核兵器の作り方

　安倍総理は核武装に熱心そうです（１）。そこで核兵器の作り方をまとめてみました。六ヶ所村の再処理工場が１０月に完成すれば、材料を作る設備は全て揃います。

１．材料をそろえる
　核兵器の材料はプルトニウム２３９やウラン２３５ですが、ホームセンターにいっても売ってくれません。だから、自分で作るしかありません。天然のウランでは爆発的な核分裂を起こすことができません。そこで、核分裂を起こしやすいウラン２３５を集めるか、ウランからプルトニウム２３９を作ってやる必要があります。そこで作り方をまとめると以下の図になります。

　※（２）（３）などより作成
　緑日本で稼働中
シアン日本で建設中（１０月完成予定）
　図―１　核兵器材料の作り方

①天然ウランを手に入れる
　天然ウランは世界各地に分布しています。

　※（３）を引用
　図―２　天然ウランの分布

どこかの国がこっそりと売ってくれるかもしれません。それがだめなら、人形峠のウラン鉱山を再開すればいいと思います。いまは閉山しています（４）（５）が、まだウラン鉱石は残っていると思います。

②ウランを濃縮する。
　天然ウランからプルトニウムを作る原子炉が世界にはありますが（６）、日本にはありません。ウランには２３５と２３８がありますが、２３８は核分裂を起こしません。そこでウラン２３５の割合を高めす。このような作業をウラン濃縮と言います（７）。日本では青森県六ケ所村にあります（８）。

　※（９）より引用
　図―３　ウラン濃縮装置の心臓部（遠心分離機）

　このまま濃縮してウラン２３５の割合を９０％程度にすればそのまま核兵器材料として利用できますが、天然ウラン中のウラン２３５は０．７％ですの（１０）ので、とっても大変です。そこで２～３％程度にまで濃縮します。そうすれば、普通の原子炉で核分裂を起こすことができます。

③原子炉でウラン２３８をプルトニウム２３９に換える
　ウランを原子炉で核分裂をさせると、中性子が出ます。中性子をウラン２３５が吸収すると新たな核分裂が起こりますが、ウラン２３８が吸収するとプルトニウム２３９に変化します（３）（１１）。

※（１１）を引用
　図―４　原子炉でプルトニウムができる過程

ここで注意しないといけないのは、原子炉に長く置かないことです。普通の使用済み燃料から取り出したプルトニウムは、核兵器には使えません（１２）。核兵器に使いたいのはプルトニウム２３９ですが、使用済み核燃料にはプルトニウム２４０などの不純物を含みます。これらが悪さするみたいです（１２）。でも心配いりません。核燃料は通常の原子炉では３～４年程使いますが、早めに（たとえば３～４ヶ月）で取り出せば十分に核兵器として使えます。

　※燃焼度は原子力燃料をどれだけ使ったパラメータで、大まかな言い方をすれば１ヶ月使うと１MｗD/kgだけ増えると思ってきださい（かなりいい加減だ説明？）
　※（１３）より作成
　図―５　核燃料の使用期間の増加に伴うプルトニウム２４０の増加

　原子炉は日本各地にあるので、この作業は問題ないと思います。

④プルトニウムを取り出す。
　核燃料には、ウラン、プルトニウム、あるいはその他の不純物が混在しています。ここからウランやプルトニウムなどの有用な物質を取り出すのが再処理です（１４）（１５）。

　　※東北電力のHP(15)より引用
　図―６　核燃料サイクルの概念
でも、この図のMOX燃料工場を「核爆弾工場」に、MOX燃料を「プルトニウム原爆」に入れ替えても問題ないと思います。

　図―７　プルトニウム爆弾のサイクル

再処理には再処理工場が必要ですが、今年（２０１３年）の１０月に完成を予定しています（１６）（１７）。再処理工場では、少し工程を変えるだけで、プルトニウムのみが取り出せるようになります。

