝觀賞 鈾礦名 所在地 發(fā)現(xiàn)時間 礦石去向 備

　注 鐵山鈾礦 平安北道的鐵山郡 1947 年

　 博川鈾礦 平安北道的博川郡

　 朝鮮主要鈾礦之一 球場鈾礦 平安北道的球場郡

　 已生產(chǎn)鈾礦石 黃山鈾礦 平安南道

　平山的南川化學(xué)聯(lián)合企業(yè)

　順川鈾礦 平安南道的順川市

　平山的南川化學(xué)聯(lián)合企業(yè) 博川水冶廠 該礦山開采的礦石稱為 2 號礦石 茂山鈾礦 咸鏡北道的茂山郡

　羅津鈾礦 咸鏡北道的羅先直轄市 1961 年

　朝鮮老礦山 先鋒鈾礦 咸鏡北道的先鋒郡 1992 年

　先鋒郡現(xiàn)為羅先直轄市 一個區(qū) 咸興鈾礦 咸鏡南道的咸興市 1964 年

　約有 400 萬 t 鈾礦石 興南鈾礦 咸鏡南道的咸興市

　新浦鈾礦 咸鏡南道的親浦市

　 1994 年開采 金川鈾礦 黃山北道的金川郡

　平山的南川化學(xué)聯(lián)合企業(yè) 稱為 3 號礦石(0.8%U) 平山鈾礦 黃海北道的平山郡 上世紀(jì) 50 年代 平山的南川化學(xué)聯(lián)合企業(yè) 稱為 3 號礦石(0.8%U) 海金剛礦 江原道的高城郡 1964 年

　約有 400 萬 t 鈾礦石 惠山鈾礦 兩江道的惠山市

　博川水冶廠 1992 年被泄露 渭原鈾礦 慈江道的渭原郡

　 2002 年報道

　 該設(shè)施有 535 名工作人員，其中管理人員 100 名，技術(shù)人員 35 名，從事危險和有毒勞動的是 400 名政治犯，還有大約 16 名技術(shù)人員從事地下作業(yè)。

　 據(jù) 1 名叛逃者介紹，該設(shè)施稱作“天摩山發(fā)電廠”，但實際上是 1 座生產(chǎn)黃餅的鈾水冶地下設(shè)施，該設(shè)施的廢氣由金昌里地下秘密核設(shè)施排出。

　朝鮮于 1983 年就計劃在天摩山建設(shè) 1 個核生產(chǎn)基地，并于同年開始挖掘隧道。1984 年開始大規(guī)模建設(shè)。朝鮮對外界宣稱，正在建設(shè) 1 座發(fā)電廠，且電廠需要 1 條地下水道穿透天摩山。但實際上正在挖掘的隧道就是核材料生產(chǎn)場所。隧道的建設(shè)于 1986 年完工，1987 年初開始安裝設(shè)備，1989 年底開始生產(chǎn)黃餅，鈾礦石可能來自順川鈾礦和平山鈾礦，由朝鮮人民軍的 1 個運輸團負責(zé)礦石運輸，使用 30 輛蘇制 5t 卡車。

　從設(shè)施入口到生產(chǎn)場地需經(jīng)過 3 道鋼制保安門。從第 3 道保安門向右拐大約 600m，設(shè)有約 10 個工作間：

�、� 業(yè)務(wù)室：更衣室，工作人員更換防護服，這里也是休息室。

　② 1 號礦石場：設(shè)有各種設(shè)備和槽罐，用于鈾的分離、濃縮。該室大小為 50m×60m。

�、� 2 號礦石場：設(shè)有各種設(shè)備和槽罐，用于進一步加工來自 1 號礦石場的料液。該室大小為 50m×60m。

　④ 干燥室：干燥來自 2 號礦石場的鈾料液。該室大小為：20m×20m×20m。

　⑤ 1、2、3、4 號熔煉室：放置熔煉設(shè)備，每室大小為 20m×20m×20m，墻面用 20mm 厚鋁板復(fù)面。

�、� 包裝室：將精制鈾產(chǎn)品裝入氣密容器。該室大小為 20m×20m×4m，墻面用 20mm 厚鋁板復(fù)面。

�、� 成品倉庫：該室大小為 30m×20m×4m。

　從產(chǎn)品儲存庫往右約 100m 處是另 1 條隧道，隧道內(nèi) 20m 處是 1 個地下核廢物處置區(qū)，該區(qū)大小為 100m×50m×5m，墻面用 5mm 厚鋁板復(fù)面。

　謝謝觀賞 謝謝觀賞 該設(shè)施外面設(shè)有直升飛機起降平臺，并有兩道崗哨控制入口。

　該設(shè)施有 1 位主任和 3 位分別負責(zé)行政、總務(wù)與技術(shù)的副主任，還有 1 名技術(shù)總管。主任和技術(shù)總管是朝鮮人民軍陸軍上校，負責(zé)行政和總務(wù)的副主任是陸軍中校，技術(shù)副主任則是少校。技術(shù)總管管理全部技術(shù)人員。該施設(shè)有 7 個科（生產(chǎn)科、技術(shù)科、計劃科、業(yè)務(wù)科、勞動安全科、設(shè)備材料科、總務(wù)科）。

　在設(shè)施內(nèi)工作的軍方人員都是帶家屬的年齡超過 40 歲的人，不穿軍裝。

　2002 年 10 月，朝鮮承認有鈾濃縮計劃，天摩山設(shè)施被懷疑是 1 個可能的鈾濃縮計劃的場址。

　(2)

　龜城鈾水冶設(shè)施 該設(shè)施位于平安北道的龜城市，1989 年建成。曾有報道說這是 1 座鈾轉(zhuǎn)化設(shè)施，但實際上該設(shè)施以鈾礦為原料，生產(chǎn)黃餅或 UO 2 。1991 年 8 月報道該設(shè)施的處理能力為 300kg(礦石)/d。

