Plutonio apto para reactores nucleares

El plutonio de grado reactor (RGPu) ^{[ 1 ] [ 2 ]} es el grado isotópico de plutonio que se encuentra en el combustible nuclear gastado después de que se haya consumido el combustible primario de uranio-235 que utiliza un reactor nuclear . El uranio-238 , del cual se derivan la mayoría de los isótopos de plutonio por captura de neutrones, se encuentra junto con el U-235 en el combustible de uranio de bajo enriquecimiento de los reactores civiles.

A diferencia del bajo grado de quemado de semanas o meses que se requiere comúnmente para producir plutonio apto para armas (WGPu/ ^239Pu ) , el largo tiempo en el reactor que produce plutonio apto para reactores conduce a la transmutación de gran parte del isótopo fisible y de vida media relativamente larga ^239Pu en una serie de otros isótopos de plutonio que son menos fisibles o más radiactivos. Cuando ^{el 239}El Pu absorbe un neutrón, pero no siempre experimenta fisión nuclear . A veces, la absorción de neutrones produce en cambio ²⁴⁰Pu a las temperaturas de neutrones y composiciones de combustible presentes en reactores de agua ligera típicos , con una concentración de ²⁴⁰La concentración de Pu aumenta progresivamente con una mayor irradiación, produciendo plutonio de menor calidad a medida que pasa el tiempo.

Los reactores de neutrones térmicos de segunda generación ( las centrales nucleares más numerosas en la actualidad ) pueden reutilizar el plutonio de grado reactor solo de forma limitada como combustible MOX , y únicamente para un segundo ciclo. Los reactores de neutrones rápidos , de los cuales hay unos pocos en funcionamiento hoy en día y media docena en construcción, pueden utilizar combustible de plutonio de grado reactor para reducir el contenido de transuránico del combustible nuclear gastado /residuos nucleares. Rusia también ha producido un nuevo tipo de combustible Remix que recicla directamente el plutonio de grado reactor a una concentración del 1 % o inferior en combustible de uranio nuevo o re-enriquecido, imitando el nivel de plutonio del 1 % del combustible de alto grado de quemado.

Al comienzo de la producción a escala industrial de plutonio-239 en reactores de producción de la era bélica, se observó inicialmente contaminación o coproducción con plutonio-240 en cantidades traza, lo que llevó a descartar el diseño del arma Thin Man por considerarse inviable. ^{[ 3 ]} La diferencia en pureza, en qué medida, sigue siendo importante para evaluar su relevancia en el contexto de la proliferación nuclear y la usabilidad de armas.

La definición de plutonio apto para reactores del Departamento de Energía (DOE) cambió en 1976. Antes de esto, se reconocían tres grados. El cambio en la definición de plutonio apto para reactores , que antes de 1976 describía el plutonio con un contenido de Pu-240 superior al 7 % , a definirlo como aquel que contiene un 19 % o más de Pu-240, coincide con la publicación en 1977 de información sobre una prueba nuclear de grado reactor realizada en 1962. No se ha aclarado oficialmente qué definición o designación se aplica a la prueba de 1962, si la antigua o la nueva.

• Grado de superarmas , menos del 3% de Pu-240 ,
• Grado armamentístico , menos del 7% de Pu-240 y
• De grado reactor , 7% o más de Pu-240.

A partir de 1976, se reconocieron cuatro grados:

• Grado de superarmas , menos del 3% de Pu-240
• Grado armamentístico , menos del 7% de Pu-240,
• Grado de combustible , 7% a 19% Pu-240 y
• Grado de reactor , más del 19% de Pu-240. ^{[ 4 ]}

El reprocesamiento o reciclaje del combustible gastado de la clase más común de diseño de reactores de generación de electricidad civil o de potencia, el LWR (con ejemplos como el PWR o el BWR ), recupera plutonio de grado reactor (según se define desde 1976), no plutonio de grado combustible . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

La mezcla física de isótopos en el plutonio de grado reactor hace que sea extremadamente difícil de manipular y moldear, lo que explica su indeseabilidad como sustancia para la fabricación de armas, a diferencia del plutonio de grado armamentístico, que puede manipularse con relativa seguridad con guantes gruesos. ^{[ 4 ]}

