日本核材料问题研究.pdf
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日本核材料问题研究 中国军控与裁军协会 中国核科技信息与经济研究院 2015 年 9 月 前 言 2011 年 3 月，日本福岛核事故给当地民众生命安全及周边生态 环境带来了深重灾难，但日本政府没有及时、准确、全面向国际社 会公布其真实情况，后续影响至今未消，这引起了国际社会对日本 核设施与核材料安全的持续高度关注。 2014 年初，媒体报道日本境内长期贮存有 331 千克武器级核材 料钚；实际上，日本长期贮存大量敏感核材料，远远超出其实际需 要。日本核材料供需严重失衡的情况，引发国际社会的关注和质 疑。 日本为何要贮存如此巨量的核材料？如何保证其安全？如何有 效防止类似日本福岛核事故的灾难再次发生？如何确保上述材料只 用于和平目的？应采取什么样的措施解决日本核材料严重失衡问 题？人们对此纷纷提出疑问，遗憾的是日本政府一直没有正面作出 回答。 2015 年 9 月，日本国会正式通过新安保法案。近年来，日本右 倾势力不断否认侵略历史，鼓吹修改“和平宪法” ，这引起了爱护和 平的人们的警觉。国际社会就日本贮存武器级核材料及核材料供需 严重失衡等问题提出质疑，就反映了这种忧虑。一段时间以来，不 断有专家学者建议并鼓励我们就日本核材料情况发表报告，向国内 I 各界以及国际社会展现一个全面、翔实的情况，从学术角度传递出 中国学者关注日本核材料情况、关注核安全与核安保、关注核扩散 风险的明确信息，并传递出中国学者维护和平、反对日本拥核的坚 定声音。 鉴于上述，我们起草了此《日本核材料问题研究》报告。报告 除客观介绍日本核材料基本情况外，还分析了日本大量贮存敏感核 材料带来的问题和隐患，并提出了我们对解决相关问题的看法和建 议。我们希望报告能为有关政府部门、研究机构及普通民众了解相 关情况带来帮助，也能为有关问题的最终解决尽一点绵薄之力。 今后我们会继续关注日本核材料问题，对报告予以更新，并争 取逐年发布。报告中的数据及素材均来自于公开资料，不足之处在 所难免，我们欢迎读者不吝赐教。 报告编写过程中得到了国内外有关专家学者的帮助，也参考了 一些国际同行的研究成果，在此一并表示谢忱。 中国军控与裁军协会 中国核科技信息与经济研究院 2015 年 9 月 II 目 录 摘 要............................................................................................................... 1 一、日本钚材料情况 ................................................................................... 2 （一）关于钚材料问题的相关概念 ............................................................ 3 1. 钚材料是什么？ ............................................................................... 3 2. 关于“直接使用材料”的定义 .......................................................... 3 3. 《钚管理导则》 ............................................................................... 3 4. 核安全峰会 ...................................................................................... 4 （二）日本钚材料数量 .............................................................................. 4 1. 未经辐照分离钚详细库存 ................................................................. 7 2. 2014 年未经辐照分离钚的使用与库存量增减情况............................ 7 （三）日本钚生产能力 ............................................................................ 11 1. 反应堆产钚能力 ............................................................................. 