　(3) 博川鈾水冶設(shè)施 （4 4 月企業(yè)所）

　該設(shè)施位于平安北道的博川郡，原先加工石墨、磷酸鹽和其它制品，1982 年轉(zhuǎn)為生產(chǎn)鈾濃縮物，鈾礦石主要來自金川鈾礦和黃山鈾礦。

　 根據(jù) 1 名叛逃者的證詞，這里生產(chǎn)的鈾產(chǎn)品送到“8 月企業(yè)所”（即寧邊核燃料元件加工廠），進行鈾轉(zhuǎn)化與燃料加工。

　 該設(shè)施的生產(chǎn)能力為 210t(U)/a，有報道說，該設(shè)施于 1992 年關(guān)閉。1992 年 4 月，朝鮮原子能工業(yè)部的1 位官員在新聞發(fā)布會上稱，朝鮮正在平山郡和博川郡運行著鈾水冶設(shè)施。

　(4)

　平山鈾水冶設(shè)施（南川化學(xué)聯(lián)合企業(yè)所）

　該設(shè)施位于黃海北道的平山郡平和里，1991 年 6 月投入運行（但也有報道說投產(chǎn)時間為 1990 年）。該設(shè)施有員工 1 500 名，1999 年鈾礦石處理能力為 20 萬 t/a，黃餅生產(chǎn)能為 290 t/a。鈾礦石來自平山和金川的鈾礦。

　3.1.3

　鈾轉(zhuǎn)化與核燃料元件加工

　朝鮮的鈾轉(zhuǎn)化與燃料元件加工工廠從上世紀(jì) 80 年代初開始建設(shè)。1983 年，在平安北道的寧邊核研究中心內(nèi)建成了寧邊核燃料加工中試廠，設(shè)計規(guī)模為 15t(U)/a，采用朝鮮本國技術(shù)。5MW(e)寧邊 1 號堆的首爐燃料系該廠生產(chǎn)。由于遇到了無法克服的技術(shù)困難，該廠被迫于 1986 年關(guān)閉。

　 在關(guān)閉寧邊核燃料元件加工中試廠的同時，朝鮮在蘇聯(lián)的技術(shù)援助下，從 1986 年開始建設(shè)寧邊核燃料元件加工廠（又名 8 月企業(yè)所）。該廠生產(chǎn)能力為 200～300t(U)/a，于 1987 年初投入運行。

　寧邊核燃料元件加工廠有鈾轉(zhuǎn)化能力，將黃餅轉(zhuǎn)化成 UO 2 �？梢陨�產(chǎn) Mg-Al 包殼（用于 5MW(e)堆）和Mg-Zr 包殼的 MAGNOX 燃料棒。1992～1993 年，該廠生產(chǎn)能力達到 100t(U)/a，按每根燃料棒 6.25kg(U)計，燃料棒生產(chǎn)能力為 16000 根/a。1994 年，5MW(e)寧邊 1 號堆卸出的 8000 根燃料棒就是該廠生產(chǎn)的。根據(jù) 1994年朝美框架協(xié)議，該廠運行已被凍結(jié)。

　3.1.4

　 反應(yīng)堆

　朝鮮研究堆與動力堆發(fā)展的基本情況如表 2 所示。在上世紀(jì) 80 年代之前，朝鮮的反應(yīng)堆并無生產(chǎn)可觀量武器級钚的能力。80 年代以后，朝鮮開始啟動核武器計劃，IRT-2000 堆和 5MW(e)寧邊 1 號堆是生產(chǎn)武器級钚的關(guān)鍵設(shè)施。

　(1)

　IRT- - 2000 0 研究堆

　該堆是蘇聯(lián)援建的研究堆，是一種用輕水慢化和冷卻的游泳池式反應(yīng)堆。該堆于 1962 年動工興建，1965年建成。原設(shè)計功率為 2MW(t)，燃料為 10%低濃鈾（LEU）。經(jīng)朝鮮專家改進，1974 年功率提升到 4MW(t)，1987 年功率提升到 8MW(t)，燃料改用 80%高濃鈾（HEU），該堆于 1978 年起接受 IAEA 保障監(jiān)督。

　表 2

　朝鮮研究堆與動力堆基本情況

　謝謝觀賞 堆名/所在地 堆型與功率 興建時間 達到臨界時間 備 注 平壤 次臨界裝置

　 教學(xué)用 (金日成大學(xué)內(nèi))

　 寧邊 臨界裝置 0.1MW(t)

　上世紀(jì) 60 年代 同位素生產(chǎn) (寧邊核研究中心)

　 IRT-2000 堆 游泳池式

　1965 年 秘密生產(chǎn)钚 (寧邊核研究中心) 原設(shè)計:2MW(t),10%LEU

　 現(xiàn)運行功率:8MW(t),80%HEU

　寧邊 1 號堆 石墨氣冷堆,天然鈾 1980 年 1985 年 秘密生產(chǎn)钚 (寧邊核研究中心 5 MW(e),

　20～30 MW(t)

　 已停止運行 核物理研究所)

　 寧邊 2 號堆 石墨氣冷堆,

　50MW(e) 1984 年

　已停止建設(shè) (寧邊核研究中心)

　 泰川核電站(秦川) 石墨氣冷堆,

　200MW(e) 1989 年

　已停止建設(shè) 新浦 輕水堆,

　2×1 000MW(e) 1997 年

　 1992 年，朝鮮向 IAEA 視察員承認，朝鮮 1975 年在寧邊同位素生產(chǎn)實驗室中從 IRT-2000 堆乏燃料中分離提取了 300mg 钚。但有關(guān)專家推測，朝鮮多年來可能從該堆乏燃料中提取的最大钚量為 4kg 左右。

　(2)

　5MW(e) ) 寧邊 邊 1 1 號堆

　該堆是 1 座石墨氣冷堆，采用英國已解密的 MAGNOX 型氣冷堆技術(shù)，以天然鈾為燃料。該堆于 1979～1980 年動工興建，1985 年 8 月 14 日達到臨界，1986 年 1 月投入運行。該堆可能是目前朝鮮生產(chǎn)武器級钚的主要設(shè)施。

