對於一個國家或尋求核武器的恐怖分子來說,製造核武器最容易的途徑或許是從名義上和平的研究堆燃料中提取足夠數量的武器級高濃縮鈾(HEU),這種小型反應堆在包括許多缺乏大型核電站的國家在內的數十個國家執行。已故的曼哈頓計劃物理學家路易斯·阿爾瓦雷茨認為,即使是高中生“也很有可能僅僅透過將一半材料掉到另一半材料上就能引發高當量爆炸”。 這就是為什麼美國大約半個世紀前啟動了一項計劃,逐步從這些設施中消除這種危險燃料。 然而,現在,令人震驚地逆轉的是,美國能源部實際上正在增加那種致命情景的可能性,即為一個新的研究堆提供足夠製造大量核武庫的武器級鈾。
這種危險並非僅僅是假設。 1990年,伊拉克總統薩達姆·侯賽因秘密下令啟動一項速成計劃,從其外國提供的研究堆燃料中提取高濃縮鈾來製造原子彈——在他入侵鄰國科威特之後——但幸運的是,聯合國干預驅逐了他的軍隊,並在陰謀得逞之前中斷了它。
為了防止這種嚴重風險,自20世紀70年代以來,美國政府牽頭開展了一項國際合作,透過替換低濃縮鈾(LEU)燃料來消除研究堆中的高濃縮鈾,低濃縮鈾燃料是核電站中使用的那種,不適用於核武器。(低濃縮鈾的鏈式反應同位素鈾-235的濃縮度低於20%,使其不適用於核武器,而研究堆中的高濃縮鈾燃料的濃縮度通常為93%,與美國核武器中的相同。) 美國主導的計劃已經幫助遏制了核擴散並防止了核恐怖主義,改造了美國和國外的71座反應堆,使其燃料從高濃縮鈾改為低濃縮鈾,甚至包括僅包含一公斤高濃縮鈾的微型反應堆。 自20世紀70年代以來,美國沒有建造過高濃縮鈾燃料的民用反應堆,自20世紀90年代以來,也沒有其他國家這樣做。
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然而,拜登政府打算違反這項防擴散政策,向一傢俬營實驗性研究堆提供超過600公斤的武器級鈾——足以製造數十件核武器——該反應堆將主要由美國政府資助。 如果該專案繼續進行,其他國家也將堅持違反該政策,拒絕接受雙重標準。 無論他們是從美國進口高濃縮鈾,從俄羅斯購買,還是建造自己的濃縮工廠,核擴散和恐怖主義的風險都將再次增長。
美國政府正在為熔鹽氯化物反應堆實驗(MCRE)的建設成本1.13億美元提供9000萬美元的資金,該實驗旨在研究商業版本的潛力,即熔鹽氯化物快堆。 雖然目前尚不存在此類核電站,但理論上它們將使用液態燃料環路——溶解在熱鹽中的鈾——既維持裂變反應又輸送產生的熱量。 倡導者聲稱,使用液態燃料而不是目前所有核電站中使用的固態燃料,將是更有效地為工業用途生產電力和熱量的方式。 這並非完全是新概念。 在20世紀60年代,橡樹嶺國家實驗室也嘗試過類似的熔鹽反應堆實驗,但基本上失敗了——部分原因是鹽、高溫和輻射的腐蝕性組合——並且留下了一個特別令人討厭的放射性廢物問題,這個問題仍然存在。 六十年後,能源部已決定錯上加錯。
MCRE的技術調整是利用“快”(高能)中子,而不是美國所有核電站和20世紀60年代的實驗中使用的“熱”(低能)中子。 快中子有助於一些在反應堆中產生的放射性人造元素的裂變,因此可以稍微減少產生的核廢料的長期放射性。 但是,快中子誘發鈾-235裂變的能力要差得多,而鈾-235對於驅動反應堆的鏈式反應至關重要。 因此,燃料需要更高比例的這種同位素,這意味著鈾-235的濃縮度要高於核電站中通常使用的4%濃縮低濃縮鈾。
然而,諸如擬議的MCRE之類的熔鹽快堆並不需要高濃縮鈾。 這一事實是無可爭議的,因為拜登政府及其私營合作伙伴都承認,商業版本(如果建成)將使用低濃縮鈾燃料。
因此,如果該反應堆可以使用低濃縮鈾燃料,那麼拜登政府為何要資助一個將違反美國防擴散政策的高濃縮鈾版本呢?
簡單的答案是,政府已將成本置於國家安全之上。 能源部官員在最近的信函中承認,對MCRE使用低濃縮鈾燃料“完全符合”美國的防擴散政策,即“避免在新民用反應堆或其他民用用途中使用武器可用核材料,除非該用途支援美國重要的國家目標”。 儘管如此,拜登政府還是決定使用高濃縮鈾,“以保持實驗堆的規模較小”並減少放射性廢物。
具有諷刺意味的是,其他國家也提出了相同的論點,以遊說他們自己使用高濃縮鈾,但美國政府半個世紀以來一直拒絕此類請求,強調不擴散值得額外的費用,並且美國言行一致。 長期以來,美國避免雙重標準的政策對於贏得外國合作至關重要。 可悲的是,拜登政府現在正在轉變為“只許州官放火,不許百姓點燈”的政策——這幾乎肯定會失敗。
今年早些時候,美國專家——包括核管理委員會的三位前任委員和負責防擴散的三位前任助理國務卿——警告能源部官員,他們的計劃“將破壞美國長期以來的高濃縮鈾最小化政策,從而增加核擴散和核恐怖主義的風險”,敦促他們轉而“暫停MCRE的進一步工作,直到貴部門的核能辦公室開發出替代的低濃縮鈾設計”。
上次目光短淺的美國官員計劃建造一座高濃縮鈾燃料研究堆是在20世紀90年代初,“對在反應堆堆芯中使用高濃縮鈾的反對導致總統比爾·克林頓取消了該專案”。 唯一的問題是,喬·拜登是否會再次展現出這樣的美國領導力,或者徒勞地破壞世界上最成功的核不擴散計劃之一。
這是一篇觀點和分析文章,作者或作者表達的觀點不一定代表 大眾科學的觀點。
