Оружейный плутоний

Оружейный плутоний или плутоний-239 — это плутоний в форме компактного металла, содержащий не менее 94 % изотопа ²³⁹Pu. Предназначается для создания ядерного оружия.

«Оружейным» его называют, чтобы отличить от «реакторного». Плутоний образуется в любом ядерном реакторе, работающем на природном или низкообогащённом уране, содержащем в основном изотоп ²³⁸U, при захвате им избыточных нейтронов. Но по мере работы реактора оружейный изотоп плутония быстро выгорает, в итоге в реакторе накапливается большое количество изотопов ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Pu и ²⁴²Pu, образующихся при последовательных захватах нескольких нейтронов — так как глубина выгорания обычно определяется экономическими факторами. Чем меньше глубина выгорания, тем меньше изотопов ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Pu и ²⁴²Pu, будет содержать плутоний, выделенный из облучённого ядерного топлива, и тем меньшее количество плутония в топливе образуется.

Специальное производство плутония для оружия, содержащего почти исключительно ²³⁹Pu, требуется, в основном, потому, что изотопы с массовыми числами 240 и 242 создают высокий нейтронный фон, затрудняющий конструирование эффективных ядерных боеприпасов, кроме того, ²⁴⁰Pu и ²⁴¹Pu имеют существенно меньший период полураспада, чем ²³⁹Pu, из-за чего плутониевые детали нагреваются, и в конструкцию ядерного боеприпаса приходится дополнительно вводить элементы теплоотвода. Также, продукты распада тяжёлых изотопов портят кристаллическую решётку металла, что может привести к изменению формы деталей из плутония, что чревато отказом ядерного взрывного устройства. Из всех изотопов плутония ²³⁹Pu обладает наименьшей критической массой (порядка 10 кг^[1] против 87 кг — для ²³⁸Pu^[1], 40 кг — для ²⁴⁰Pu, 12 кг — для ²⁴¹Pu^[2] и 75-100 кг — для ²⁴²Pu^[2])^[3].

В принципе, все эти затруднения преодолимы, и были успешно испытаны ядерные взрывные устройства из «реакторного» плутония, однако, в боеприпасах, где не последнюю роль играет компактность, малый вес, надёжность и долговечность, применяется исключительно специально произведённый оружейный плутоний.

В СССР производство оружейного плутония осуществлялось сначала на комбинате «Маяк» в г. Озёрск (ранее Челябинск-40, Челябинск-65), затем на Сибирском химическом комбинате в г. Северск (ранее Томск-7), позже в эксплуатацию был введён Горно-химический комбинат в г. Железногорске (известен также, как Соцгород и Красноярск-26). С 1997 года нарабатываемый в России оружейный плутоний перестал использоваться в изготовлении ядерных зарядов, а начал поступать в хранилища в рамках исполнения Российской Федерацией «Соглашения между Правительством Российской Федерации и Правительством Соединенных Штатов Америки о сотрудничестве в отношении реакторов, производящих плутоний», вступившего в силу 23 сентября 1997 года.^[4] В 1999 году были остановлены реакторы в Озёрске и Северске, в 2010 году остановлен последний реактор в Железногорске.^[5]

В США оружейный плутоний производился в нескольких местах, например, в таких как Хэнфордский комплекс, расположенный в штате Вашингтон. Производство было закрыто в 1988 году.^[6]

С конца 1990-х США и Россия разрабатывали соглашения по утилизации избыточного оружейного плутония^[7].

2 сентября 1998 года президенты России и США приняли Совместное заявление «О принципах обращения и утилизации плутония, заявленного как не являющегося более необходимым для целей обороны»^[8].

Соглашение об утилизации плутония, не являющегося более необходимым для целей обороны, было подписано 29 августа 2000 года в Москве и 1 сентября 2000 года в Вашингтоне вице-президентом США Альбертом Гором и премьер-министром России Михаилом Касьяновым^[9]. Ратификация проведена в июне 2011 года^[10][11]. Соглашение предусматривало переработку 34 тонн плутония каждой из сторон.

Изначально, в 2001 году, планировалось начать утилизацию с 2007 года в объёме не менее 2 тонн в год^[12]. По сообщениям от 2010 года, начало утилизации планировалось на 2018 год^[9][13]

Осенью 2016 года Россия направила США уведомление о приостановлении действия соглашения, в связи с неисполнением США взятых на себя обязательств^[14].

• Обогащение урана
• Ядерное топливо
• Ядерная гонка

• Reactor-Grade and Weapons-Grade Plutonium in Nuclear Explosives, Canadian Coalition for Nuclear Responsibility
• Nuclear weapons and power-reactor plutonium, Amory B. Lovins, February 28, 1980, Nature, Vol. 283, No. 5750, pp. 817–823
• Garwin, Richard L. The Nuclear Fuel Cycle: Does Reprocessing Make Sense? // Nuclear energy / B. van der Zwaan. — World Scientific, 1999. — С. 144. — ISBN 978-981-02-4011-0.. — «But there is no doubt that the reactor-grade plutonium^[англ.] obtained from reprocessing Light-water reactor Spent nuclear fuel can readily be used to make high-performance, high-reliability nuclear weaponry, as explained in the 1994 Committee on International Security and Arms Control^[англ.] (CISAC) publication».