Para producir plutonio apto para armas nucleares , el combustible nuclear de uranio no debe permanecer más de unas pocas semanas en el núcleo del reactor antes de ser retirado, lo que resulta en una baja quema del combustible . Para que esto se lleve a cabo en un reactor de agua a presión —el diseño de reactor más común para la generación de electricidad—, el reactor tendría que alcanzar prematuramente el punto de parada en frío tras haber sido alimentado recientemente, lo que significa que el reactor necesitaría enfriar el calor residual y luego despresurizar su recipiente de presión , seguido de la extracción de las barras de combustible . Si se realizara tal operación, sería fácilmente detectable ^{[ 4 ] [ 1 ]} y requeriría modificaciones del reactor prohibitivamente costosas ^{[ 7 ] .}

Un ejemplo de cómo se podría detectar este proceso en los PWR es que, durante estos períodos, habría una cantidad considerable de tiempo de inactividad, es decir, largos períodos de tiempo en los que el reactor no produce electricidad a la red. ^{[ 8 ]} Por otro lado, la definición moderna de plutonio de "grado reactor" se produce solo cuando el reactor funciona con altos niveles de quemado y, por lo tanto, produce un alto factor de capacidad de generación de electricidad . Según la Administración de Información Energética de EE. UU. (EIA), en 2009 el factor de capacidad de las centrales nucleares de EE. UU. fue mayor que el de todas las demás formas de generación de energía, con los reactores nucleares produciendo energía aproximadamente el 90,3 % del tiempo y las centrales térmicas de carbón el 63,8 %, siendo los tiempos de inactividad para el mantenimiento rutinario simple y la recarga de combustible. ^{[ 9 ]}

El grado en que el plutonio de grado reactor producido por un reactor típico de Generación II con alto grado de quemado es menos útil que el plutonio de grado armamentístico para la construcción de armas nucleares es objeto de debate, y muchas fuentes argumentan que el rendimiento teórico máximo probable estaría cerca de una explosión de chispa del rango de 0,1 a 2 kilotones en un dispositivo tipo Fat Man . Como los cálculos indican que el rendimiento energético de un explosivo nuclear disminuye en uno y dos órdenes de magnitud si el contenido de 240 Pu aumenta del 5 % (casi plutonio de grado armamentístico) al 15 % (2 kt) y al 25 % (0,2 kt) respectivamente. ^{[ 12 ]} Estos cálculos son teóricos y suponen que se podría superar el problema no trivial de lidiar con la generación de calor del mayor contenido de Pu-238 no apto para armas . Dado que la iniciación prematura de la fisión espontánea del Pu-240 garantizaría un bajo rendimiento explosivo en un dispositivo de este tipo, la superación de ambos problemas en la construcción de un dispositivo nuclear improvisado se describe como un obstáculo "desalentador" para un diseño de implosión de la era del Fat Man , y la posibilidad de que los terroristas logren este rendimiento de fisión se considera una preocupación "exagerada" con las salvaguardias existentes. ^{[ 13 ] [ 7 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

Otros discrepan en fundamentos teóricos y afirman que, si bien no serían adecuados para el almacenamiento o la colocación en un misil durante largos períodos de tiempo, se pueden lograr rendimientos de nivel sin fizzing consistentemente altos, ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} argumentando que sería "relativamente fácil" para una entidad bien financiada con acceso a tritio de refuerzo de fusión y experiencia superar el problema de la predetonación creada por la presencia de Pu-240, y que se podría utilizar una instalación de manipulación remota en el ensamblaje de los componentes de la bomba emisora ​​de rayos gamma altamente radiactivos , junto con un medio para enfriar el pozo del arma durante el almacenamiento para evitar que la carga de plutonio contenida en el pozo se derrita, y un diseño que impidiera que los altos explosivos de los mecanismos de implosión se degradaran por el calor del pozo. Sin embargo, incluso teniendo en cuenta todas estas consideraciones de diseño importantes, este combustible primario de plutonio de grado reactor potenciado por fusión seguirá fallando si el componente de fisión del primario no proporciona más de 0,2 kilotones de rendimiento, que se considera la energía mínima necesaria para iniciar una combustión de fusión. ^{[ 24 ]} La probabilidad de que un dispositivo de fisión no alcance este umbral de rendimiento aumenta a medida que aumenta el grado de quemado del combustible. ^{[ 18 ]}

