编者按：1月18日，来自65个国家的 дипломаты 将在日内瓦联合国裁军谈判会议上尝试就一项条约达成一致意见，该条约将阻止生产用于核武器的钚和高浓缩铀。 切断用于武器的裂变材料的生产可以为不可逆转地减少所有核武器奠定基础。
在下面的文章中，普林斯顿大学的亚历山大·格拉泽、齐亚·米安和弗兰克·冯·希佩尔，他们都隶属于国际裂变材料专家小组，提出了裂变材料禁产条约的基本支柱，如何核实对此类条约的遵守情况，以及谁应该为此买单。 我们希望听到您的意见，这可能有助于为正在进行的关于该条约应包含哪些内容以及如何运作的讨论提供信息，并帮助我们进一步完善这篇文章；请使用本页末尾的评论功能。
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条约应该只适用于未来生产的用于武器的裂变材料，还是应该尝试涵盖已经存在但未分配给武器的大量未受保障的裂变材料库存？
对于不再需要的核武器中的裂变材料应该怎么做？
对裂变材料的控制和检查应该平等地适用于所有国家，还是应该区别对待核武器国家，即使是对于他们的民用核材料？
谁应该为核实条约遵守情况的检查付费？
已经有条约限制了美国和俄罗斯可以准备在导弹和轰炸机上发射的核弹头数量。 2009年开始的谈判可能会进一步降低每个国家的上限，降至每个国家部署的武器少于1,675件。 另外，英国和法国已分别将其核武库削减至约200枚和300枚弹头。 中国拥有相似的数量，以色列约有100枚。 但是，目前尚无任何协议可以有效地阻止一个国家生产更多用于武器的核材料。 实际上，印度、巴基斯坦和朝鲜正在增加其武器库存。 世界需要一项可核查的条约，以帮助限制核武器的累积，并在世界各地实现不可逆转的削减。
2009年5月，联合国裁军谈判会议同意就一项禁止生产用于核武器的裂变材料的国际条约举行会谈，该条约通常被称为裂变材料禁产条约。 裂变材料——实际上是钚和高浓缩铀——是维持核爆炸中裂变链式反应的关键成分。
与会者希望于今年春天开始的会谈早就应该进行了。 早在1950年代初期就首次提出了结束为武器目的生产裂变材料的想法，但由于冷战，进展停滞了几十年。 1993年，联合国大会毫无异议地同意应该就此类条约进行谈判，但是由于就此类条约应涵盖的内容，对联合国裁军谈判会议优先事项的差异以及乔治·W·布什政府对军备控制的怀疑而引起的长期争端，导致谈判被推迟。 奥巴马总统2009年4月在布拉格的演讲帮助重新打开了取得进展的大门。 他宣布，作为“迈向无核武器世界的具体步骤之一”，他的政府“将寻求一项新的条约，以可核查的方式结束旨在用于国家核武器的裂变材料的生产。”
一项禁产条约将使前五个核武器国家的暂停生产成为不可逆转的，并结束其他国家的生产。 它将加强无核武器国家采取集体行动应对挑战的决心，例如朝鲜和伊朗目前正在提出的挑战。 它将为所有国家提供更多理由，坚持要求武器国家减少其武器级材料的库存。 至少，这些国家可以声明，武器以外的现有库存永远不会用于武器。 巴基斯坦已经发出了这一呼吁，因为印度拥有大量的分离钚库存； 尽管其中90％计划用作其钚增殖反应堆的启动燃料，但所有钚都可以用于武器。
为了帮助为联合国裁军谈判会议的谈判提供信息，我们在此提出裂变材料禁产条约（FMCT）应要求的内容以及如何核实遵守情况，并考虑监测是否负担得起。
不再有炸弹材料
核武器中最常见的裂变材料是钚和同位素铀-235（HEU）高度浓缩的铀。 大约一公斤的材料——在广岛和长崎炸弹中裂变的量——释放的能量相当于约18,000吨化学烈性炸药的爆炸能量。 国际原子能机构（IAEA）将“重要数量”的裂变材料定义为制造长崎型第一代内爆型炸弹所需的量，包括生产损失。 重要数量是八公斤钚和25公斤HEU中包含的U-235。 美国已解密，四公斤钚足以制造现代核爆炸装置。
