日本武器级钚存储量(武器级钚产量),新营销网红网本栏目通过数据整理汇集了日本武器级钚存储量(武器级钚产量)相关信息,下面一起看看。

  军事三体军事情报观察第2307号(headlineNo。三体军事原创,未经授权禁止转载)

  核反应堆并不是一个陌生的词。这个装置也是军事领域尖端军事技术的代表。自从20世纪60年代世界上第一座沸水反应堆投入运行以来,这种能产生巨大能量的装置就进入了我们的日常生活。其工作原理主要基于爱因斯坦著名的质能方程,将失去的质量转化为能量。也就是说,核反应方程前的粒子总质量大于核反应后的粒子总质量。虽然质量亏损非常非常小,但是后面还有光速的平方,所以这是一个巨大的能量值。当失去的质量转化为能量时。按照一个铀-235裂变的情况,可以释放200兆电子伏的能量,1g以上的铀-235裂变释放的能量相当于燃烧3吨高纯煤释放的能量。

  注:文殊快中子增殖反应堆:通过《美日原子能合作协定》和国际合作,日本的钚储量一直在增加,并利用文殊快堆建立了钚提取和利用计划。

  描述:核反应堆内部

  可以看出,核反应堆的效率明显高于火力发电厂,但核反应堆的类型有很多种,可以根据不同的情况分为不同的程度或级别。目前,我们听到最多的是轻水反应堆、压水堆、重水堆等。如大亚湾核电站1、2号压水堆,秦山第二核电站压水堆,秦山第三核电站重水堆。事实上,轻水反应堆和重水反应堆是根据核反应堆冷却剂和慢化剂的类型来分类的,包括石墨反应堆。朝鲜宁边的5 MW反应堆属于石墨慢化反应堆,而轻水反应堆又可分为压水堆和沸水堆。除了轻水、重水和石墨反应堆,液态金属冷却反应堆还可以根据冷却剂和慢化剂进行扩展。著名的阿尔法级攻击核潜艇的设计方案明确指出了以液态金属钠为冷却剂的液态金属冷却剂反应堆。如果按照中子的能量对核反应堆进行分类,可以分为快中子反应堆、热中子反应堆等。基本上音程点都是0.1兆电子伏和1兆电子伏。

  正是快中子反应堆的出现,大大提高了铀资源的利用率。然而,一些国家,如日本,已经开始通过建造快中子反应堆来研发核武器。说起日本的核武器制造能力,几乎所有人都认为日本拥有制造核弹的工业基础。唯一的问题是日本什么时候能造出核弹。其实核武器的设计和工作原理都是非常透明的,并不是绝密内容。对于日本来说,制造工艺没有大问题,关键在于核材料的获取。目前,制造核武器最常用的原料是铀-235和钚-239。此前有消息透露,美国要求日本归还331公斤武器级钚,可制造约40至50枚核弹。

  图:日本主要核电站和核废料处理中心

  图注:武器级钚可制造核弹。

  图例:钚239核材料

  日本这个岛国除了火山和地震什么都缺,所以发展核武器的难度受限于核燃料。日本还有铀资源,但总量很少。据保守估计,大约有1000吨。据外界统计,日本铀储量约6000吨,包括天然铀和贫铀,钚约50吨。如果把这些钚全部用来制造核弹头,至少有7000枚以上,浓缩铀储备就更多了。日本于1954年启动核计划,第一座商业核电站于1966年投入运行。现在日本有50多台核电机组,每年钚产量在5吨左右。钚受到日本的高度重视。青森县六所村有一处著名的核燃料再处理设施。如果将这个核废料再处理设施提取的钚全部用于制造核弹头,每年生产的核弹头数量甚至可以达到三位数。除了钚,日本还投入大量财力发展铀产品,武器级浓缩铀需要达到90%以上。日本早就有浓缩铀的技术,比如它是可以用来制造浓缩铀的原料之一。

  图说:日本福岛核电站事故

  日本拥有大量核电站机组。虽然福岛核电站事故对日本的核发展影响很大,但这仍然没有阻止日本获得钚的决心。全球民用钚存量约250吨,日本约50吨,而且这个数字还在增加。日本的核燃料制造策略是通过后处理技术提取所需的钚,方便进口更多的铀,对乏燃料中的钚和未被充分利用的铀进行后处理,虽然这些只是反应堆级的。

  快中子反应堆是日本钚储备的最重要贡献者。首先要知道核裂变反应的过程。核裂变反应是一个重核吸收一个中子,然后产生两个轻核。这个过程可以伴随着大量的能量释放。铀235被慢中子轰击时可以释放出两个中子,这些中子会继续引起裂变反应,这就是链式反应。中子参与反应中的裂变反应物是U-235和Pu-239,这是两种非常重要的核燃料。自然界只有U-235,而Pu-239只能通过核反应获得。如果我们能够大力发展铀235核燃料的反应堆,就可以生产更多的钚239。日本拥有相当数量的压水堆,需要与钠冷快中子反应堆合作,使核废料得到再利用,生产钚239。头条“三体军事原创”未经授权禁止转载。

