28-05-2023
Оружейный плутоний — это плутоний в форме компактного металла, содержащий не менее 93,5 % изотопа 239Pu. Предназначен 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 обычно в нём содержится большее 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 тяжелее 239 будет содержать плутоний, выделенный из облучённого ядерного топлива, но 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. Даже чистый 239Pu теплее человеческого тела. Дополнительно, продукты распада тяжёлых изотопов портят кристаллическую решётку металла, что может привести к изменению формы деталей из плутония, что чревато отказом ядерного взрывного устройства.
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. Критическая масса 240Pu и 242Pu весьма велика, 241Pu — несколько больше, чем у 239Pu.
В СССР производство оружейного плутония осуществлялось сначала на комбинате «Маяк» (район станции Кыштым, Челябинская область), затем на Красноярском горно-химическом комбинате в г. Железногорск (известен также, как Соцгород и Красноярск-26), позже в эксплутатацию был введён Сибирский химический комбинат в г. Северск (ранее Томск-7).
В США оружейный плутоний производился в нескольких местах, например, таких как Хэнфордский комплекс, расположенный в штате Вашингтон.
Оружейный плутоний.