No existe información pública que indique que alguna entidad con recursos suficientes haya intentado seriamente crear un arma nuclear con una composición isotópica similar al plutonio moderno de grado reactor y alto grado de quemado. Todos los estados con armas nucleares han optado por la vía más convencional, ya sea mediante el enriquecimiento de uranio o la producción de plutonio de bajo grado de quemado, apto para combustible y armas nucleares, en reactores capaces de operar como reactores de producción . El contenido isotópico del plutonio de grado reactor, creado por el diseño de reactor de potencia comercial más común, el reactor de agua a presión , nunca se ha considerado directamente para su uso en armas. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

En abril de 2012, había treinta y un países con centrales nucleares civiles, ^{[ 27 ]} de los cuales nueve tenían armas nucleares , y casi todos los estados con armas nucleares comenzaron a producir armas primero en lugar de centrales nucleares comerciales. La reconversión de las industrias nucleares civiles para fines militares constituiría una violación del tratado de no proliferación .

Dado que los diseños de reactores nucleares son muy variados y a veces se mejoran con el tiempo, la proporción isotópica de lo que se considera "plutonio de grado reactor" en un diseño, en comparación con otro, puede diferir sustancialmente. Por ejemplo, el reactor británico Magnox , un diseño de reactor refrigerado por gas ( GCR) de primera generación, rara vez puede producir un grado de quemado del combustible superior a 2-5 GWd / t U. ^{[ 28 ] [ 29 ]} Por lo tanto, el "plutonio de grado reactor" y la pureza del Pu-239 de los reactores Magnox descargados es de aproximadamente el 80%, dependiendo del grado de quemado. ^{[ 30 ]} En contraste, el reactor civil genérico de agua a presión , rutinariamente hace (típico para el reactor de Generación II de 2015 ) 45 GWd /tU de quemado , lo que resulta en una pureza de Pu-239 del 50,5%, junto con un contenido de Pu-240 del 25,2%, ^{[ 5 ] [ 6 ]} La porción restante incluye mucho más de los isótopos generadores de calor Pu-238 y Pu-241 que se pueden encontrar en el "plutonio de grado reactor" de un reactor Magnox.  

La prueba nuclear de plutonio de grado reactor fue una prueba nuclear subterránea de "bajo rendimiento (menos de 20 kilotones)" que utilizó plutonio no apto para armas y que se llevó a cabo en el Sitio de Pruebas de Nevada de EE. UU. en 1962. ^{[ 31 ] [ 32 ]} Parte de la información relativa a esta prueba fue desclasificada en julio de 1977, por instrucciones del presidente Jimmy Carter , como antecedentes de su decisión de prohibir el reprocesamiento nuclear en los EE. UU.

El plutonio utilizado para el dispositivo de prueba de 1962 fue producido por el Reino Unido y suministrado a los EE. UU. en virtud del Acuerdo de Defensa Mutua entre EE. UU . y el Reino Unido de 1958. ^{[ 31 ]}

El nombre en clave inicial para el diseño del reactor Magnox entre la agencia gubernamental que lo impuso, la UKAEA , fue Pressurised Pile Producing Power and Plutonium (PIPPA) y, como sugiere este nombre en clave, el reactor fue diseñado tanto como una central eléctrica como, cuando operaba con un bajo "quemado" de combustible, como productor de plutonio-239 para el incipiente programa de armas nucleares en Gran Bretaña. ^{[ 33 ]} Este enfoque intencional de doble uso para construir reactores de energía eléctrica que pudieran operar como reactores de producción en la primera era de la Guerra Fría , era típico de los reactores de Generación I de muchas naciones . ^{[ 34 ]} Dado que todos estos diseños se centraban en dar acceso al combustible después de un corto quemado, lo que se conoce como recarga en línea .