　※日本原燃の図表（１８）を元に(=^・^=)が作成
　図―８　再処理工場工程の改造案

２．組み立てる
　起爆装置３２個、遅い火薬と早い火薬（合計で２００～３００ｋｇ）、ホウ酸合金、天然ウラン（あるいは劣化ウラン）、プルトニウム（数キロ）を用意します。これを以下のように組み立てます。
　　
　（a)全体図　　　　　　　　　(b)一部断面の拡大
　図―９　プルトニウム原爆の構造と材料（１９）

注意することは
　①爆薬が均一に広がるようにすること。起爆装置の周りから爆発が始まるので、起爆措置の近くは遅い火薬を大目にして、中心には同じ時間に爆風が到着するようにします。
　②プルトニウムの量を間違えない事（多すぎると起爆装置に点火する前に自発核分裂をお越しますし、少なすぎると爆発しません）
　(=^・^=)的にはそんなに難しい構造ではないと思っています。相当部分はコンピュータ解析でできると思います。まして、原子炉の運転実績があるので照合することもできます。それにMOX燃料工場にはプルトニウムを扱う設備が揃っています。

＜余談＞
　１０月に青森県六ヶ所村の再処理工場ができれば、安倍総理念願の核爆弾を作る設備が揃います。だから、原発停止などとんでもない話だと(=^・^=)は思います。
少し専門用語が多く、分かり難い説明があるかと思います。疑問があればお手数ですが書き込みをお願いします。

<2013/2/追加>海外産のプルトニウムは品質が悪く核爆弾には使えない。

　日本ではまだ再処理工場が動いていなので、海外に再処理を委託しています。原子力発電所では核燃料を３～４年使います（１２）。プルトニウムには２３９の他に２４０や２４１といったものがありますが、核爆弾に適しているのは２３９です（３）が、３から４年も使った核燃料はプルトニウム２４０などの不純物の割合が増えます（１２）。不純物が多いと核兵器の材料には向きません。これは、プルトニウム240は高い確率で自発核分裂を起こす性質を持っているので、プルトニウム全体が超臨界に達する前に一部で自発核分裂が起きて爆弾が四散してしまい効率よく爆発されらねないためです（２）。
　日本にはまだ再処理工場がありませので（１７）（１８）、再処理はイギリス、フランスに委託しています（付１）。これまで送ったのは、不純物（プルトニウム２４０等）を多く含んだ使用済み核燃料なので、戻ってきたプルトニウムも不純物（プルトニウム２４０）を含んで居るので、核兵器材料には向かないと思います。
　技術論から離れるのですが、フランスもイギリスも核保有国なので、核兵器に何が使えるか知っているし、核兵器の材料になるような物は他国には送らないと思います。
※この件のご意見があったので追記しました。

―参考にしたサイト様および引用した過去の記事―
(１)めげ猫「タマ」の日記 核武装の為に原発は必要です！
(２)原子爆弾 - Wikipedia
(３)プルトニウム - Wikipedia
(４)天然ウラン - Wikipedia
(５)人形峠 - Wikipedia
(６)プルトニウム生産炉 (03-04-11-04) - ATOMICA -
(７)ウラン濃縮 - Wikipedia
(８)ウラン濃縮工場
(９)工程（ウラン濃縮工場
(１０)高濃縮ウラン - Wikipedia
(１１)プルトニウムは、発電中の原子炉の中で生まれます－原子力情報－ほくでん
(１２)発電用級と兵器用級のプルトニウムの違い？
(１３)核燃料の使用期間？
(１４)再処理とは
(１５)プルサーマルのしくみ | 東北電力
(１６)全体工程
(１７)再処理工場「10月完成」　日本原燃社長、新基準適用待たず　　：日本経済新聞
(１８)再処理工場のしゅん工時期の変更について(2012年9月19日)
(１９)ファットマン - Wikipedia

（付１）海外委託再処理から返還される放射性廃棄物 (05-01-04-05) - ATOMICA -