近日,美國政府向日本方面正式提出,要求日本在《日美核能協定》的框架下,減少其核燃料金屬“鈈”的擁有數量。美方提出這一要求的根據是“保持核不擴散機制”,而鈈金屬的同位素之一,鈈-239正是核武器的實戰裝藥。
另據日本媒體報導稱,日本目前已經積累了47噸鈈,換算成核武器裝藥的話,能夠製造6000枚核彈頭……但事實真的如此嗎?
當然,鈈-239的確可以製造核彈,於長崎爆炸的“胖子”原子彈的核心就是6.4千克的高純度武器級鈈-239,而日本目前用於發電的,以鈾為核燃料的反應堆,也的確能從“乏燃料”中分離出鈈-239。
但問題在於,“乏燃料”中所含有的鈈,不單純是鈈-239,確切來說是鈈-238、鈈-239、鈈240乃至鈈-242等多種同位素,以及其它雜質的混合體,單論鈈金屬的純度都未超過武器級界限。
因此,日本對“乏燃料”的應用,目前也就局限在用鈈金屬與貧化鈾組成MOX燃料,再用於商業發電。
提起MOX,一般人可能對它知之甚少,但事實上,造成有史以來最嚴重事故的福島第一核電站所使用的燃料,就正是MOX。
因此,在福島核事故之後,隨着日本核設施的封存和停機,MOX燃料的消耗就開始逐步降低,庫存量因此迅速上升到近50噸。當然,其中絕大多數鈈都存留在海外,日本國內目前只儲存了不到10噸的乏燃料鈈。
而日本有沒有能力將這些“失去商業價值”的乏燃料鈈應用於核武器呢?答案也是否定的。
事實上,專用於核武器的鈈-239並不能從普通的鈾燃料反應堆中抽取,其製造應由專門的“熱中子擴散增殖反應堆”來進行,而該反應堆的製造難度遠較常規核反應堆要大得多,甚至被歸類在“核武器技術”當中。而被嚴格限制的日本,則毫無疑問不可能具備這項技術。
那麼,“乏燃料鈈”為什麼不能和鈈-239一樣,用於核武器的製造呢?這是因為鈈-239是所有鈈的同位素中,自發中子性能最穩定的分支,單單是鈈-240的自發中子概率就要比鈈-239大十萬倍,這意味着鈈-240若提純之後,其放射中子的行為是完全不可控的。
眾所周知,中子撞擊原子核,原子核裂變放出能量和中子依次循環的過程被稱為“鏈式反應”,是所有核武器的根本原理。而在核武器中,人類用各種原理來控制中子的放射過程,這一過程又被稱為核扳機。但是,核扳機存在的意義是核材料放射中子的行為處於可控狀態。
那麼,倘若日本用鈈-239和鈈-240的混合物製造一枚核武器,那麼這枚核武器將是完全不可控的,它既不會因為人類啟動核扳機裝置而爆炸,也不會因為不啟動核扳機就不爆炸。換言之,爆炸全看心情。
那麼,現有技術是否能將鈈-239和其它同位素分離呢?由於鈈的化合物沸點極高,所以像鈾那樣使用氣體擴散,或是離心濃縮提純都是不可能的,唯一有可能“套用”的技術,就是美國於上個世紀80年代趨近實用的激光照射法。
但隨着冷戰結束,濃縮鈾的需求量直線下降,激光照射提純法也就此銷聲匿跡,從未真正投入實際生產。綜上所述,日本保有的五十噸“乏燃料鈈”實際上就是沒有核威脅的商用核廢料。