[论文解读] ITER: The International Thermonuclear Experimental Reactor and the nuclear weapons proliferation implications of thermonuclear-fusion energy systems

André Gsponer, Jean-Pierre Hurni|ArXiv.org|Jan 21, 2004

Laser-Plasma Interactions and Diagnostics参考文献 45被引用 7

一句话总结

本文分析了国际热核聚变实验堆（ITER）设在日本所引发的核武器扩散风险，认为由于日本本身已拥有大量钚库存及先进的惯性约束聚变（ICF）能力，若将ITER设在该国，将显著增强其潜在的热核武器能力。研究结论指出，聚变能计划，尤其是ICF与磁约束聚变（MCF），使非核武器国家能够接触热核武器物理原理及大规模氚技术，从而加速第四代核武器的出现。

ABSTRACT

This report contains two parts: (1) A list of "points" highlighting the strategic-political and military-technical reasons and implications of the very probable siting of ITER (the International Thermonuclear Experimental Reactor) in Japan, which should be confirmed sometimes in early 2004. (2) A technical analysis of the nuclear weapons proliferation implications of inertial- and magnetic-confinement fusion systems substantiating the technical points highlighted in the first part, and showing that while full access to the physics of thermonuclear weapons is the main implication of ICF, full access to large-scale tritium technology is the main proliferation impact of MCF. The conclusion of the report is that siting ITER in a country such as Japan, which already has a large separated-plutonium stockpile, and an ambitious laser-driven ICF program (comparable in size and quality to those of the United States or France), will considerably increase its latent (or virtual) nuclear weapons proliferation status, and foster further nuclear proliferation throughout the world.

研究动机与目标

• 评估将ITER设在拥有现有钚库存和先进ICF研究能力的日本所带来的核武器扩散影响。
• 评估热核聚变能计划——特别是惯性约束聚变与磁约束聚变——如何使非核武器国家获得与武器相关的物理原理与技术。
• 考察氚生产与管理在促进聚变能与核武器计划方面所起的作用。
• 分析ITER潜在选址于具备先进聚变与武器相关研究能力的非核武器国家所带来的战略与政治后果。
• 强调由于聚变能研究与第四代核武器研发之间的重叠，导致潜在热核扩散风险。

提出的方法

• 对惯性约束聚变（ICF）与磁约束聚变（MCF）系统进行技术分析，以识别扩散路径。
• 绘制聚变能系统与热核武器物理之间的技术重叠，特别是在中子与氚生产方面的关联。
• 分析日本现有的氚技术与激光驱动ICF能力，以评估其潜在的武器化能力。
• 评估聚变反应堆中大规模氚增殖与处理对核武器扩散的影响。
• 考察模拟技术与基于科学的武器库存维护在缩小核武器国家与非核武器国家之间技术差距方面的作用。
• 利用ICF设施、氚增殖反应与聚变靶设计的历史与技术数据，佐证扩散论断。

实验结果

研究问题

• RQ1 将ITER设在日本如何加剧其潜在的热核武器扩散风险？
• RQ2 惯性约束聚变（ICF）计划在多大程度上使非核武器国家获得热核武器物理与设计原理？
• RQ3 磁约束聚变（MCF）系统中的大规模氚生产具有何种扩散影响？
• RQ4 先进聚变能计划如何促进非核武器国家发展第四代核武器？
• RQ5 工业化国家中聚变研究的制度化在何种方式下导致不可逆的扩散动态？

主要发现

• 由于日本已拥有大量分离钚库存及先进的激光驱动ICF计划，将ITER设在该国将显著提升其潜在热核武器扩散风险。
• 惯性约束聚变（ICF）系统可全面获取热核武器物理原理，包括点火与辐射内爆等核心机制，而这些正是氢弹设计的关键。
• 磁约束聚变（MCF）系统可全面获取大规模氚技术，而该技术对增强原子弹与研发纯聚变武器至关重要。
• 基于ICF的聚变发电厂的运行，将需要每天引爆数千颗微型氢弹，每颗当量在数吨TNT左右，引发重大的保障与扩散担忧。
• 超级计算机与先进聚变技术的广泛可用性正在缩小核武器国家与非核武器国家之间的科学与技术差距，加速潜在热核国家的出现。
• 由于日本与德国等国已制度化热核聚变研究，其作为潜在热核武器国家的地位几乎等同于实际核武器国家，因其具备在无需先前试验或武器库存积累的情况下迅速发展第四代核武器的能力。