  描述:日本柏崎刈羽核电站

  为了生产更多的钚-239,它需要经过一个快中子反应堆。那么什么是快中子反应堆呢?事实上,快中子反应堆的燃料是钚239和铀238,其中钚239是裂变燃料,铀238是增殖燃料。当快速中子轰击钚239的原子核时,裂变反应开始。一个钚239原子核不仅能产生维持链式反应的中子数,还能“过剩”中子数。这些中子被铀238捕获,从而形成钚239。更神奇的是。从基本技术特性来看,快堆的热效率高于压水堆。

  ,快堆的堆芯出口温度可以达到500摄氏度以上,压水堆在300摄氏度左右,压水堆的冷却剂和慢化剂为水,快堆的冷却剂为钠。头条号三体军事原创,未经授权禁止转载。

  快堆的最大特点是消耗了裂变燃料,如铀235和钚239,核反应后又产生出更多的钚239,为什么会这样呢?其实真正被消耗的是铀238,铀238在天然铀中含量达到99%以上,这些铀238吸收中子后就变成了钚239,从民用核燃料的利用上看,快中子堆解决了核废料的处理难题,同时也使得我们利用裂变性核原料的基数呈指数倍增加,大量的铀238被利用起来;从核武器的制造上看,钚239是可以用来制造核弹的,边发电边增量,何乐而不为!

  图注:全日本核电机组全部运转起来后,乏燃料的数量是相当可观的,其中至少存在1000吨以上的铀,作为核反应堆的“残渣”,乏燃料其实并不“渣”,其中存在铀235和铀238,还有钚的同位素以及多种裂变反应后产生的元素,比如铯等

  从1961年开始,日本在快堆研制上的步伐就明显加快,要知道日本的第一座核反应堆原型堆JDPR示范也是在1963年投入使用,日本第一台商业性质的核电机组在1966年运行,为160兆电子伏的气冷堆,进入90年代后,日本直接去澳大利亚找铀矿,并进一步在对乏燃料进行再处理,从中提取出铀和钚,当前日本的快堆实验主要基于常阳实验堆和文殊堆。常阳堆为100兆瓦级,其定位为快速中子辐射堆;文殊堆于1994年建成,热功率700兆瓦,这一个很神奇的示范快堆,1995年就发生了钠泄露,之后停堆14年,并在2010年重新启动,但是又马上发生了中继装置坠落,再次停堆。日本之所以非常器重这两个快堆,原因在于其能够产生武器级的钚,也可以认为这个是超级钚,其不仅能用于造核弹头,还可以用于核弹头的小型化。

  使用钚热发电是日本曾经发展核电的设想之一,其主要在轻水堆中发展,背景在于快堆实验的出现了问题,其中就有文殊堆的问题。在这一设想下,福岛第一核电站第三机组就是使用钚热发电,为钚的混合氧化物,当福岛第一核电站1号至4号机组报销之后,钚燃料的问题就显得比较严重,同时也造成了日本核电机组减少至51台,但日本核电的装机容量仍然是全球第三。头条号三体军事原创,未经授权禁止转载。

  图注:福岛第一核电站第三机组就是使用钚热发电,为钚的混合氧化物,当福岛第一核电站1号至4号机组报销之后,钚燃料的问题就显得比较严重,同时也造成了日本核电机组减少至51台,但日本核电的装机容量仍然是全球第三

  日本的核武能力除了在中子快堆上有所体现外,其乏燃料的再处理工厂是一个更大的核燃料来源。全日本核电机组全部运转起来后,乏燃料的数量是相当可观的,其中至少存在1000吨以上的铀,作为核反应堆的“残渣”,乏燃料其实并不“渣”,其中存在铀235和铀238,还有钚的同位素以及多种裂变反应后产生的元素,比如铯等,其中钚239也有一定的含量,日本不仅消耗全日本核反应堆产生的乏燃料,还从英法等国吸收乏燃料,将英法的乏燃料运到本国进行再处理,其中青森县六所村的再处理工厂可年处理能力超过800吨,1999完成乏燃料和再处理仓库的建造。通过美日原子能合作协议和国际间的合作,日本的钚储备量一直在增加,并利用文殊快堆建立起钚的提取利用计划。

  图注:日本常阳堆在1977年首次临界

  长期以来日本的核电发展上给予了极大的投入,并形成了一整套的研究体系,在下一个10年内,日本还将发展先进沸水堆、先进压水堆以及快中子反应堆,尤其是在快中子反应堆的开发上是日本核计划最主要的发展方向,在2020年代至2030年代将实现快中子反应堆的商业化的示范性应用,后续将建成商业化的快堆机组。

  常阳堆在1977年首次临界,后续的文殊堆的加入使得日本在快中子反应堆的研究上有了进步,此外日本在乏燃料的存储和再处理上也是大手笔,六所村再处理与陆奥存储工厂是再处理、乏燃料存储的关键之处,保守估计陆奥存储工厂能吸收大约5000吨以上的乏燃料,六所村的再处理与乏燃料存储综合设施的储量更加惊人,乏燃料的存储能力可破万吨,日本在核弹头的开发上缺少的仅仅是时间。头条号三体军事原创,未经授权禁止转载。

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