Se dice que la prueba nuclear norcoreana de 2006 , la primera de la RPDC, también tuvo como fuente principal de plutonio un reactor Magnox, operado en el Centro de Investigación Científica Nuclear de Yongbyon en Corea del Norte. Esta detonación de prueba resultó en la creación de una explosión de bajo rendimiento, produciendo un rendimiento estimado de aproximadamente 0,48 kilotones, ^{[ 35 ]} de una composición isotópica no revelada. La prueba nuclear norcoreana de 2009 también se basó en plutonio. ^{[ 36 ]} Ambas produjeron un rendimiento de 0,48 a 2,3 kilotones de equivalente de TNT respectivamente y ambas fueron descritas como eventos de bajo rendimiento debido a su baja producción, con algunos comentaristas incluso especulando si, con las estimaciones de rendimiento más bajas para la prueba de 2006, la explosión pudo haber sido el equivalente a 100.000 dólares estadounidenses en nitrato de amonio . ^{[ 37 ] [ 38 ]}

La composición isotópica de la prueba estadounidense-británica de 1962 tampoco se ha divulgado, salvo la descripción de grado reactor , y no se ha revelado qué definición se utilizó para describir el material de esta prueba como grado reactor . ^{[ 31 ]} Según Alexander DeVolpi, la composición isotópica del plutonio utilizado en la prueba estadounidense-británica de 1962 no pudo haber sido lo que ahora consideramos grado reactor, y el DOE ahora implica, pero no afirma, que el plutonio era de grado combustible. ^{[ 14 ]} Asimismo, la Asociación Nuclear Mundial sugiere que la prueba estadounidense-británica de 1962 tenía al menos un 85 % de plutonio-239 , una concentración isotópica mucho mayor que la que suele estar presente en el combustible gastado de la mayoría de los reactores civiles en funcionamiento. ^{[ 39 ]}

En 2002, el ex subdirector general del OIEA, Bruno Pelaud, declaró que la declaración del Departamento de Energía era engañosa y que la prueba tendría la definición moderna de grado combustible con un contenido de Pu-240 de solo el 12 % ^{[ 40 ].}

En 1997, el analista político Matthew Bunn y el asesor tecnológico presidencial John Holdren , ambos del Centro Belfer para la Ciencia y los Asuntos Internacionales , citaron una evaluación oficial de EE. UU. de la década de 1990 sobre alternativas programáticas para la disposición del plutonio. Si bien no especifica a qué definición de RGPu se refiere, afirma que "el plutonio de grado reactor (con una composición isotópica no especificada) puede usarse para producir armas nucleares en todos los niveles de sofisticación técnica", y que "estados con armas nucleares avanzadas como Estados Unidos y Rusia, utilizando diseños modernos, podrían producir armas a partir de "plutonio de grado reactor" con rendimientos explosivos confiables, peso y otras características generalmente comparables a las de las armas hechas de plutonio de grado armamentístico" ^{[ 41 ].}

En un artículo de 2008, Kessler et al. utilizaron un análisis térmico para concluir que un hipotético dispositivo explosivo nuclear era "técnicamente inviable" utilizando plutonio de grado reactor de un reactor que tenía un valor de quemado de 30 GWd/t utilizando diseños de "baja tecnología" similares a Fat Man con lentes explosivas esféricas, o 55 GWd/t para diseños de "tecnología media". ^{[ 42 ]}

Según los criterios de Kessler et al., los dispositivos explosivos nucleares hipotéticos de "alta tecnología" (HNED, por sus siglas en inglés), que podrían ser producidos por los estados con experiencia en armas nucleares (NWS, por sus siglas en inglés), serían técnicamente inviables con plutonio de grado reactor que contenga más del 9% aproximadamente del isótopo Pu-238 generador de calor . ^{[ 43 ] [ 44 ]}

El reactor británico Magnox, un reactor refrigerado por gas ( GCR) de primera generación, rara vez puede producir un grado de quemado del combustible superior a 2-5 GWd / t U. ^{[ 45 ] [ 29 ]} El diseño del reactor Magnox fue denominado PIPPA (Pressurised Pile Producing Power and Plutonium) por la UKAEA para indicar la doble función comercial ( reactor de potencia ) y militar ( reactor de producción ) de la planta. La pureza del Pu-239 procedente de reactores Magnox descargados es de aproximadamente el 80%, dependiendo del grado de quemado. ^{[ 30 ]} 