　在 1986～1994 年的運行期中，1989 年該堆停堆換料 71 天，足以卸出所有乏燃料進行后處理。1990 年和 1991 年，該堆又分別停堆 30 天和 50 天，也許這 2 次停堆沒有全部更換整個堆芯的燃料。根據(jù) IAEA 視察員的監(jiān)測結(jié)果，朝鮮對上述 3 次停堆卸出的乏燃料幾乎都進行了后處理，估計獲得的钚量為 6.9～10.7kg。加上 IRT-2000 研究堆生產(chǎn)的 4kg 钚，朝鮮擁有足夠制造 2 顆原子彈的武器級钚。

　1994 年 5～6 月，朝鮮宣布再次對該堆實施停堆換料，卸出乏燃料棒 8 000 根，且拒絕 IAEA 視察，從而使危機升級。從這些乏燃料中可分離出 30kg 钚（作者注：每根乏燃料中含有 6.25kg 鈾，假定乏燃料燃耗為 600MWd/t(U)，則乏燃料中钚含量為 0.6kg(Pu)/t(U)）。

　(3)

　50MW(e) ) 寧邊 邊 2 2 號堆

　該堆是 1 座石墨氣冷堆，采用英國 MAGNOX 型或法國 G-2 型氣冷堆技術(shù)，設(shè)計功率為 50MW(e)，約200 MW(t)。該堆于 1985～1986 年開始興建，原計劃于 1995 年建成，按照 1994 年朝美框架協(xié)議，該堆的建設(shè)已被凍結(jié)。該堆的產(chǎn)钚能力估計為 55kg/a。

　(4)

　200MW(e) ) 泰川核電站

　該堆是 1 座石墨氣冷堆，采用法國 G-2 型氣冷堆技術(shù)，設(shè)計功率為 200MW(e)，約 800MW(t)。該堆于1989 年動工興建，原定于 1996 年建成。按照 1994 年朝美框架協(xié)議，該堆的建設(shè)工程也已停止。該堆的產(chǎn)钚能力估計為 210kg/a。

　3.1.5

　后處理

　 朝鮮進行乏燃料后處理的設(shè)施可能有 3 處，即寧邊核研究中心放射化學(xué)研究所內(nèi)的熱室、同位素生產(chǎn)實

　謝謝觀賞 謝謝觀賞 驗室和所謂“放射化學(xué)實驗室”（又稱“12 月企業(yè)所”）。

　根據(jù) 1959 年簽署的朝-蘇和平利用核能協(xié)議，蘇聯(lián)專家在放射化學(xué)研究所內(nèi)建設(shè)了 20 個手套箱和 20 個熱室。據(jù)前蘇聯(lián)原子能部官員 Georgiy Kaurov 介紹，該設(shè)施可操作的放射性水平較高,可以從輻照燃料元件中提取核素。該設(shè)施可能是朝鮮秘密提取钚的主要場所。

　同位素生產(chǎn)實驗室是 1965 年由蘇聯(lián)援助建立的，擁有 7 個熱室和若干手套箱。1992 年，朝鮮人員對 IAEA視察員說，1975 年曾在該實驗室從 IRT-2000 研究堆乏燃料中提取出了 300mg 钚。但后來又從向 IAEA 的初始申報中刪除了這一信息。該實驗室不在框架協(xié)議范圍內(nèi)。

　朝鮮將位于寧邊的后處理設(shè)施稱作“放射化學(xué)實驗室”，該設(shè)施可能于 1985 年開始興建。1992 年，主廠房和輔助廠房的建設(shè)基本完成。原計劃 1995 年完工。設(shè)施主工藝廠房長約 180 米，寬 20 米，高約 6 層樓。

　1992 年 5 月，朝鮮向 IAEA 遞交的初始申報材料中稱，該設(shè)施用于培訓(xùn)從事钚分離和廢物處理工作的核專家。但 IAEA 通過 1992 年的視察活動斷定，這是 1 座后處理設(shè)施。1993 年，IAEA 視察員發(fā)現(xiàn)，朝鮮正在準(zhǔn)備在該廠房內(nèi)安裝第 2 條后處理生產(chǎn)線。IAEA 視察員當(dāng)時估計，該設(shè)施 70%左右的設(shè)備已經(jīng)安裝完畢。后處理設(shè)施的主工藝廠房1層設(shè)置6個后處理熱室，2層設(shè)置3個取樣熱室。估計該設(shè)施的后處理能力為200～250t/a（MAGNOX 型乏燃料），钚生產(chǎn)能力為 100kg/a，其規(guī)模僅次于美國漢福特 Purex 后處理廠。廠房的入口有乏燃料接收設(shè)施，廠房下面有 2 條地下管線，將廢水輸送到廠房以東 300 米處的廢水貯存設(shè)施（稱作“500號樓”）。按照 1994 年簽署的朝美框架協(xié)議，該設(shè)施的運行被凍結(jié)。

　3.1.6

　 鈾濃縮 上世紀(jì) 90 年代末，美國情報機構(gòu)獲悉，朝鮮正在試圖從俄羅斯購買大宗量的高強度鋁，這是一種用于制造鈾彈的分離 HEU(高濃鈾)設(shè)備的重要材料。美國情報機構(gòu)還發(fā)現(xiàn)，在朝鮮和巴基斯坦的易貨貿(mào)易中，巴基斯坦向朝鮮出口的設(shè)備中可能包括了可以生產(chǎn)武器級鈾的氣體離心機，而朝鮮則向巴基斯坦出口可以攜帶核彈頭的中程導(dǎo)彈。另外，美國情報官員發(fā)現(xiàn)朝鮮正在建設(shè)一些似乎與鈾濃縮有關(guān)的設(shè)施。于是，美國情報部門斷定，朝鮮正在建設(shè)鈾濃縮設(shè)施。

