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{{noteTA
|1=zh-cn:钚; zh-tw:鈽; zh-hk:鈈;
}}
'''反應堆級鈈'''是指在[[反應堆]]中經過若干年燃燒后由[[鈾-238]]經[[中子捕獲]]和兩次連續的[[β衰變]]生成的[[鈈-239]]，再被[[嬗變]]成其它鈈的[[同位素]]之後形成的混合物。

:<math>\mathrm{^{238}_{\ 92}U \ + \ ^{1}_{0}n \ \longrightarrow \ ^{239}_{\ 92}U \ \xrightarrow [23,5\ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np \ \xrightarrow [2,3565\ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}</math>

目前的[[核電站]]一般使用的[[熱中子反應堆]]只能在有限程度上使用反應堆級鈈，比如[[混合氧化物核燃料]]。這種燃料產生的[[乏燃料]]中的[[次錒系元素]]和含有偶數個中子的鈈同位素含量較高，因此使用一次後就只能作為[[核廢料]]處理。[[快中子反應堆]]現在還沒有商業化，但在理論上可以直接使用反應堆級鈈。

根據[[美國能源部]]的定義，反應堆級鈈主要由[[鈈-240]]的含量來決定。傳統上認爲，鈈-240含量越高，用於[[裂變]][[核武器]]的可能性就越小。但是近年來，這種看法越來越受到苛責。雖然含大量鈈-240的鈈不能用作裂變武器，可是隨著技術進步，只要使用[[聚變增強]]，反應堆級鈈便可以用於[[熱核武器]]。<ref>[http://fissilematerials.org International Panel on Fissile Materials] {{Wayback|url=http://fissilematerials.org/ |date=20130323005837 }}, [http://fissilematerials.org/library/gfmr11.pdf Global Fissile Material Report 2011: Nuclear Weapon and Fissile Material Stockpiles and Production] {{Wayback|url=http://fissilematerials.org/library/gfmr11.pdf |date=20130509050923 }} (see Appendix 1), retrieved on October 1, 2012.</ref>比如在迄今爲止[[核武器当量|當量]]最大的[[沙皇炸彈]]裏面，[[包覆融合芯]]（tamper）採用的材料是[[鉛]]。如果使用[[貧化鈾]]或者反應堆級鈈，該彈的當量會進一步提高。<ref> {{cite web|url=http://www.nuclearweaponarchive.org/Russia/TsarBomba.html|title=The Tsar Bomba ("King of Bombs")|accessdate=2005-01-01-2006}}</ref><ref>DeGroot, Gerard J. ''The Bomb: A Life''. Cambridge, Mass.: [[Harvard University Press]], 2005.</ref>

==按同位素組成分類==
{| class="wikitable" align="center"
!鈽-240含量 !!<1976年  !!>1976年
|-
|<7%  ||colspan="2" align="center"|武器級
|-
|7-19%||rowspan="2" align="center"|反應堆級||border="1px"|燃料級
|-
|>19% ||colspan="2" align="center"|反應堆級
|}

[[File:Sasahara.svg|thumb|400px|[[輕水堆]]中各種[[核素]]占縂嬗變率的百分比。]]

1976年美國能源部對鈈的定義發生了改變。在1976年前祇有兩種分類：武器級鈈（鈈-240含量少於7%）和反應堆級鈈（鈈-240含量超過7%）。1976年之後，又增加了一個分類：燃料級鈈。武器級鈈的定義仍然不變。燃料級鈈的鈈-240含量在7-19%之間，而反應堆級鈈含有超過19%的鈈-240。根據這個定義，目前[[輕水堆]]或者[[沸水堆]][[乏燃料]]再處理中得到的鈈均屬於反應堆級鈈，而不是燃料級鈈。厤史上，鈈的同位素組成分類對於控制[[核擴散]]曾非常重要。

==使用"反應堆級"鈈的核試驗==

1962年，美國在[[内華達試驗場]]進行了一次使用反應堆級鈈的地下[[核試驗]]，當量低於二萬噸[[TNT]]。<ref name=DOE-199406>{{cite web |url=http://permanent.access.gpo.gov/websites/osti.gov/www.osti.gov/html/osti/opennet/document/press/pc29.html |title=Additional Information Concerning Underground Nuclear Weapon Test of Reactor-Grade Plutonium |publisher=[[US Department of Energy]] |accessdate=2007-03-15 |date=June 1994 |archive-date=2014-08-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140808040625/http://permanent.access.gpo.gov/websites/osti.gov/www.osti.gov/html/osti/opennet/document/press/pc29.html |dead-url=no }}</ref>1977年7月，[[吉米·卡特|卡特]]政府將部分關於該核試驗的文件解密，並以此作為禁止在[[美國]]進行乏燃料的[[核燃料再处理]]的依據。