En contraste, por ejemplo, la composición isotópica del combustible nuclear gastado de un reactor de agua a presión civil genérico , siguiendo un reactor típico de Generación II de 45 GWd /tU de quemado , es 1,11% de plutonio, del cual 0,56% es Pu-239 y 0,28% es Pu-240, lo que corresponde a un contenido de Pu-239 del 50,5% y un contenido de Pu-240 del 25,2%. ^{[ 46 ]} Para una tasa de quemado genérica más baja de 43.000 MWd /t, como se publicó en 1989, el contenido de plutonio-239 fue del 53% de todos los isótopos de plutonio en el combustible nuclear gastado del reactor . ^{[ 6 ]} La NRC de EE. UU. ha declarado que la flota comercial de reactores de agua ligera (LWR ) que actualmente abastecen de energía a los hogares tenía un grado de quemado promedio de aproximadamente 35 GWd/MTU en 1995, mientras que en 2015, el promedio había mejorado a 45 GWd/MTU. ^{[ 47 ]} 

Los isótopos de plutonio fisionables de número impar presentes en el combustible nuclear gastado, como el Pu-239, disminuyen significativamente como porcentaje de la composición total de todos los isótopos de plutonio (que era del 1,11 % en el primer ejemplo anterior) a medida que se producen mayores grados de quemado, mientras que los isótopos de plutonio no fisionables de número par (por ejemplo, Pu-238 , Pu-240 y Pu-242 ) se acumulan cada vez más en el combustible con el tiempo. ^{[ 48 ]}

A medida que se desarrolla la tecnología de reactores de potencia, un objetivo es reducir el volumen de combustible nuclear gastado aumentando la eficiencia del combustible y reduciendo simultáneamente los tiempos de inactividad tanto como sea posible para aumentar la viabilidad económica de la electricidad generada por las centrales eléctricas de fisión . Con este fin, los reactores en los EE. UU. han duplicado sus tasas de quemado promedio de 20 a 25 GWd/ MT U en la década de 1970 a más de 45 GWd/ MT U en la década de 2000. ^{[ 29 ] [ 49 ]} Los reactores de Generación III en construcción tienen una tasa de quemado de diseño en el  rango de 60 GWd/tU y una necesidad de recargar combustible una vez cada 2 años aproximadamente. Por ejemplo, el Reactor Presurizado Europeo tiene un diseño para 65  GWd/t, ^{[ 50 ]} y el AP1000 tiene un diseño para un quemado de descarga promedio de 52,8  GWd/t y un máximo de 59,5  GWd/t. ^{[ 50 ]} Los reactores de generación IV en fase de diseño tendrán tasas de quemado aún más altas.

Los reactores moderados/térmicos actuales funcionan principalmente con el ciclo de combustible de un solo paso, aunque pueden reutilizar plutonio de grado reactor de un solo paso en un grado limitado en forma de combustible de óxido mixto o MOX , lo cual es una práctica comercial habitual en la mayoría de los países fuera de los EE. UU., ya que aumenta la sostenibilidad de la fisión nuclear y reduce el volumen de residuos nucleares de alta actividad. ^{[ 54 ]}

Un tercio de la energía/fisión al final de la vida útil del combustible en un reactor térmico proviene del plutonio. El final del ciclo ocurre cuando el porcentaje de U-235 disminuye, el combustible primario que impulsa la economía neutrónica dentro del reactor, y esta disminución requiere combustible nuevo. Por lo tanto, sin cambios en el diseño, un tercio del combustible fisionable en una nueva carga de combustible puede ser plutonio fisionable de grado reactor, con un tercio menos de uranio poco enriquecido que se necesita agregar para continuar las reacciones en cadena nuevamente, logrando así un reciclaje parcial. ^{[ 55 ]}

Un haz de combustible MOX típico de plutonio de grado reactor con un 5,3 % de isótopos estables se transmuta al volver a quemarse, una práctica habitual en los reactores térmicos franceses, en plutonio de grado reactor con doble paso, con una composición isotópica del 40,8 % de isótopos estables ^.Pu y 30,6% ²⁴⁰Pu al final del ciclo (EOC). ^{[ 56 ] [ nota 2 ]} El plutonio de grado MOX (MGPu) generalmente se define como aquel que tiene más del 30 % ^{de 240}Pu . ^{[ 1 ]}

