美国计划在民用反应堆中使用武器级铀是危险且不必要的

拜登政府打算在新民用反应堆中使用相当于数十枚炸弹的高浓缩铀作为燃料,这开创了一个危险的先例,可能会帮助我们的敌人获得核武器

Two nuclear cooling towers viewed from below

对于一个国家或寻求核武器的恐怖分子来说,制造核武器最容易的途径或许是从名义上和平的研究堆燃料中提取足够数量的武器级高浓缩铀(HEU),这种小型反应堆在包括许多缺乏大型核电站的国家在内的数十个国家运行。已故的曼哈顿计划物理学家路易斯·阿尔瓦雷茨认为,即使是高中生“也很有可能仅仅通过将一半材料掉到另一半材料上就能引发高当量爆炸”。 这就是为什么美国大约半个世纪前启动了一项计划,逐步从这些设施中消除这种危险燃料。 然而,现在,令人震惊地逆转的是,美国能源部实际上正在增加那种致命情景的可能性,即为一个新的研究堆提供足够制造大量核武库的武器级铀。

这种危险并非仅仅是假设。 1990年,伊拉克总统萨达姆·侯赛因秘密下令启动一项速成计划,从其外国提供的研究堆燃料中提取高浓缩铀来制造原子弹——在他入侵邻国科威特之后——但幸运的是,联合国干预驱逐了他的军队,并在阴谋得逞之前中断了它。

为了防止这种严重风险,自20世纪70年代以来,美国政府牵头开展了一项国际合作,通过替换低浓缩铀(LEU)燃料来消除研究堆中的高浓缩铀,低浓缩铀燃料是核电站中使用的那种,不适用于核武器。(低浓缩铀的链式反应同位素铀-235的浓缩度低于20%,使其不适用于核武器,而研究堆中的高浓缩铀燃料的浓缩度通常为93%,与美国核武器中的相同。) 美国主导的计划已经帮助遏制了核扩散并防止了核恐怖主义,改造了美国和国外的71座反应堆,使其燃料从高浓缩铀改为低浓缩铀,甚至包括仅包含一公斤高浓缩铀的微型反应堆。 自20世纪70年代以来,美国没有建造过高浓缩铀燃料的民用反应堆,自20世纪90年代以来,也没有其他国家这样做。


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然而,拜登政府打算违反这项防扩散政策,向一家私营实验性研究堆提供超过600公斤的武器级铀——足以制造数十件核武器——该反应堆将主要由美国政府资助。 如果该项目继续进行,其他国家也将坚持违反该政策,拒绝接受双重标准。 无论他们是从美国进口高浓缩铀,从俄罗斯购买,还是建造自己的浓缩工厂,核扩散和恐怖主义的风险都将再次增长。

美国政府正在为熔盐氯化物反应堆实验(MCRE)的建设成本1.13亿美元提供9000万美元的资金,该实验旨在研究商业版本的潜力,即熔盐氯化物快堆。 虽然目前尚不存在此类核电站,但理论上它们将使用液态燃料环路——溶解在热盐中的铀——既维持裂变反应又输送产生的热量。 倡导者声称,使用液态燃料而不是目前所有核电站中使用的固态燃料,将是更有效地为工业用途生产电力和热量的方式。 这并非完全是新概念。 在20世纪60年代,橡树岭国家实验室也尝试过类似的熔盐反应堆实验,但基本上失败了——部分原因是盐、高温和辐射的腐蚀性组合——并且留下了一个特别令人讨厌的放射性废物问题,这个问题仍然存在。 六十年后,能源部已决定错上加错。

MCRE的技术调整是利用“快”(高能)中子,而不是美国所有核电站和20世纪60年代的实验中使用的“热”(低能)中子。 快中子有助于一些在反应堆中产生的放射性人造元素的裂变,因此可以稍微减少产生的核废料的长期放射性。 但是,快中子诱发铀-235裂变的能力要差得多,而铀-235对于驱动反应堆的链式反应至关重要。 因此,燃料需要更高比例的这种同位素,这意味着铀-235的浓缩度要高于核电站中通常使用的4%浓缩低浓缩铀。

然而,诸如拟议的MCRE之类的熔盐快堆并不需要高浓缩铀。 这一事实是无可争议的,因为拜登政府及其私营合作伙伴都承认,商业版本(如果建成)将使用低浓缩铀燃料。

因此,如果该反应堆可以使用低浓缩铀燃料,那么拜登政府为何要资助一个将违反美国防扩散政策的高浓缩铀版本呢?

简单的答案是,政府已将成本置于国家安全之上。 能源部官员在最近的信函中承认,对MCRE使用低浓缩铀燃料“完全符合”美国的防扩散政策,即“避免在新民用反应堆或其他民用用途中使用武器可用核材料,除非该用途支持美国重要的国家目标”。 尽管如此,拜登政府还是决定使用高浓缩铀,“以保持实验堆的规模较小”并减少放射性废物。

具有讽刺意味的是,其他国家也提出了相同的论点,以游说他们自己使用高浓缩铀,但美国政府半个世纪以来一直拒绝此类请求,强调不扩散值得额外的费用,并且美国言行一致。 长期以来,美国避免双重标准的政策对于赢得外国合作至关重要。 可悲的是,拜登政府现在正在转变为“只许州官放火,不许百姓点灯”的政策——这几乎肯定会失败。

今年早些时候,美国专家——包括核管理委员会的三位前任委员和负责防扩散的三位前任助理国务卿——警告能源部官员,他们的计划“将破坏美国长期以来的高浓缩铀最小化政策,从而增加核扩散和核恐怖主义的风险”,敦促他们转而“暂停MCRE的进一步工作,直到贵部门的核能办公室开发出替代的低浓缩铀设计”。

上次目光短浅的美国官员计划建造一座高浓缩铀燃料研究堆是在20世纪90年代初,“对在反应堆堆芯中使用高浓缩铀的反对导致总统比尔·克林顿取消了该项目”。 唯一的问题是,乔·拜登是否会再次展现出这样的美国领导力,或者徒劳地破坏世界上最成功的核不扩散计划之一。

这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表 大众科学的观点。

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