据信這次核試驗的鈈來自[[英國]]。其同位素組成未知，外界僅知道這種燃料被稱為“反應堆級”。<ref name=DOE-199406 />這些鈈有可能來自英國軍方的[[鎂諾克斯反應堆]]。据猜測，核試驗中的鈈-239的含量至少為85%，大大超出現今一般反應堆乏燃料中的鈈-239含量。<ref>{{cite web |author=WNA contributors |url=http://www.world-nuclear.org/info/inf15.html |title=Plutonium |publisher=World Nuclear Association |date=2009-03 |accessdate=2010-02-28 |archive-date=2010-03-30 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100330221426/http://www.world-nuclear.org/info/inf15.html |dead-url=yes }}</ref>

==在反應堆中再次使用==

快中子反應堆可以使用鈈做燃料，不論其同位素組成如何。1960年代，美國曾計劃提煉鈈，原因是有人猜測到隨著核電的發展，[[鈾]]的價格會攀升。爲了充分利用鈾，就必須[[快中子增殖反應堆]]。結果鈾的供應增加，電的需求量下降，快中子堆的商業化被推遲了。

第二代的熱中子反應堆（當今數量最多的[[核電站]]）只能在有限程度上使用反應堆級鈈，比如將它製成[[混合氧化物核燃料]](MOX燃料)。鈈的同位素中，只有[[質量數]]為奇數的才能在吸收[[熱中子]]後裂變，質量數為偶數的鈈同位素會在反應堆中積累下來。鈈-240和鈾-238一樣是一種[[可增殖材料]]。鈈-240俘獲一個中子後變成鈈-241。但是鈈-242的[[中子俘獲截面]]低，還必須俘獲三個中子才能成爲可裂變核素。這些特質無疑都影響了鈈的廣範應用。

==外部連結==

*[http://www.fas.org/rlg/980826-pu.htm Reactor-Grade  Plutonium  Can be Used to Make Powerful and Reliable Nuclear Weapons]{{Wayback|url=http://www.fas.org/rlg/980826-pu.htm |date=20130308060053 }}, [[Federation of American Scientists|FAS]], Richard Garwin, [[Council on Foreign Relations|CFR]], Congressional testimony, 1998

*[http://www.ccnr.org/plute.html Reactor-Grade and Weapons-Grade Plutonium in Nuclear Explosives]{{Wayback|url=http://www.ccnr.org/plute.html |date=20130519213702 }}, Canadian Coalition for Nuclear Responsibility

*[https://web.archive.org/web/20070316181800/http://www.rmi.org/images/other/Security/S80-01_NucWeaponsAndPluto.pdf Nuclear weapons and power-reactor plutonium], [[Amory B. Lovins]], February 28, 1980, [[Nature (journal)|Nature]], Vol. 283, No. 5750, pp.&nbsp;817–823

*{{cite book |url=http://books.google.com/?id=cjhGcg_98kQC&pg=PA144 |title=Nuclear energy |chapter=The Nuclear Fuel Cycle: Does Reprocessing Make Sense? |editor=B. van der Zwaan |last=Garwin |first=Richard L. |page=144 |quote=But there is no doubt that the reactor-grade plutonium obtained from [[nuclear reprocessing|reprocessing]] [[LWR]] [[spent 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]] (CISAC) publication. |publisher=World Scientific |isbn=978-981-02-4011-0 |date=1999-06-15}}

* [http://www.osti.gov/opennet/document/press/pc29.html Additional Information Concerning Underground Nuclear Weapon Test of Reactor-Grade Plutonium]{{Wayback|url=http://www.osti.gov/opennet/document/press/pc29.html |date=20150729072544 }}

* [https://web.archive.org/web/20120520124004/http://depletedcranium.com/why-you-cant-build-a-bomb-from-spent-fuel/ Why You Can’t Build a Bomb From Spent Fuel]

* [http://www.fas.org/nuke/intro/nuke/O_9705.htm Plutonium Isotopics - Non-Proliferation And Safeguards Issues]{{Wayback|url=http://www.fas.org/nuke/intro/nuke/O_9705.htm |date=20121224231058 }}

==參考文獻==

{{reflist}}

{{核技朮}}

[[Category:核武器]]

[[Category:核材料]]

[[Category:鈈]]