12 2. 后处理设施产钚能力 ...................................................................... 16 二、日本铀材料情况 ................................................................................. 23 （一）关于铀材料的定义 ......................................................................... 23 （二）天然铀供需情况 ............................................................................ 23 （三）低浓铀生产 ................................................................................... 24 （四）研究堆用高浓铀 ............................................................................ 26 三、日本钚材料供需情况 ......................................................................... 27 （一）钚使用政策及实际使用情况 .......................................................... 27 （二）未来分离钚库存预计将迅速增加 ................................................... 28 III 四、国际社会对日本核材料问题的看法 ................................................ 29 （一）各国政府的反应 ............................................................................ 29 1. 中国 ............................................................................................... 30 2. 韩国 ............................................................................................... 30 3. 俄罗斯............................................................................................ 31 4. 美国 ............................................................................................... 31 （二）学术界的看法 ................................................................................ 31 五、日本核材料供需失衡引发的问题 .................................................... 33 （一）核安全风险 ................................................................................... 33 （二）核扩散风险 ................................................................................... 33 （三）核恐怖主义风险 ............................................................................ 34 六、解决日本核材料供需严重失衡问题的途径 ................................... 35 （一）妥善处理现有核材料库存 .............................................................. 35 （二）减少核材料增长 ............................................................................ 