　2000 年 3 月，克林頓總統(tǒng)通知國會，說他無法證明朝鮮不在試圖獲得用于制造核彈的濃縮鈾。

　2002 年 10 月 16 日，布什行政當(dāng)局宣布，朝鮮已在本月初的談判中承認了其鈾濃縮計劃。

　但是，根據(jù)現(xiàn)有的情報，尚無法評論朝鮮鈾濃縮計劃的進展情況，盡管人們猜測朝鮮可能會采用巴基斯坦提供的氣體離心機進行鈾濃縮活動，但目前無法知道鈾濃縮設(shè)施是否已建成，也不知道鈾濃縮設(shè)施的建設(shè)地點。

　2002 年 10 月，美國指出了朝鮮進行鈾濃縮活動的 3 個可疑場所，即位于滋江道熙川市的 Hagap 地下設(shè)施，位于兩江道離中朝邊境 20 公里的嶺底里設(shè)施和位于平壤附近的朝鮮科學(xué)院激光研究所。但一些情報來源顯示，還有一些設(shè)施也可能是朝鮮進行鈾濃縮活動的可疑場所（表 3）。

　3.2

　 核武器與運載系統(tǒng)研制

　盡管朝鮮政府已承認了其鈾濃縮計劃，但相信朝鮮的鈾濃縮計劃仍處于初級階段，不大可能擁有鈾彈。

　由于朝鮮在 1994 年前已分離出了 7～24kg 钚 （我們認為 11～15kg 的說法更有依據(jù)），美國情報部門強烈認為朝鮮可能已經(jīng)擁有 1～2 枚钚彈，盡管至今尚未找到確切證據(jù)，除非朝鮮政府自己公開宣布。

　俄羅斯和美國的情報機構(gòu)獲悉，朝鮮在核武器制造技術(shù)方面已取得顯著進展。1990 年，蘇聯(lián)克格勃向蘇共中央委員會報告了朝鮮的核計劃，報告稱朝鮮已在寧邊核研究中心完成了第 1 顆核爆炸裝置的研制。為了躲避國際探測，朝鮮政府決定不做核爆炸試驗。1993 年 7 月和 12 月，期刊《Nucleonics》和 NBC 新聞分別報道，朝鮮顯然在 1993 年之前就已將后處理分離出的钚從钚溶液轉(zhuǎn)化成金屬钚，這是核彈最終組裝之前的最后一步。

　謝謝觀賞

　表 3

　朝鮮用于鈾濃縮活動的可能場所

　名

　 稱 地

　 點 可

　能

　功

　能 可

　能

　點 HAGAP 地下核設(shè)施 滋江道熙川市 HEU 生產(chǎn)，后處理及钚儲存，高強度爆炸試驗 1989 年發(fā)現(xiàn)巨大挖掘工程，功能不明 嶺底里地下核設(shè)施 兩江道金亨稷郡嶺底里 HEU 生產(chǎn)，導(dǎo)彈基地 90 年代中期開始挖掘，2002 年 10月之前被確定為導(dǎo)彈基地 科學(xué)院激光研究所 平壤市恩情區(qū)域科學(xué) 2 洞 激光研究，激光分離鈾同位素 朝鮮正在發(fā)展激光同位素分離技術(shù) 博川地下核設(shè)施 平安北道博川郡 HEU 生產(chǎn)，后處理及钚貯存 60 年代中期奧、法曾提供過核設(shè)施 泰川地下核設(shè)施 平安北道泰川郡天溪里 HEU 生產(chǎn)，后處理及钚貯存，可能也是 1 個高能炸藥試驗場 場址周圍有 3

　000

　V 高壓線，重兵把守，1998 年測得土壤樣品中 235 U濃度比天然鈾高 10 倍 天摩山鈾水冶設(shè)施 平安北道大館郡 黃餅生產(chǎn)（確實），HEU 生產(chǎn) 大規(guī)模地下設(shè)施

　 . 蘇聯(lián)解體之后，俄羅斯境內(nèi)核設(shè)施的安全保衛(wèi)措施很差。1994 年 6 月，美國聯(lián)邦調(diào)查局局長警告說，俄羅斯犯罪集團可能已經(jīng)有能力盜竊核武器、核武器部件或武器級核材料。朝鮮情報機構(gòu)和軍方人士與蘇聯(lián)克格勃和蘇/俄軍方人士之間關(guān)系密切，朝鮮可能已招募了蘇/俄導(dǎo)彈專家和核彈設(shè)計專家。1994 年 1 月，俄羅斯軍方官員證實了俄核子與導(dǎo)彈科學(xué)家在朝鮮的存在。

　朝鮮正在積極發(fā)展可以攜帶核彈頭的運載系統(tǒng)，其彈道導(dǎo)彈技術(shù)主要來源于蘇式飛毛腿-B 導(dǎo)彈。在上世紀(jì) 70 年代，朝鮮從埃及獲得了飛毛腿導(dǎo)彈，在蘇聯(lián)的幫助下，朝鮮對飛毛腿導(dǎo)彈進行了大量改進（包括射程與打擊精度）。利用出口導(dǎo)彈獲得的大量資金，朝鮮已經(jīng)研制并部署了飛毛腿-B 導(dǎo)彈（射程 320～340km, 載荷 1 000kg）、飛毛腿-C 導(dǎo)彈（射程 500km，載荷 700kg）和勞動（No Dong）型 導(dǎo)彈（射程 1 000km,載荷700～1 000kg）, 打擊目標(biāo)覆蓋韓國和部分日本領(lǐng)土。

　1994 年 3 月，美國情報部門指出，朝鮮正在研制 2種射程更長的大浦洞（Taepo Dong）彈道導(dǎo)彈，其第 1 階段的射程將達到包括沖繩在內(nèi)的全部日本，第 2 階段的射程將達到美國西太平洋地區(qū)以及阿拉斯加和夏威夷，第 3 階段的射程將達到美國本土。1998 年 8 月31 日，朝鮮試射大浦洞-1 型，盡管第 3 級火箭未能將載荷運抵軌道，但表明朝鮮正在加快其發(fā)展洲際導(dǎo)彈的研制計劃。

　朝鮮是向發(fā)展中國家出口導(dǎo)彈的主要國家，其導(dǎo)彈向伊朗、敘利亞、巴基斯坦、利比亞出口。埃及可能也進口過朝鮮的某些導(dǎo)彈系統(tǒng)。據(jù)報道，伊朗和巴基斯坦的導(dǎo)彈技術(shù)與裝備很大程度上依賴于朝鮮。

