Uranets vei til kjernekraft og kjernevåpen - en innføring i kjernefysisk flerbruksteknologi

Abstract

Denne rapporten gir en innføring i kjernekraftproduksjon og kjernevåpenutvikling. Rapporten er ment som støtte på det tekniske området for diplomater, politikere og rådgivere som har behov for å forstå innholdet i eller betydningen av staters atomprogrammer, nedrustningssamtaler, atomavtaler, relaterte sanksjoner eller eksportkontroll. Rapporten skal gjøre dem bedre i stand til å forstå grunnleggende kjernefysisk teknologi, uten at det stilles krav til spesielle forkunnskaper. Veien til både kjernekraft og kjernevåpen går via den kjernefysiske brenselssyklusen. Alle som vil forstå hovedelementene ved staters atomprogrammer, må derfor ha en viss kunnskap om brenselssyklusteknologi. Som navnet tilsier handler brenselssyklusen om hvordan kjernebrensel produseres, hvordan det brukes og hvordan det håndteres etter at det har blitt brukt. Rapporten fokuserer på fredelig bruk av kjernefysisk teknologi. Alle stater som realiserer brenselssyklusen vil imidlertid ha en håndgripelig kjernevåpenopsjon. Det gis derfor en overordnet beskrivelse av hvordan kjernevåpen framstilles, for å vise hvordan i utgangspunktet fredelige kjernefysiske prosesser kan utnyttes til våpenformål. Rapporten gir en forenklet beskrivelse av atomkjernen, radioaktivitet og strålingstyper. Deretter gis en forklaring av de kjernefysiske prosessene fisjon, fusjon og kjedereaksjon. Med disse begrepene som bakgrunn går rapporten mer i dybden på hvert steg i den kjernefysiske brenselssyklusen. Uran produseres i gruver og foredles i møller og konverteringsanlegg, før materialet kan anrikes med en av flere mulige metoder og benyttes enten som reaktorbrensel eller våpenmateriale. Ulike reaktortyper har forskjellig potensial for å produsere plutonium, som er et annet mulig våpenmateriale. For å få tak i det produserte plutoniumet må det brukte brenselet reprosesseres. Dette er også et mulig ledd i fredelig håndtering av brukt reaktorbrensel. Alle disse prosessene og teknologiene forklares nærmere i rapporten.

This report provides an introduction to nuclear power production and nuclear weapons development. The report aims to give technical support for diplomats, politicians and advisors who need an understanding of states' nuclear programs, disarmament talks, nuclear deals, related sanctions or export control. The report should enable the interested reader to better understand basic nuclear technologies, without any prerequisite knowledge of the subject matter. In order to understand the main elements of states' nuclear programs, one must have some rudimentary knowledge of the nuclear fuel cycle. The steps associated with the nuclear fuel cycle include the processes on how nuclear fuel is produced, how it is used in a reactor, and how the spent fuel is handled after it has been removed from the reactor. The report focuses on the peaceful uses of nuclear technology. All states developing the nuclear fuel cycle will, however, have the option to later develop nuclear weapons. The report therefore also explains how seemingly peaceful nuclear processes can be exploited for weapons purposes. The report provides a simplified description of the atomic nucleus, radioactivity and radiation types, in addition to an explanation of the nuclear processes of fission, fusion and chain reaction. With this terminology in place, the report details each step of the nuclear fuel cycle. Uranium is produced in underground or open pit mines and refined in mills and conversion plants, before it can be enriched through one of several possible methods and utilized as either reactor fuel or weapons material. Reactors of various types differ in their potential for plutonium production, which is the other viable weapons material. In order to access the produced plutonium, spent nuclear fuel must be reprocessed. This is also a possible part of the peaceful management of spent nuclear fuel. All of the mentioned processes and technologies are explained further in the report