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めげ猫「タマ」の日記

一寸気になったどうでもいい事を記事に

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。
brg130131a.gif
 ※(2)(3)などより作成
 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。
brg130131b.gifbrg130131c.gif
 ※(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)。
brg130131d.jpg
 ※(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)。
brg130131e.gif
※(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。
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 ※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)。
brg130131f.gif
  ※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。
brg130131g.gif
 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。
brg130131i.gifbrg130131j.gif
 ※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。
brg130131k.gif  brg130131l.gif
 (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 -
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  1. 2013/01/31(木) 21:40:44|
  2. -
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:5
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コメント

はじめまして!

管理人さん、はじめまして。
図解入りでわかりやすく解説されておられましたので、HPに転載させていただきました。
http://www51.atwiki.jp/omotochikatatsuya/pages/242.html
事後承諾でもうしわけありません。
これからもよろしくお願いします。
  1. 2013/01/31(木) 23:20:07 |
  2. URL |
  3. 大本達也 #-
  4. [ 編集 ]

とても分かりやすいです

とても分かりやすい説明、ありがとうございます。
初めて、原発と原爆の関係を理解しました。

ひとつ分からないのは、すでに海外で再処理されたたくさんのプルトニウムがあるはずなのに、何故さらに増やそうとするのか?ということです。
  1. 2013/02/01(金) 01:19:21 |
  2. URL |
  3. るな #rmm0aP4Y
  4. [ 編集 ]

おはようございます

おはようございます 反原発の側の者です.

るなさんへ
>たくさんのプルトニウムがあるはずなのに、何故さらに増やそうとするのか?ということです

原子力発電を今後も推進したいからでしょうかね
  1. 2013/02/01(金) 08:29:52 |
  2. URL |
  3. なっか #mQop/nM.
  4. [ 編集 ]

Re: とても分かりやすいです

るな様、なっか様
お問い合わせありがとうございます。お問い合わせの内容がほぼ同じなので、まとめて(=^・^=)の考えを書きたいと思います。

Q> ひとつ分からないのは、すでに海外で再処理されたたくさんのプルトニウムがあるはずなのに、何故さらに増やそうとするのか?ということです。

A>核兵器にしるには、質の悪いプルニウムだと思います。核爆弾を作るにはプルトニウム239以外は邪魔ですが、今、日本にあるプルトニウムは240などの不純物があり、核兵器にするのは難しいような気がします。詳しくは(3)ないし(12)をご覧ください。
 日本の核燃料の再処理はフランスやイギリスで実施していますが(付1)、両国とも核保有国であり核兵器の材料になりそうな物は日本に渡さいと思います。
 今後ともよろしくお願いします。
  1. 2013/02/01(金) 20:31:40 |
  2. URL |
  3. めげ猫「タマ」 #-
  4. [ 編集 ]

Re: はじめまして!

大本達也
> 図解入りでわかりやすく解説されておられましたので、HPに転載させていただきました。
上記の件、了解しました。ご連絡ありがとうございます。ただし(=^・^=)自身は分かりにくいと思っています。それを誤魔化すために図解をつかってるのですが・・
実際にさっそく問い合わせが来ています。とりあえずアブストラクト的なものを書いて、後は修正なり追記していければいいと思っています。貴殿のHPにも問い合わせがありましたら、内容を教えてください。メルアドは、私のHPにあります。
 今後ともよろしくお願いします。

  1. 2013/02/01(金) 20:41:50 |
  2. URL |
  3. めげ猫「タマ」 #-
  4. [ 編集 ]

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