En los reactores térmicos existe una limitación en el número de ciclos de reciclaje , a diferencia de lo que ocurre en los reactores rápidos, ya que en el espectro de neutrones térmicos solo los isótopos de plutonio de masa impar son fisionables ; por lo tanto, los isótopos de masa par se acumulan en todos los escenarios de alto grado de quemado del espectro térmico. El plutonio-240 , un isótopo de masa par, es, dentro del espectro de neutrones térmicos, un material fértil como el uranio-238 , convirtiéndose en plutonio-241 fisionable tras la captura de neutrones; sin embargo, el plutonio-242 de masa par no solo tiene una baja sección transversal de captura de neutrones dentro del espectro térmico, sino que también requiere 3 capturas de neutrones antes de convertirse en un nucleido fisionable. ^{[ 55 ]}

Mientras que la mayoría de los reactores de neutrones térmicos deben limitar el combustible MOX a menos de la mitad de la carga total de combustible por razones de estabilidad nuclear, debido a que el diseño del reactor opera dentro de las limitaciones de un espectro térmico de neutrones, los reactores de neutrones rápidos , por otro lado, pueden usar plutonio de cualquier composición isotópica, operar con plutonio completamente reciclado y en el modo de " quemador " rápido, o ciclo de combustible, fisionar y así eliminar todo el plutonio presente en la reserva mundial de combustible gastado de un solo paso. ^{[ 57 ]} El diseño IFR modernizado, conocido como el concepto S-PRISM y el concepto de reactor de sal estable , son dos de estos reactores rápidos que se proponen para quemar/eliminar las reservas de plutonio en Gran Bretaña que se produjeron al operar su flota de reactores Magnox, generando la mayor reserva civil de plutonio de grado combustible/"grado reactor" del mundo. ^{[ 58 ]}

En la ecuación de Bathke sobre el "nivel de atractivo" del material nuclear apto para armas , la Figura de Mérito (FOM) que genera el cálculo sugiere que es improbable que los reactores reproductores rápidos de sodio alcancen el nivel deseado de resistencia a la proliferación, mientras que los reactores reproductores de sales fundidas tienen más probabilidades de hacerlo. ^{[ 59 ]}

En el ciclo del reactor reproductor rápido , o modo reproductor rápido, a diferencia del reactor de combustión rápida, el reactor francés Phénix demostró de manera única el reciclaje múltiple y la reutilización de su plutonio de grado reactor. ^{[ 60 ]} Conceptos de reactores similares y ciclos de combustible, siendo el más conocido el Reactor Rápido Integral , se consideran entre los pocos que pueden lograr de manera realista la "sostenibilidad a escala planetaria", alimentando un mundo de 10 mil millones, al tiempo que mantienen una pequeña huella ambiental. ^{[ 61 ]} En modo reproductor, los reactores rápidos se proponen a menudo como una forma de energía nuclear renovable o sostenible . Aunque la " economía del plutonio [de grado reactor] " que generaría, actualmente produce desagrado social y diversos argumentos sobre el potencial de proliferación en la mentalidad pública.

Como suele ocurrir en los reactores térmicos civiles europeos, un haz de combustible MOX con un 5,3 % de plutonio, producido mediante el reprocesamiento químico húmedo/PUREX convencional de un conjunto de combustible inicial que generó 33 GWd/t antes de convertirse en combustible nuclear gastado , crea, al quemarse en el reactor térmico, un combustible nuclear gastado con una composición isotópica de plutonio del 40,8 % ²³⁹Pu y 30,6% ²⁴⁰Pu . ^{[ 56 ] [ nota 2 ]}

Los cálculos indican que el rendimiento energético de un explosivo nuclear disminuye en dos órdenes de magnitud si el ²⁴⁰El contenido de Pu aumenta al 25% (0,2 kt). ^{[ 12 ]}

El reprocesamiento , que consiste principalmente en reciclar plutonio apto para reactores y reintroducirlo en la misma flota de reactores o en una más avanzada, se planificó en Estados Unidos en la década de 1960. En aquel entonces, se preveía que el mercado del uranio se saturaría y la oferta se reduciría, por lo que, junto con el reciclaje de combustible, se consideró que los reactores reproductores rápidos, más eficientes , eran necesarios de inmediato para aprovechar eficazmente las limitadas reservas conocidas de uranio. Con el tiempo, esta necesidad se volvió menos urgente debido a la disminución de las previsiones de demanda y al aumento de los descubrimientos de mineral de uranio. Por estas razones económicas, el combustible nuevo y la dependencia exclusiva de este seguían siendo más baratos comercialmente que el combustible reciclado.