　上述情況導(dǎo)致克林頓行政當(dāng)局推動與朝鮮就其導(dǎo)彈計劃展開新 1 輪談判。在 1999 年 3 月和 2000 年 7 月的 2 輪談判中，朝鮮要求美國每年向朝鮮提供 10 億美元援助，以換取朝鮮不出口導(dǎo)彈的承諾。美國拒絕朝方要求，但同意取消美國對朝鮮的經(jīng)濟制裁。1999 年 9 月，美-朝在柏林達成協(xié)議，朝方同意推遲導(dǎo)彈試驗計劃，美方同意取消經(jīng)濟制裁。

　4

　 朝鮮核研究機構(gòu)與大學(xué)教育狀況

　為了實現(xiàn)核計劃，朝鮮政府十分重視核科技的研究開發(fā)與人才培養(yǎng)。早在上世紀(jì) 60 年代，朝鮮就在平

　謝謝觀賞 謝謝觀賞 壤以北的寧邊建設(shè)核研究基地。在 1991 年 12 月蘇聯(lián)解體之前的幾 10 年里，朝鮮核科學(xué)家一直在蘇聯(lián)接受培訓(xùn)，據(jù)說至今仍有俄羅斯核科學(xué)家在朝鮮工作。

　4.1

　核研究機構(gòu)

　朝鮮最主要的核研究機構(gòu)是寧邊核研究中心，它與原子能委員會、平壤原子能研究院和同位素應(yīng)用委員會同屬朝鮮原子能工業(yè)總局領(lǐng)導(dǎo)。

　上世紀(jì) 50 年代末，朝鮮與蘇聯(lián)簽署了 2 項原子能合作協(xié)議。按照協(xié)議，蘇聯(lián)幫助朝鮮建立寧邊核研究中心。該中心位于平壤以北 60km，占地面積 890 萬 m 2 ，有大約 390 座建筑物，共有員工 3000 余人。中心下設(shè) 10 個研究所, 即原子能研究所、同位素生產(chǎn)加工研究所、中子物理研究所、核電子學(xué)研究所、核材料研究所、核物理研究所、輻射防護研究所、放射化學(xué)研究所、反應(yīng)堆設(shè)計研究所、鈾資源開發(fā)研究所。

　該中心于 1961 年開始動工興建，1964 年建成。蘇聯(lián)專家負責(zé)中心的建設(shè)與開始運行，啟動費為 5 億美元（1962 年美元）。1965 年，蘇聯(lián)援助的 IRT-2000 研究堆在該中心建成，自那時起，該中心在朝鮮核科技研究發(fā)展中一直起著主要作用。下面簡單介紹幾個研究所的情況。

　(1)

　原子能研究所

　該所始建于 1952 年 12 月，當(dāng)時隸屬于科學(xué)院，是朝鮮最早的核研究所。上世紀(jì) 60 年代初搬遷至寧邊核研究中心，該所下設(shè) 3 個分部。1987 年，MGC-20 回旋加速器在該所的萬景臺區(qū)域內(nèi)開始建設(shè)，1990 年完工，主要用于核物理研究，并制備醫(yī)用同位素。

　(2)

　同位素生產(chǎn)實驗室

　該實驗室于 1965 年建成，現(xiàn)有 7 個熱室和若干手套箱，目前的場址可能是后來建立的。該實驗室的功能是研究生產(chǎn)農(nóng)用和醫(yī)用放射性同位素。1992 年，朝鮮人員對 IAEA 視察員說，1975 年曾在該實驗室提取出了 IRT-2000 研究堆乏燃料中的 300mg 钚。該實驗室的運行未被 1994 年朝美框架協(xié)議凍結(jié)。

　(3)

　核物理研究所

　該所建于 1964 年，并于 1982 年擴建和重組。蘇聯(lián)援建的 IRT-2000 研究堆屬于該所。該所從事核反應(yīng)堆物理與技術(shù)、核燃料與核材料的研究。寧邊核研究中心的幾座反應(yīng)堆的運行均由該所負責(zé)。

　(4)

　放射化學(xué)研究所

　該所于 1956 年成立，主要從事核燃料加工與后處理研究。根據(jù) 1959 年簽署的朝-蘇和平利用核能協(xié)議，蘇聯(lián)專家在該所建設(shè)了 20 個手套箱和 20 個熱室。

　被稱作“放射化學(xué)實驗室”的后處理設(shè)施由該所管轄。

　4.2

　大學(xué)教育

　朝鮮的大學(xué)教育十分注重培養(yǎng)核科技人才，一些名牌大學(xué)均設(shè)置有核專業(yè)課程，表 4 列舉了朝鮮設(shè)置核專業(yè)課程的主要大學(xué)基本情況。下面重點介紹幾所大學(xué)情況。

　(1) 金日成大學(xué)

　 建于 1946 年的金日成大學(xué)是朝鮮最著名的大學(xué)。自從 1956 年以來，該校一直從事核領(lǐng)域的研究與人才培養(yǎng)。上世紀(jì) 50 年代末，該校開設(shè)反應(yīng)堆工程專業(yè)，并開始向蘇聯(lián)杜布納聯(lián)合核子研究所派學(xué)生接受培訓(xùn)。1973 年開設(shè)核物理專業(yè)。該校還有 1 個原子能研究所，所內(nèi)建有一套次臨界裝置。據(jù) 1981 年報道說，該校建成了若干研究設(shè)施，用于研究核電子學(xué)、固體物理、材料、電子顯微鏡和Χ射線譜儀。同年，化學(xué)系開設(shè)放射化學(xué)課程，工程研究所開設(shè)核工程課程。據(jù)說該校還建有熱室。

　從 1981 年起，該校原子能系每年的畢業(yè)生估計為 1 000 名左右，其中 100 名為核物理專業(yè)畢業(yè)生。這些畢業(yè)生被分配到寧邊核研究中心或位于博川的一些核設(shè)施工作。.