36 （三）加强核材料透明度 ......................................................................... 36 （四）加强核设施安全和安保.................................................................. 37 IV 日本核材料问题研究 摘 要 日本拥有47.8吨敏感度极高的分离钚,其中有10.8吨存于日本国 内，足够制造约1350枚核武器（8千克/枚）。此外，日本还拥有约 1.2吨研究用高浓铀。 上世纪90年代初，日本宣布旨在实现供需平衡的“无剩余钚” 政策，但20余年来分离钚总量不但没有减少，反而增长了一倍。建 设中的六个所后处理厂一旦启动，日本分离钚的年生产能力可以达 到8吨。 日本贮存大量核材料，供需严重失衡，引发了严重的核扩散、 核安全以及核恐怖主义等风险。国际上不少专家普遍认为，以日本 的核能力，其一旦做出政治决断，将可在短时间内造出核武器。日 本的自然条件恶劣，地震多发，核设施管理不良，贮存的敏感核材 料越多，发生安全事故的隐患也越大，可能对自身及周边国家安全 产生严重影响。日本的核材料一旦被恐怖分子获取，将产生严重的 核恐怖主义威胁。 作为《不扩散核武器条约》无核武器缔约国，日本有和平利用 核能的权利。同时，日本应采取负责任态度，正视上述风险和国际 社会的关切，采取措施妥善处理现有核材料库存，减少核材料增 长，实现核材料供需平衡，同时加强核材料管理的透明度，加强核 设施安全与安保，并主动接受国际原子能机构更严格的监管。 1 日本核材料问题研究 一、日本钚材料情况 根据国际原子能机构《钚管理导则》公布的各国截至2013年底 拥有的分离钚数量，日本居世界第五位（见图1）。日本政府2015年7 月公布了本国钚材料最新统计数据,并于8月向国际原子能委员会提 交了钚管理情况报告， [ 1]截至2014年12月31日，日本拥有未经辐照 的分离钚47.8吨，其中10.8吨贮存在国内，其余的37吨贮存在法国 和英国。此外，日本贮存的乏燃料中还有161吨未分离的钚。 120 100 吨 分 离 钚 80 2013年 60 2012年 40 20 0 英国 法国 俄罗斯 美国 日本 中国 图 1 日本及其他国家向IAEA申报的分离钚数量情况[2,3,4,5] 综合上述数据，按照国际原子能机构的定义 [ 6]，日本拥有“直 接使用材料”的钚共计208.8吨。仅国内贮存的10.8吨分离钚就足够 制造1350枚核弹头（8千克/枚）[7]。 日本核燃料有限公司下属的六个所后处理厂计划于2016年3月启 动，并在2019年实现全规模运行[8]，此后每年将生产8吨分离钚。数 量巨大并且可能持续增加的钚库存，使得日本曾经宣称的“无剩余 2 日本核材料问题研究 钚”政策成为空谈。 （一）关于钚材料问题的相关概念 1. 钚材料是什么？ 钚的化学元素符号是Pu，在自然界中仅随铀矿痕量存在，不到 11 铀含量的1/10 ，无法开采。因此，任何钚都由人工制造[9]。 钚共有15种同位素（中子数从232到245），其中最重要的是钚239和钚-238。前者是核武器的重要装料，同时也可以作为核燃料， 后者是放射性同位素电池的重要原料。 钚可以由反应堆大量生产。一个电功率1000兆瓦的热中子反应 堆每年可生产钚200千克以上[10]。目前世界上一些核工业国家从生产 I 堆或动力堆乏燃料中已经分离出了大量钚。随着快堆 逐渐走向工业 应用，钚的来源将更加广泛[11]。 2. 关于“直接使用材料”的定义 国际原子能机构对“直接使用材料”的定义[ 12]是：不经过嬗变 或进一步浓缩就可以用于制造核爆炸装置的核材料。它包括各种丰 度的钚 II、高浓铀和铀-233。未经辐照的钚（包括铀钚混合氧化物燃 料，即“MOX”燃料中包含的钚）和乏燃料中的钚均属于“直接使用 材料” 。前者通过后处理厂分离获得，因其更易于制造核爆炸装置而 具有更大的风险。 3. 《钚管理导则》 国际原子能机构于1998年3月16日正式发布了《钚管理导则》 （Guidelines for the Management of Plutonium，INFCIRC/549）[13]。 该导则旨在确保钚的安全和有效管理，要求参加国定期发布钚存量 I 快堆是快中子增殖反应堆的简称，指主要由快中子引起裂变的核反应堆。快堆可以用高 浓铀或钚作燃料。通过快中子能够使燃料中的铀-238 转换成新的易裂变核素钚-239，实现 核燃料增殖，因此快堆能够大幅提高铀资源的利用率。 II 钚-238 丰度超过 80%的钚除外。 3 日本核材料问题研究 信息，包括提交关于所持有的未经辐照钚的数量和反应堆乏燃料中 钚估算量的年度报告，并要求各国做到核材料供需平衡（Balancing supply and demand of nuclear material）。该导则适用于所有和 平目的核活动中的钚，以及各国政府已经确定不再用于国防目的的 钚。 