据我们所知，前五个核武器国家——美国、俄罗斯、英国、法国和中国——都在冷战结束前或不久后停止生产用于武器的裂变材料。 但是他们尚未正式确定各自的暂停生产，并且不存在现场核查安排。 印度和巴基斯坦是当今主要的累积国家。 巴基斯坦正在大力投资新的生产设施，以努力在其与印度的核军备竞赛中保持同步。 以色列继续在其迪莫纳运营其拥有50年历史的钚生产反应堆，最有可能补充用于提高其武器威力的氚（氚的半衰期为12年）。 朝鲜已暂停生产，但声称已于2009年重新开始。
条约的要点
撰写本文的我们三人参与了国际裂变材料专家小组（IPFM），这是一个成立于2006年的跨国工作组，汇集了来自多个国家的独立分析师和专家。 11月，该小组发布了《2009年全球裂变材料报告：核裁军之路》，该报告提出了FMCT及其核查的方法，联合国裁军谈判会议正在其1月份的谈判中考虑该方法。 其中包括条约的基本支柱，这些支柱已提交给外交官和非政府专家，并正在被各国政府研究。 基本规定是
1. 每个缔约国承诺不生产、获取或转移用于核武器或其他核爆炸装置的裂变材料。
2. 每个缔约国承诺立即禁用和退役，并在可行的情况下拆除其裂变材料生产设施，或重新配置这些设施，仅用于和平或军事非爆炸目的。
3. 每个缔约国承诺不将以下裂变材料用于核武器或其他核爆炸装置：其民用核部门的裂变材料，或宣布为所有军事目的多余的裂变材料，或声明用于军事反应堆的裂变材料。
4. 每个缔约国承诺，任何减少其核武器库存的行为都将导致声明从这些武器中回收的裂变材料为武器目的多余的。
5. 每个缔约国承诺接受国际原子能机构的保障监督，以核实这些义务。
库存大幅削减
如果这些规定获得通过，将产生深远的影响。 裂变材料库存巨大。 例如，武器国家中大约一半的分离钚不是为军事目的生产的，而是可用于武器的。 宣布其为民用并将其提交给国际原子能机构的保障监督将大大减少人们对其可能被用于武器的担忧。 实际上，我们被权威人士告知，如果印度的大量动力堆钚库存（足够约1,000枚弹头）被宣布为民用并置于国际原子能机构的保障监督之下，巴基斯坦对印度的担忧将大大减少。
俄罗斯和美国均已宣布，其冷战时期高浓缩铀库存的约40％，以及武器级钚的分别约25％和50％，是不需要的军事用途。 大部分多余的高浓缩铀已被消除，但仍有剩余；拟议的条约将使其非武器状态不可逆转。 在俄罗斯和美国将其库存减少到与其他国家更可比拟的规模之后，预计这些国家也将开始将其多余的库存置于国际原子能机构的保障监督之下。 法国和英国今天可以宣布自冷战以来已从其武库中移除的武器中的裂变材料为多余的。
美国还留出了128吨多余的武器级铀——足以制造5,000多枚弹头——作为未来海军潜艇和舰艇核动力反应堆的储备。 按照目前的消耗率，这批库存将维持海军反应堆约60年。 少数其他武器国家也有类似的储备，尽管他们尚未公开宣布。 我们提议的条约也将把这种材料置于国际原子能机构的监测之下。
核实遵守情况
每当讨论军备控制协议时，大部分辩论很快集中在条约缔约方是否可以确保其他缔约方没有作弊。 布什政府对侦查作弊的可行性持怀疑态度，也不渴望让国际原子能机构的检查员敲开美国敏感设施的大门。 因此，它主张达成一项没有检查的条约，除非一个国家可以使用成像卫星和其他“国家技术手段”单方面进行的检查。
根据现有的《不扩散核武器条约》（NPT），非核武器国家需要接受国际原子能机构的检查，以核实它们既没有生产用于核武器的裂变材料，也没有转移现有核燃料库存中的材料用于该目的。 国际原子能机构对《不扩散核武器条约》的核查远非完美，但美国和其他国家一直在呼吁加强它，而不是废除它。
核实禁产条约的关键挑战与《不扩散核武器条约》的挑战相同：核实在已申报的浓缩设施中生产的高浓缩铀和在已申报的后处理设施中分离出的钚已置于国际原子能机构的保障监督之下； 探测任何未申报的生产活动； 以及核实裂变材料——无论是新生产的还是先前存在的——一旦提交给国际原子能机构的监测，就不会从国际保障监督中移除。