　謝謝觀賞 表 表 4

　朝鮮設(shè)置核專業(yè)課程的大學(xué)情況

　校 名 建校時間 規(guī)

　模 核專業(yè)及核活動 金日成大學(xué) 1946 年 10 月 2 個學(xué)部，13 個系，50 個專業(yè)，10 個研究所，50 個實驗室， 12 000 名學(xué)生，1 200 名教授與研究人員，圖書館藏書 200萬冊，1 個體育館，1 個博物館，1 個出版社，1 座醫(yī)院 反應(yīng)堆工程、核物理、放射化學(xué), 擁有次臨界裝置、熱室等 金策工業(yè)綜合大學(xué) 1948 年創(chuàng)建時為平壤工業(yè)大學(xué)，1951年朝鮮戰(zhàn)爭期間改為金策工業(yè)大學(xué),

　1988 年改為現(xiàn)名

　18 個系，80 個專業(yè)，10 個研究所，1 個研究生院，54 個實驗室，10 000 名學(xué)生，2 000名教員，圖書館藏書 60 萬冊 反應(yīng)堆、核電子、核燃料、核工程 咸興化學(xué)工業(yè)大學(xué) 1947 年創(chuàng)建時為興南技術(shù)學(xué)院，1954年改為現(xiàn)名，1959 年遷至咸興 7 個系，46 個專業(yè)，5 000 名學(xué)生，4 個研究所 后處理 平城理科大學(xué) 1967 年 5 個系（核物理、生物、數(shù)學(xué)、化學(xué)、電子工程）, 1 500～ 1 600 名學(xué)生，6 年制，培養(yǎng)高級專門人才 核物理、核冶金 核物理大學(xué) 80 年代 1 500 名學(xué)生 反應(yīng)堆、核燃料制備、后處理等 江界國防大學(xué)

　1994 年報道該校有 1 個物理系,從事核研究 核工程、火箭 國防大學(xué)核工系 1963 年

　核工程(培訓(xùn)軍事專家)

　 . (2)

　金策工業(yè)綜合大學(xué)

　該校在 1948 年建校時名為平壤工業(yè)大學(xué)，1951 年改名為金策工業(yè)大學(xué)，1988 年改為現(xiàn)名。

　1981～1993 年進行了大規(guī)模建造，學(xué)校規(guī)模擴大 1 倍，占地 40 萬 m 2 。該校的核專業(yè)培養(yǎng)反應(yīng)堆、核電子、核燃料和核工程方面的人才，畢業(yè)生分配到寧邊核研究中心或博川的核設(shè)施工作。

　(3)

　咸興化學(xué)工業(yè)大學(xué)

　該校是朝鮮最早的理工科大學(xué)，1947 年建校時稱作興南技術(shù)學(xué)院，1954 年改為現(xiàn)名，1959 年學(xué)校遷至咸興。該校除了培養(yǎng)一般化工業(yè)專業(yè)人才之外，還培養(yǎng)核燃料后處理方面的技術(shù)人才。

　5

　 小結(jié)

　(1) 從上世紀(jì) 80 年代開始，朝鮮積極推進其核武器計劃。為了生產(chǎn)用于核爆炸裝置的武器級钚，朝鮮已經(jīng)完成了包括鈾礦開采、鈾水冶、鈾轉(zhuǎn)化、核燃料元件加工、反應(yīng)堆輻照和乏燃料后處理等所有環(huán)節(jié)的研究和開發(fā)。并建成了相應(yīng)的核設(shè)施，形成了一定的生產(chǎn)能力。

　(2) 朝鮮的 5MW(e)堆于 1989 年、1990 年和 1991 年進行了 3 次停堆換料。據(jù) IAEA 視察員的監(jiān)測結(jié)果表明，這幾次卸出的乏燃料都進行了后處理，分離出的武器級钚量估計為 6.9～10.7kg，加上 IRT-2000 研究

　謝謝觀賞 謝謝觀賞 堆乏燃料中可能已提取出約 4kg 钚，朝鮮已分離出的武器級钚約為 11～15kg。

　(3) 根據(jù)各國情報部門對朝鮮核彈研制水平的分析，可以推測朝鮮可能已經(jīng)擁有 1～2 枚钚彈，但迄今尚無確切證據(jù)。

　(4) 盡管朝鮮已于 2002 年 10 月承認了其鈾濃縮計劃，但估計朝鮮的鈾濃縮計劃仍然處于初級階段，目前還談不上擁有鈾彈。

　(5) 朝鮮已經(jīng)掌握了比較先進的彈道導(dǎo)彈技術(shù)，導(dǎo)彈射程已達 1000km，而且還在積極發(fā)展遠程導(dǎo)彈技術(shù)。

　(6) 幾十年來，朝鮮在核科技研究開發(fā)和核專業(yè)人才培養(yǎng)方面投入很大，為朝鮮發(fā)展核計劃奠定了堅實基礎(chǔ)。僅金日成大學(xué) 1 所學(xué)校，每年就向各核研究機構(gòu)和核設(shè)施輸送近 1000 名核專業(yè)畢業(yè)生。

　主要參考文獻：

　[1]

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　S.LaMontagne, North Korea’s Nuclear Program: An Assessment of U.S. Options, Non-Proliferation Project Issue Brief, 2(10), Oct. 2002. [3]

　DPRK Nuclear Weapons Program, http://www.fas.org/nuke/guide/dprk/nuke/index.html [4]

　Carnegie Analysis: Ten Questions on North Korea’s Uranium Enrichment Program, http://www.ceip.org/files/nonprolif/templates/article.asp?NewsID=3871 [5]

　Global Security Org., Nuclear Weapons Program,

　http://www.globalsecurity.org/wmd/world/dprk/nuke.htm [6]

　Center for Nonproliferation Studies at the Monterey Institute of International Studies, (1)

　North Korea: Mining, Milling, Conversion and Fabrication Facilities. (2)

　North Korea: Reactors, Assemblies and Reprocessing Facilities. (3)

　North Korea: Suspected Uranium Enrichment Sites. (4)