日本政府于1997年12月1日便向国际原子能机构发照，承诺将遵 守国际原子能机构《钚管理导则》 ，确保日本管辖下的钚同其他核材 料一样得到安全有效管理，并认为应建立相似导则，以规范高浓铀 的管理。此后，日本政府每年向国际原子能机构提交截至上一年年 底（12月31日）关于其政府拥有的民用未辐照钚和核电反应堆乏燃 料中包含的钚的年度声明。[1] 4. 核安全峰会 核安全峰会（Nuclear Security Summit）是旨在倡导核安全和 打击防范核恐怖主义的全球性领导人会议，首届于2010年4月在美国 华盛顿举行，第二届于2012年3月在韩国首尔举行。 第三届核安全峰会于2014年3月24日在荷兰举行。在这次峰会的 公报中，所有成员国一致呼吁，各国应根据本国需要将分离钚存量 保持在最低水平。 （二）日本钚材料数量 从1993年到2014年，日本的分离钚数量翻了一倍。图2显示了日 本的分离钚库存总量在此阶段呈现出的增长趋势。 根据日本政府2015年8月向国际原子能机构提交的钚管理情况报 告 [1]，截至2014年12月31日，日本拥有的未经辐照分离钚的总数量 为47.8吨（见表1），其中37吨贮存在国外，10.8吨贮存在国内，与 2013年底相比增加了0.7吨，相比2012年增加了3.6吨。 4 日本核材料问题研究 60 50 40 30 20 10 0 1993 1994 1996 1998 2000 2001 2002 2004 2006 2008 2010 2011 2012 2013 2014 拥有的总分离钚数量 国内分离钚数量 图 2 日本国内贮存分离钚数量变化[1,14] 表 1 日本 2015 年 7 月公布的国内钚数量情况[1] 钚的种类 未经辐照的 钚的数量（截至 2014 年 12 月 31 日） 后处理厂 分离钚 4.3 吨 民用反应堆 民用反应堆 乏燃料中钚 场址贮存的 乏燃料中 核燃料制造与加工 反应堆场址贮存的未辐 流程中或产品半成 照 MOX 燃料及其他产品 品中包含的钚 中包含的钚 3.0 吨 3.1 吨 后处理厂贮存的乏 燃料中 其他 0.4 吨 其他（研究设施等） 的估算值 134 吨 27 吨 少于 0.5 吨 日本原子能委员会2015年7月公布的报告——《我国钚管理情况》 [ 15] ，提供了日本截至2014年12月31日各个相关场址贮存的详细钚数 量情况，如图3所示。 5 图 3 截至 2014 年底日本分离钚在核设施中的分布情况 日本核材料问题研究 6 日本核材料问题研究 日本截至2014年12月31日的未经辐照分离钚库存详细数量与使 用情况如下： 1. 未经辐照分离钚详细库存 日本截至2014年底拥有的未经辐照分离钚相比2013年增加了 0.662吨。主要是日本在国外后处理分离钚数量增加导致。截至2014 年底，日本在英国贮存的分离钚达到20.696吨，相比2013年增加了 0.694吨，在法国贮存的分离钚达到16.278吨，相比2013年减少了32 千克。2014年日本国内总的分离钚数量没有变化。 以上情况详见表2、表3和表4。 2. 2014 年未经辐照分离钚的使用与库存量增减情况 日本与分离钚相关的设施包括东海后处理设施、六个所后处理 厂、MOX 燃料制造设施，以及常阳快堆、文殊快堆、核电反应堆和 其他研究堆。2014年1月1日至12月31日，日本未经辐照分离钚的使 用数量为零。日本分离钚数量的具体变化情况如下： 后处理设施的分离钚量变化 0 反应堆中钚的装载量变化 0 各设施流程中钚数量变化 2 国外返回钚总数量 0 从反应堆中卸出的钚 0 钚的变化量 2 （单位：千克） 表5、6、7、8展示了这些设施2014年度钚数量变化的详细情况。 7 日本核材料问题研究 表 2 日本国内未经辐照分离钚的详细库存* （单位：千克） 设施名称 日本原子能 日本核燃料有 开发机构东 限公司六个所 海后处理厂 后处理厂 合计 后处理设施 以硝酸钚形式存在的钚 577（664） 284（283） 862（947） 以氧化物形式存在的钚 131（84） 3329（3329） 3460 （3412） 709（748） 3613（3611） 4322 （4359） 467（496） 2348（2347） 2815 （2843） 明细 合计 其中易裂变钚的量 设施名 燃料加工设施 明细 日本原子能开发机构燃料加工设施 钚氧化物的贮存容器 1974（1937） 钚试验和处理阶段 983（981） 新燃料组件等 （燃料成品贮存设施） 446（446） 3404（3364） 合计 其中易裂变钚的量 2361（2333） 核反应堆设施 核反应堆设施名称 常阳 核反应堆设施中贮存的 新燃料组件中包含的钚 134 （134） 文殊 核电反应 堆 31 2501 444 （31） （2501） （444） 3109（3109） 合计 