对武器国家民用部门的FMCT的核查主要可以基于国际原子能机构为核实在非武器国家中遵守《不扩散核武器条约》而制定的相同程序。 但是，在武器国家中，从乏动力堆燃料中分离出钚的后处理厂和铀燃料在以前用于生产武器材料的气体离心工厂中浓缩，将出现一些额外的挑战。
一个问题是，国际原子能机构将无法充分检查武器国家中先前存在的设施的设计。 对于后处理厂而言，这将尤其成问题，因为许多管道都埋在混凝土中，并且由于高辐射水平，某些区域无法进入。 但是国际原子能机构可以专注于检查工厂是否按声明的功能运行。 在考虑到预期损失后，在工厂年度清理期间测量的分离钚量应与在乏燃料溶解时测量的量相匹配。 但是，与会计师检查银行的资金流动不同，将会存在测量误差。 在法国拉海牙这样的大型后处理厂中，该厂每年可以分离出超过10吨的钚，这些误差可能会掩盖每年足以制造大约10件核武器的材料的转移。 幸运的是，后处理既不必要也不经济，并且仅由于官僚和政治原因才在少数国家持续存在。 在非武器国家中，只有日本今天进行后处理。 核能的使用可以持续下去，即使规模更大，也可以持续数十年，而无需后处理和从乏燃料中分离钚。
转向低浓缩铀
各国也没有什么理由生产高浓缩铀。 动力堆以低浓缩铀或天然铀为燃料，并且由于担心铀被盗，高浓缩铀燃料的研究堆正在逐步淘汰。 越来越多的情况下，只有海军推进反应堆将使用高浓缩铀作为燃料。 然而，出于经济原因，法国新一代的潜艇和航空母舰反应堆都以低浓缩铀（LEU）为燃料。 尚不清楚中国是否使用高浓缩铀或低浓缩铀。 美国、俄罗斯和英国使用高浓缩铀，但拥有大量多余的武器高浓缩铀储备，可以维持其海军反应堆数十年。 据知，只有印度正在为其海军反应堆计划生产高浓缩铀。 鉴于在朝着武器库存大大减少的世界中，大量高浓缩铀库存会引起人们的担忧，因此所有拥有核海军的国家都应转向低浓缩铀燃料。
在生产用于动力堆燃料的大部分低浓缩铀的大型浓缩工厂中，国际原子能机构拥有一种强大的技术，可以探测到秘密生产的少量高浓缩铀。 它用纱布垫“擦拭”设施中的墙壁、机器和管道，然后在其实验室中扫描这些垫子，以查找从铀-六氟化物气体泄漏中冷凝出来的任何高浓缩铀的微观颗粒，铀-六氟化物气体在浓缩过程中使用。 这种擦拭揭示了伊朗境内未申报的浓缩活动。
擦拭的一个复杂之处在于，俄罗斯的一些大型离心浓缩工厂今天生产低浓缩铀，但曾经生产高浓缩铀。 但那是20多年前的事了，并且似乎有可能区分旧的高浓缩铀大颗粒与在禁产条约生效后可能非法产生的新颗粒，例如通过测量已衰变成钍-230的U-234的比例以及其次要铀同位素“指纹”的其他特征。
探测秘密活动
根据FMCT，探测秘密浓缩或后处理的问题基本上与国际原子能机构目前在探测已签署《不扩散核武器条约》的非武器国家中的秘密生产所面临的挑战相同。
在1991年发现伊拉克的秘密核武器计划后，国际原子能机构在成员国的帮助下，开始致力于改进探测此类活动的方法。 其中一项成果是《附加议定书》，根据该议定书，各国同意向国际原子能机构提供有关其核相关场所的更多信息和访问权限——包括监测设施外部的空气、土壤、水、植物物质和表面，以探测指示放射性气体或其他流出物释放的能力。
如果样品分析为怀疑存在秘密浓缩或后处理活动提供了坚实的基础，则国际原子能机构可以要求进行现场检查。 如果一个地点存在不相关的敏感信息，只要其隐瞒措施不干扰国际原子能机构探测生产活动的能力，东道国就有权隐瞒该信息。
如果国际原子能机构获得了可靠的证据，表明可能在与核武器或海军推进反应堆相关的设施中发生秘密生产，则需要与现场运营商达成“受控进入”安排，以确保检查员可以探测到浓缩或后处理的关键指标，而不会收集到会泄露有关核武器或海军燃料设计的敏感信息的数据。 浓缩和后处理厂不容易对可以进入现场的检查员隐瞒。 它们具有独特的物理特征以及独特的辐射和化学指示剂。
中子束测试