　North Korea: Nuclear Research and Development Facilities. http://www.nti.org/

　 钚再循環(huán)的擴散問題

　謝謝觀賞 B. 皮 勞 德

　摘要 要: 分離钚或乏燃料中的钚，其擴散風(fēng)險究竟有多大？是否應(yīng)對因堆型不同、燃耗不同而同位素組成不同的各種钚一視同仁？為了钚的核查，是否應(yīng)像對濃縮鈾一樣，將钚分為不同類別？本文將評述核武器和核爆炸裝置中钚利用所涉及的問題，以便實際有效地實施核材料的區(qū)域和國際核查。如能通過消除與钚相關(guān)的殘余風(fēng)險而防止擴散，則钚的再循環(huán)將給核能的可持續(xù)發(fā)展帶來極大好處。在钚循環(huán)之前，從輕水堆卸出乏燃料中的堆級钚難以用于組裝核爆炸裝置，實際上也根本不可能。所以，為了更好地反映不同的擴散風(fēng)險并實施相應(yīng)的核查活動，核材料安全與不擴散核查體系應(yīng)該將钚按不同的燃料類型及相應(yīng)的同位素組成進行分類。作者建議將钚分為 3 類。

　1

　 钚是核能可持續(xù)發(fā)展的資源

　乏燃料通過后處理可得到分離钚。當(dāng)將钚重新給核電站裝料，則可進一步獲得能量。所以，钚的再循環(huán)對充分利用能源有意義。但是，有些人擔(dān)心钚的擴散，他們主張禁止钚的再循環(huán)。

　钚的再循環(huán)是一種成熟技術(shù)，具有極其良好的工藝、安全與環(huán)境記錄，且钚循環(huán)的每個環(huán)節(jié)均是如此，包括后處理、混合氧化物(MOX)燃料元件制備以及在核電站中的使用。然而，天然鈾的價格會影響钚的再循環(huán)，使之與其它方案（如乏燃料的無限期地表貯存或乏燃料地質(zhì)處置）相比不具有經(jīng)濟優(yōu)勢。

　盡管短期內(nèi)的低鈾價格使得經(jīng)濟因素成了钚再循環(huán)的“瓶頸”，但钚再循環(huán)作為一種實用的工業(yè)和技術(shù)方案應(yīng)該予以保留，以期在將來,大規(guī)模開發(fā)乏燃料中钚的能量。要使核能的可持續(xù)發(fā)展成為現(xiàn)實，后處理和MOX 燃料制備技術(shù)必不可少。

　除了經(jīng)濟因素之外，一些國家基于不擴散考慮反對钚的再循環(huán)。這種情況可追溯到 1977 年 4 月，卡特總統(tǒng)為在不擴散方面樹立一個好的國際榜樣，作出了廢除后處理的決定。美國政府在其后的正式聲明中重申了這一觀點：“1993 年 9 月，在克林頓政府的政策聲明中，重申了不擴散目標(biāo)與對民用后處理及钚在核電中使用之間的關(guān)聯(lián)。正如美國政府在 20 世紀(jì) 70 年代末所強調(diào)的，……美國并不鼓勵钚的民用，美國自己也不為核電或核爆炸目的而從事钚的后處理。” 最近,似乎出現(xiàn)了與美國政府正式立場相反的聲音。2001 年 5 月布什總統(tǒng)宣布的能源計劃中，從將來能源需求出發(fā)，放開了钚再循環(huán)的方案：“美國應(yīng)當(dāng)考慮與具有高度發(fā)達燃料循環(huán)技術(shù)并具有良好合作記錄的國際伙伴進行合作，開發(fā)更潔凈、更高效、更少廢物和更防擴散的后處理和燃料處理技術(shù)。……為此，美國將繼續(xù)不鼓勵世界范圍內(nèi)分離钚的積累。” 布什行政當(dāng)局于 2002 年初又進一步宣布，從美國核武器拆卸下來的钚將轉(zhuǎn)換成 MOX 燃料供核電站使用。這一決定可能與美國國家科學(xué)院國際安全與軍控委員會的一個討論會上的臨時性發(fā)現(xiàn)有關(guān)，該討論會得出結(jié)論，钚以 MOX 燃料形式在反應(yīng)堆輻照后再進行處置，這種在堆中一次通過式的燃料循環(huán)方式，可以使钚達到乏燃料標(biāo)準(zhǔn)，這將比別的處置方案更有效地抵御偷盜或擴散。選擇這一方案后,將停止高放廢物固定化并地下埋藏的處置方案。

　幾十年來, 钚在許多歐洲國家的民用實踐已有力地顯示了其技術(shù)上的成功，并為更好地利用地球上的鈾資源而開發(fā)更有效率的核燃料循環(huán)技術(shù)鋪平了道路。钚再循環(huán)的支持者重視普遍的不擴散目標(biāo)，他們也堅信，钚再循環(huán)能夠滿足這些防擴散目標(biāo)。

　2

　 钚的同位素組成及其核爆炸適用性

　在實驗室和工程方面，钚在核能民用中均有正面記載。在適當(dāng)條件下，钚可以安全地使用, 不會導(dǎo)致環(huán)境污染。當(dāng)然，钚的毒性延續(xù)時間很長，需要長期安全處置。然而更重要的是，對許多人而言, 钚被廣泛地

　謝謝觀賞 謝謝觀賞 認為是一種擴散威脅。

　钚確實是讓試圖制造核爆炸裝置的國家或恐怖集團感興趣的一種材料。現(xiàn)在，核材料的安全保障問題肯定必須在所有層面上（國家、區(qū)域或國際）予以優(yōu)先考慮。然而，在設(shè)計實質(zhì)性的、具有合理費效比的核查體系時，必須考慮一些新的因素：（1）目前貯存的民用乏燃料的存量非常大，而高燃耗燃料中的未分離钚幾乎不能再考慮直接使用。更多的關(guān)注在于，民用乏燃料中有相當(dāng)一部分的燃耗很低，從武器使用角度看，其中所含钚的質(zhì)量很好。這種低燃耗乏燃料理應(yīng)受到核查機構(gòu)更多的重視;（2）分離钚的存量在增加。正如布什總統(tǒng)暗示的，當(dāng)今的問題不是后處理，而是后處理導(dǎo)致的分離钚的積累。從設(shè)想的擴散風(fēng)險考慮，后處理帶來的唯一問題是，钚以 MOX 燃料形式在核電站中的循環(huán)能力不足。