其中易裂变钚的量 2133（2133） 10835（10833） 合计 其中易裂变钚的量 *括号中为截至 2013 年底的钚数量 8 研究堆 7310（7309） 日本核材料问题研究 表 3 反应堆贮存和堆内装料中分离钚详细数量 （单位：千克） 贮存的钚 反应堆 分离钚数量 包含的 易裂变钚数量 日本原子能开发 常阳 134 98 机构 文殊 31 21 福岛第一核电厂 3 号反应堆 — — 柏崎刈羽核电厂 3 号反应堆 205 138 213 145 高滨核电厂 3 号反应堆 901 585 高滨核电厂 4 号反应堆 184 110 198 136 801 516 331 293 87 72 15 11 11 9 东京电力公司 中部电力公司滨冈核电厂 4 号反应堆 关西电力公司 四国电力公司 伊方町核电厂 3 号反应堆 九州电力公司 玄海核电厂 3 号反应堆 日本原子能研究机构 东海研发中心核研所， 快中子临界实验装置 日本原子能研究机构 研发 设施 大洗重水临界实验装置 日本原子能研究机构 东海研发中心核研所， 静态试验临界设施和 瞬态试验临界设施 其他的研发设施 9 日本核材料问题研究 表 4 国外贮存的分离钚库存* （单位：千克） 贮存国家 分离钚量 其中易裂变钚的量 在英国回收的部分 20696（20002） 13939（11622） 在法国回收的部分 16278（16310） 10572（10604） 合计 36974（36312） 24511（24130） *括号中为截至 2013 年底的钚数量 表 5 日本原子能开发机构东海后处理设施 （单位：千克） 从后处理厂分离和纯化流程到铀钚混合氧化物材料的贮存 2014 年 1 月 1 日（2013 年底）的库存量 748 变化明细 分离增量（2013 年 1 月 1 日—12 月 31 日） 0 支出减量（2013 年 1 月 1 日—12 月 31 日） -39 后处理设施的变化量 0 钚数量增减明细 转为稳定废物 -0.1 从稳定废物回收 0 钚正常衰变 -1.1 测量处理 0 MUF 1.2 2014 年 12 月 31 日的库存量 709 表 6 日本原子能开发机构 MOX 燃料制造厂 （单位：千克） 从 MOX 燃料粉末到燃料组件 2014 年 1 月 1 日（2013 年底）的库存量 变化明细 接收增量（2014 年 1 月 1 日—12 月 31 日） 39 支出减量（2014 年 1 月 1 日—12 月 31 日） 0 燃料制造设施生产流程中钚数量变化 1 收支差异 0 转为稳定废物 0 从稳定废物回收 0 钚数量增减明细 钚正常衰变 -0.6 MUF 1.4 2014 年 12 月 31 日的库存量 10 3364 3404 日本核材料问题研究 表 7 反应堆设施 （单位：千克） 常阳、文殊快堆，核电反应堆及研究堆 2014 年 1 月 1 日（2013 年底）的库存量 3109 变化明细 接收增量（2014 年 1 月 1 日—12 月 31 日） 0 装载减量（2014 年 1 月 1 日—12 月 31 日） 0 支出减量 0 取出未辐照的 MOX 燃料增量 0 2014 年 12 月 31 日的库存量 3109 表 8 日本核燃料有限公司六个所后处理厂 （单位：千克） 从后处理厂分离和纯化流程到铀钚混合氧化物材料的贮存 2014 年 1 月 1 日（2012 年底）的库存量 3611 变化明细 分离增量（2013 年 1 月 1 日—12 月 31 日） 0 支出减量（2013 年 1 月 1 日—12 月 31 日） 0 后处理设施流程中钚的变化量 2 转为稳定废物 0 从稳定废物回收 0 钚正常衰变 -0.9 测量处理 0 钚样品接收 0.1 MUF 2.5 钚数量增减明细 2014 年 12 月 31 日的库存量 3613 （三）日本钚生产能力 核燃料在反应堆中经过辐照后，变成乏燃料卸出，在后处理厂 进行分离，就能够提取出纯钚产品。 日本是无核武器国家中唯一拥有完整核燃料循环工业的国家， 不仅拥有数量庞大的核电反应堆，同时还拥有2座快堆，以及1座离 11 日本核材料问题研究 心铀浓缩工厂和2座乏燃料后处理工厂，钚材料生产能力较强。 1. 反应堆产钚能力 日本能够生产钚的反应堆主要包括核电反应堆与快堆。 （1）核电反应堆 目前日本可运行核电机组43套，其中沸水堆（BWR）机组18套， 先进沸水堆（ABWR）机组4套，压水堆（PWR）机组21套，总装机容 量为40.48GWe；另有在建ABWR机组2套，总装机容量2.756GWe[16]。 日本沸水堆装机容量共计22.523GWe，压水堆共计17.967GWe。 根据美国能源部研究报告[ 17]中计算轻水堆卸出乏燃料中钚数量的方 法（见表9），假设产钚能力与堆功率为正比关系，估计日本沸水堆 年产钚量可以达到约4.91吨，压水堆年产钚量可以达到约3.49吨， 合计年产钚能力约8.4吨。 