随着俄罗斯和美国削减其武库，他们已宣布其中一些武器中的高浓缩铀和钚为多余的。 在一段时间内，两国都有兴趣通过提议让国际原子能机构监测这种材料，即使它仍在武器部件中，来证明其削减的不可逆转性。 根据FMCT，可以正式确定此过程，以涵盖从武库中削减的所有武器中的材料。 这将确保该材料不会被秘密地重新用于武器。
在1990年代，俄罗斯原子能部和美国能源部与国际原子能机构共同开展了一项“三方倡议”，以表明国际原子能机构有可能核实一个封闭容器中是否装有武器级钚，同时对武器部件的设计细节保密。 辐射探测器将测量来自容器的伽马辐射和中子辐射，计算机将分析测量结果。 然后，机密信息将通过一个简单的计算机化“信息屏障”过滤掉，检查员将只能通过三对红绿灯看到分析结果。 每对灯中的绿灯或红灯将亮起，具体取决于容器是否装有钚，钚是否为武器级，以及内部是否存在超过指定量的钚。
IPFM一直在研究一种类似的方法，用于包含高浓缩铀的武器部件或海军反应堆燃料。 由于高浓缩铀发射伽马射线和中子的速率远低于钚，因此外部中子束将被发送到容器中以诱发裂变反应，这将产生特征性的中子和伽马射线发射。
对于我们提议的裂变材料禁产条约而言，或许最具挑战性的核查任务——至少在政治上是如此——将是确定没有高浓缩铀从海军推进反应堆的燃料循环中转移出来。 至少包括美国在内的一些国家认为燃料和反应堆设计信息是敏感的。
如前所述，解决此问题的最简单方法是让所有核海军都将其未来的反应堆设计为使用低浓缩铀——正如法国已经做的那样。 但是，高浓缩铀燃料的反应堆将在我们身边存在一段时间。 我们认为，三方倡议方法与一些有限的设施周边控制相结合，以确保高浓缩铀不会在堆芯制造和安装过程的某些阶段被移除，可以提供一种解决方案。 橡树岭国家实验室正在开发一种使用中子询问含高浓缩铀物体以探测从小型反应堆堆芯转移高浓缩铀的技术。
成本以及谁来支付
国际原子能机构将是核实FMCT的自然选择。 它在检查非武器国家的核设施方面拥有丰富的经验，并且在核武器国家中也有一些经验。 为了承担FMCT要求的额外责任，我们估计国际原子能机构可能必须将其检查预算增加一倍，目前的检查预算约为每年1亿美元。
保障核设施安全的典型成本以年度检查人日（PDI）表示。 国际原子能机构每年在非武器国家进行约10,000个PDI，总成本——包括行政管理费用、差旅费和分析样品的特殊实验室——约为每个PDI 10,000美元。 一个典型的轻水动力堆每年需要约10个PDI。 一个大型商业离心设施每年需要约150个PDI。
乏动力堆燃料后处理厂的保障监督更具挑战性和成本更高。 日本的六所村后处理厂是唯一的非武器国家后处理厂，并且是定制的，以方便保障监督，每年需要约1,000个PDI进行监测。 更新的核查和监测工具和方法可以将检查工作量减少到每年约200个PDI。 随着剩余的旧后处理设施被关闭、拆除并（希望）不再更换，核实FMCT将变得更容易、成本更低且更有效。
我们在条约草案中提供了三种选择，用于确定谁可以支付FMCT核查的额外费用。 当然，谈判条约的外交官将不得不决定他们认为哪种选择最好
所有国际原子能机构成员国都将增加对国际原子能机构的捐款。 这就是今天《不扩散核武器条约》的资助方式。
所有FMCT缔约国都将根据反映其国民生产总值相对规模的公式支付额外费用。 这就是联合国缴款的设定方式，通常也是国际条约的资助方式。
只有核武器国家才会支付费用，因为核查必须在这些国家进行。 一种公式可能会考虑到联合国公式和每个国家的浓缩和后处理厂的能力的组合。
正如我们起草了拟议条约的要点一样，我们和IPFM中的其他人得出的结论是，实现可核查的FMCT的技术挑战是可以管理的。 但是政治挑战也必须克服。 仍在累积其核武器库存的国家——尤其是印度和巴基斯坦——将不得不决定它们是否拥有足够的裂变材料。 而包括中国、俄罗斯和美国海军在内的不愿接受国际检查的国家和内部的核机构将必须愿意合作。 可核查的FMCT是朝着建立国际核材料控制体系迈出的重要第一步，该体系将使各国能够大幅削减其武器库存，并朝着无核武器世界迈进。