En 1977, la administración Carter prohibió el reprocesamiento de combustible gastado, en un intento por sentar un precedente internacional, ya que en Estados Unidos existía la percepción de que conduciría a la proliferación de armas nucleares. ^{[ 62 ]} Esta decisión ha sido objeto de controversia y muchos físicos e ingenieros estadounidenses la consideran un error fundamental, que ha costado dinero al contribuyente estadounidense y a los fondos generados por los operadores de reactores nucleares de EE. UU. , con programas cancelados y una inversión de más de mil millones de dólares en la alternativa propuesta, el depósito de residuos nucleares de Yucca Mountain, que terminó en protestas, demandas y decisiones contradictorias dependiendo de la opinión de los presidentes entrantes. ^{[ 63 ] [ 64 ]}

Como contaminante "indeseable" desde el punto de vista de la fabricación de armas, ²⁴⁰El Pu se desintegra más rápido que el ^239.Pu , con vidas medias de 6500 y 24 000 años respectivamente, la calidad del plutonio aumenta con el tiempo (aunque su cantidad total también disminuye durante ese tiempo). Por lo tanto, físicos e ingenieros han señalado que, a medida que pasan cientos/miles de años, la alternativa a la "quema" en reactores rápidos o el reciclaje del plutonio de la flota mundial de reactores hasta que se consuma por completo, la alternativa a la quema más frecuentemente propuesta, la de los depósitos geológicos profundos , como el depósito de combustible nuclear gastado de Onkalo , tiene el potencial de convertirse en "minas de plutonio", de las cuales se podría obtener material apto para armas nucleares mediante una simple extracción PUREX , en los siglos o milenios venideros. ^{[ 67 ] [ 22 ] [ 68 ]}

Se considera que Aum Shinrikyo , que logró desarrollar los gases nerviosos Sarín y VX, carecía de la pericia técnica necesaria para desarrollar o robar un arma nuclear. De manera similar, Al Qaeda fue víctima de numerosos fraudes relacionados con la venta de residuos radiactivos y otros materiales no aptos para la fabricación de armas. La corporación RAND sugirió que su experiencia reiterada de fracaso y estafas posiblemente haya llevado a los terroristas a concluir que la adquisición de armas nucleares es demasiado difícil y costosa como para que valga la pena intentarla. ^{[ 69 ]}

• Bombas de hidruro de uranio : produjeron un rendimiento de aproximadamente 0,2 kilotones.

• El plutonio apto para reactores nucleares puede utilizarse para fabricar armas nucleares potentes y fiables , FAS , Richard Garwin, CFR , testimonio ante el Congreso, 1998
• Plutonio de grado reactor y de grado armamentístico en explosivos nucleares , Coalición Canadiense para la Responsabilidad Nuclear
• Armas nucleares y plutonio de reactores nucleares , Amory B. Lovins , 28 de febrero de 1980, Nature , vol. 283, n.º 5750, págs.  817-823
• Garwin, Richard L. (15 de junio de 1999). «El ciclo del combustible nuclear: ¿Tiene sentido el reprocesamiento?» . En B. van der Zwaan (ed.). Energía nuclear . World Scientific. pág.  144. ISBN 978-981-02-4011-0Sin embargo , no cabe duda de que el plutonio apto para reactores obtenido del reprocesamiento del combustible gastado de reactores de agua ligera ( LWR ) puede utilizarse fácilmente para fabricar armamento nuclear de alto rendimiento y gran fiabilidad, tal como se explica en la publicación de 1994 del Comité de Seguridad Internacional y Control de Armas (CISAC).
• Información adicional sobre la prueba subterránea de armas nucleares con plutonio apto para reactores.
• Por qué no se puede construir una bomba con combustible gastado
• Isótopos de plutonio: cuestiones de no proliferación y salvaguardias. Archivado el 8 de abril de 2015 en Wayback Machine.
• El plutonio como fuente de energía, por Arjun Makhijani, Instituto de Investigación Energética y Ambiental.