表 9 典型核电压水堆与沸水堆的产钚能力估计[17] 反应堆 类型 在世界核电 反应堆中所 占比例（%） 239 功率 年产钚量 Pu 含量 （MWe） （kg） （wt%） 单位功率 年产钚量 （kg/MWe） PWR 63.0 1000 218.2 51.1 0.2182 BWR 19.0 1000 194.1 46.9 0.1941 福岛核事故发生后，日本绝大部分核电反应堆都处于关闭状 态，只有大阪核电厂的3号和4号机组于2012年7月重新启动运行，两 个机组装机容量为2.254GWe。2013年两座反应堆再次停止运行，进 行安全审查。日本政府2014年4月发布《能源基本计划》[18]，将核电 定义为“重要的基础负荷电源（key base-load power source）”， 并明确表示要推动核电重启。2015年4月，日本政府发布“电力生产 计划草案”，明确到2030年将核电比例恢复至20％～22％[19]。 日本核电重启已迈出第一步。日本核安全管理局于2015年5月27 12 日本核材料问题研究 日正式批准了对九州电力公司川内核电厂1号和2号机组的安全审 查。该核电厂1号机组随后于7月初装料，并于8月中旬正式启动运 营，使其成为日本新安全标准下重启的首座核电机组[20]。 （2）快堆产钚能力 增殖快堆在运行过程中，其核燃料的增殖区会产生钚-239，进 而得到钚-239含量比武器级钚更高的优质军用钚（通常被称为“超 级钚” ） [21]，用这种钚制造的核武器性能会更好。 日本的快堆技术研发起步早，从1961年到1994年一直积极进行 快堆方面的研发。1967年起，快堆开发一直被作为日本核计划的主 要目标之一。 日本共建造运行了两座快堆——常阳实验快堆与文殊原型快 堆。 常阳实验快堆 1970年3月，日本开始在茨城县大洗町建造第一座快堆——常阳 实验快堆（见图4） 。 该堆于1977年4月达到临界，1978年开始运行，输出热功率为 50MW，分别在1979年、1983年和2000年对堆芯进行改造，反应堆功 率依次提升至75MW、100MW 和140MW。该堆以钠作为冷却剂，采用 MOX 燃料。 常阳实验快堆最初的堆芯设计包含了增殖区。1994年该堆改变 堆芯设计，消除了增殖区。在常阳快堆改变堆芯结构前十几年的运 行中，增殖区是否产生了一定数量的优质军用钚一直是国际上关注 的一个问题。拆除增殖区后，常阳快堆暂不具备超级钚的生产能 力。2007年，由于堆芯部分部件发生损毁，常阳快堆被关闭。 13 日本核材料问题研究 图 4 常阳实验快堆[22] 文殊原型快堆 常阳实验快堆的实验结果与运行经验，为文殊原型快堆的开发 提供了极有价值的数据。1985年，日本开始在福井县敦贺市建造文 殊原型快堆（见图5）。 文 殊 堆 是 一 座 原 型 钠 冷 快 堆 ， 设 计 热 功 率 714MW ， 电 功 率 280MW，采用MOX燃料[23]。 1994年，文殊堆开始运行，但紧接着在1995年因冷却系统中发 生钠泄漏而停运。日本核安全委员会把这次事件定为国际原子能机 构核事件分级表的“0”级事件。 1995年12月8日，文殊快堆发生液态钠泄漏。当时该堆正在以额 定功率运行，事件发生后被迫降功率运行并最终手动停堆。经紧急 检查，发现二回路冷却系统管道室冷却管道上的钠温度传感器下面 的地板上泄漏了大约有一吨钠的固化物。虽然此次事件没有造成放 14 日本核材料问题研究 射性污染,但是腐蚀性很强的钠冷却剂泄漏是很危险的，此次文殊快 堆二回路冷却系统钠泄漏是十分严重的事件。日本示威群众要求关 闭此快堆，反核者则要求终止此项目[24]。 图 5 文殊原型快堆[25] 日本时任内阁官房长官野坂浩贤在新闻发布会上表示，在确认 文殊快堆的安全性之前，该堆不宜再次运行[26]。 10年后，即2005年9月，文殊快堆改造工程开始着手进行。但由 于长时间未能解决钠泄漏探测器假警报，重启计划一直拖延。2010 年5月6日，文殊快堆在因冷却剂泄漏而停堆14年之后，日本政府再 次批准该堆重启。然而短暂重启后，同年8月份该堆在换料时再次发 生吊架垮塌事故，反应堆被迫停止运行。2011年日本福岛核事故 后，由于相关的安全考虑，日本核安全管理局（NRA）叫停了该堆的 重启工作，要求日本原子能开发机构重建文殊堆的维护与安全管理 系统[27]。2013年9月，安倍政府再次发布了新的文殊研究计划[28]，表 明日本政府仍打算重启文殊快堆。 15 日本核材料问题研究 日本快堆是否产出军用钚？ 理论上，在快堆反射层装入铀-238燃料元件，可产生钚-239丰 度大于97％的超级钚 [20, 29]。日本原子能开发机构公开信息显示，在 1984年曾经对常阳快堆的乏燃料进行后处理[ 30]，回收其中的钚。在 国际上，也有专家对日本是否利用快堆产出或产出了多少超级钚提 出质疑。