　這些新的因素要求密切注視各種來源钚及其钚同位素組成的擴散風(fēng)險。具有不同同位素組成的钚用于核爆炸裝置的適用性，傳統(tǒng)上均以钚-240 的含量來確定，如表 1 所示。

　表 1

　不同等級的钚用于核爆炸目的的適用性 钚的等級 钚-240 含量/% 適用性 超級（SG）

　<3 最優(yōu)質(zhì) 武器級（WG）

　3~7 標(biāo)準(zhǔn)材料 燃料級（FG）

　7~18 實用 堆級（RG）

　18~30 似可用 MOX 級 >30 不實用

　這些定義已廣泛地被科學(xué)界和武器設(shè)計者所采用。那么，究竟什么是各種等級钚用于核爆炸目的的適用性呢？基于現(xiàn)有資料來源，考慮了物理與工程因素，得出了如表 1 最后一欄的評述，現(xiàn)概述如下：

　(1)

　武器級钚：

�。簩儆谝子谑褂玫臉�(biāo)準(zhǔn)材料，其當(dāng)量高、輻射水平低、釋熱率低。超級钚更好。

　(2) 燃料級钚：

�。褐钡� 20 世紀(jì) 70 年代，堆級钚的定義起始于 7% 钚-240, 從而包括了后來被稱為燃料級的钚。在當(dāng)時，沒有人對燃料級钚的武器用途感興趣，因為其輻射水平和釋熱率較高。由于疏忽，質(zhì)量劣于武器級的钚均被定義堆級钚。有些人為了強調(diào)來自商用動力堆钚的風(fēng)險，經(jīng)常有意或無意地混淆堆級钚的定義。

　為了證明堆級钚適合于核爆炸目的，有人幾次提及美國早期進行的一次核試驗。1977 年和 1994 年，美國能源部宣稱，美國于 1962 年用英國提供的堆級钚進行了一次核爆炸。此事引發(fā)了兩國政府間激烈的私下爭論。在 1962 年之前，英國卡爾德豪爾和查佩爾克羅斯 2 座核電站是在很低燃耗下運行，不可能產(chǎn)生現(xiàn)在定義下的堆級钚。美國能源部 1994 年宣布的消息明顯起了誤導(dǎo)作用。事實上 1962 年核試驗用的是燃料級钚，其钚-240 含量較低，估計在 12%左右。

　按照核武器的嚴格定義，核爆炸裝置必須易于操作、易于貯存并具有預(yù)定的效果。燃料級钚并不具備“武器計劃”所需的品質(zhì)。當(dāng)然，只要具備足夠的核爆炸技術(shù)，燃料級钚可能作為潛在的擴散源，用以制造威力巨大的核爆炸裝置，即使其當(dāng)量較難預(yù)測。

　(3)

　堆級钚：

　：1945 年以來，全世界已進行了 2000 多次核試驗，無一使用钚-240 大于 18%的堆級钚，無一使用輕水堆產(chǎn)生的钚。盡管堆級钚在原理上可以用來制造粗糙的核爆炸裝置，然而在實際上存在大量困難。在使用這一定義時，我們應(yīng)當(dāng)說明堆型：運行在不同燃耗水平下的氣冷堆和重水堆，所產(chǎn)生的钚的同位素組成也不同，其中經(jīng)常會有些钚落在燃料級范圍內(nèi)。

　 ( ( 4) MOX X 級钚：

�。翰捎幂p水堆乏燃料分離出來的钚，制成 MOX 燃料后再回到輕水堆燃燒所產(chǎn)生的乏燃料中的钚，即屬于 MOX 級。換句話說，這種钚來自钚再循環(huán)。MOX 級钚的钚-240 含量很高。此外，钚-238

　謝謝觀賞 含量也高達 2%，甚至更高。由于其高輻射和高釋熱，加工處理過程極其困難。

　法國科學(xué)家兼工程師 R.多特雷曾擔(dān)任過法國原子能局要職，也是法國核武器計劃的關(guān)鍵人物。他對 MOX燃料有如下的評述：“MOX 帶來更多好處：這種钚不適于制造核武器。所以，如果你愿意，則可在 MOX 乏燃料冷卻之后將其埋藏，且處置庫的安全保障問題也將被簡化。”如上所述，美國國家科學(xué)院國際安全與軍控委員會的討論也已得出了一個正面的結(jié)論，即 MOX 級钚可以抵御盜竊與擴散。

　(5)

　武器可用钚：

�。哼@是美國為了全面否定钚而常用的另一種表述方式：所有同位素組成的钚，钚-238 含量大于 80%者除外，均屬于同一級別，均注定可用于武器。

　3

　 堆級钚用于核爆炸的可用 性( ( 同位素組成因 素) )

　钚的品質(zhì)在核武器和核爆炸裝置的制造中起著核心作用。盡管燃料級钚不能用于實際的核武器中，但1962 年的核試驗已證明了將其用于核爆炸的可用性，這一點并無爭議。另一方面，一些專家似乎也認知 MOX級钚不能用于核爆炸目的。所以,爭論的焦點集中在钚-240 含量為 18%～30％的堆級钚：這種钚是否像某些人宣稱的那樣很容易用于核爆炸，或僅是在想象中、在理論上可用于核爆炸而已？ 乏燃料中的钚同位素依次為钚-239、钚-240 和钚-241。钚-238 的含量一般很低，但當(dāng)燃耗超過 30MWd/kg時，钚-238 的含量便顯著上升，并造成麻煩。表 2 列出了钚的各種同位素的基本特性。

　表 2

　钚同位素特征 同位素 钚-238 钚-239 钚-240 钚-241 钚-242 半衰期/...

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