据美国专家分析[ 31]，日本可能利用常阳实验快堆，在1994 年改变堆芯结构前积累了40千克超级钚；利用文殊原型快堆，在 1995年发生钠冷却剂泄漏前累积了10千克超级钚，共50千克。国际 学术界需要日本政府就此问题做出明确回答。 2. 后处理设施产钚能力 日本共建造过两座乏燃料后处理厂：东海后处理厂与六个所后 处理厂。 2014年11月，日本原子能开发机构发布消息称将关闭东海 后处理厂[ 32]，而于1993年开始建造的六个所后处理厂经历了第21次 延迟启动后，最新计划到2016年初启动正式运行，2019年实现全规 模运行 [8]，届时日本乏燃料处理能力可以达到800吨重金属/年 [ 33]， 年分离钚最多可达8吨。 东海后处理厂 日本东海后处理厂是日本的第一座后处理厂（图6），为日本后 处理技术的发展做出了重要贡献。 东海后处理厂由法国高杰马公司（后来并入阿海珐集团）下属 的圣戈班（SGN）设计，于1977年开始运行。该厂实际处理能力为90 吨/年 [33] ，采用普雷克斯（PUREX）流程，产品为三氧化铀和硝酸 钚。1981年开始处理商业核电厂乏燃料，到2006年转型为后处理工 艺研究验证设施，包括负责快堆 MOX 燃料后处理的研发。日本原子 能开发机构利用该厂继续进行高燃耗燃料、MOX 燃料和已经关闭的 普贤先进热堆（ATR）燃料的“试验性”后处理活动。 16 日本核材料问题研究 图 6 东海后处理厂[34] 从1977年启动至2006年转为研究设施，东海后处理厂累计后处 理了大约1140吨乏燃料，相当于东海后处理厂运行期间，平均每年 处理42吨乏燃料。已处理乏燃料包括：来自核电反应堆的644吨沸水 堆燃料和376吨压水堆燃料、来自普贤先进热堆的82吨铀燃料和29吨 MOX燃料以及来自日本动力示范堆（JPDR）的9吨乏燃料[ 35]。东海后 处理厂的乏燃料处理历史情况如图7所示。 福岛核事故之后，为满足新的监管标准，改造工厂安全设施需 要投入约1000亿日元（9.15亿美元） ，如此高昂的费用促使日本原子 能开发机构做出永久关闭该厂的决定[32]。2014年9月29日，日本宣布 将永久关闭东海后处理厂的首端，原预计在2015年提出整体退役计 划，截至2015年8月尚未见该设施退役的公开消息。 17 日本核材料问题研究 处理量（吨） 120 BWR ATR(MOX) 100 80 BWR PWR ATR(UO2) ATR(MOX) JPDR PWR JPDR ATR(UO2) Cumulation 累计处理量（吨） 1200 1140 吨 1000 644t 376t 82t 29t 9t 800 60 600 40 400 20 200 0 1977 年 年度 2012 年 0 图 7 东海后处理厂乏燃料处理情况 注释：BWR 沸水堆，PWR 压水堆，ATR（UO2）普贤先进热堆铀燃料，ATR（MOX） 普贤先进热堆铀钚混合氧化物燃料，JPDR 日本动力示范堆 值得注意的是，东海核场址的 JCO 公司核燃料制造设施于1999 年发生临界事故，导致两人死亡，超过600名工人和大量民众受到辐 照，对当地民众造成严重伤害。日本原子能开发机构关于关闭东海 后处理厂的决定，就是在1999年核事故15周年前一天宣布的。 日本原子能开发机构于2014年9月29日表示，贮存在东海核场址 的包括普贤先进热堆 MOX 燃料在内的120吨乏燃料，未来可能运往海 外进行后处理，最有可能的是阿海珐集团的阿格后处理厂。[35] 六个所后处理厂 日本六个所后处理厂是无核武器国家中唯一的大规模商业乏燃 料后处理厂（见图8），设计处理能力800吨重金属/年，每年可产出8 吨钚。 六个所后处理厂的建造、启动过程拖延多年，特别是由于存在 严重安全隐患，且已发生了严重的安全事故，而日本对钚的使用并 无可行的规划，启动该厂一直受到国际社会以及日本国内的强烈反 对。 18 日本核材料问题研究 图 8 六个所后处理厂概貌[36] 六个所后处理厂主要采用法国阿格 UP3后处理厂的普雷克斯流 程，有两种产品形式，即铀钚混合氧化物和二氧化铀。工厂的设计 寿命为40年（英国索普后处理厂、法国阿格 UP3后处理厂均为25 年）。 六个所后处理厂除主流程工艺引进了法国阿海珐的技术以外， 其减压蒸发系统来自英国核燃料有限公司（BNFL），除碘系统由德国 KEWA 公司提供技术。 特别要强调的是其高放废液玻璃固化工艺来自日本原子能开发 机构基于东海后处理厂而开发的技术。图9显示了六个所后处理厂的 简要流程以及技术引进情况。 19 日本核材料问题研究 排气处理 接收与贮存 剪切与溶解 分 离 纯 化 铀脱硝 产品贮存(UO3) 铀钚共脱硝 产品贮存(MOX) 乏燃料 MOX 粉末 铀 高放废液浓缩 酸回收 钚 裂变产物 高放废液玻璃固化 图 9 六个所后处理厂流程示意图[37] 日本核燃料有限公司于1993年开始建设六个所后处理厂，2002 年完成建造并开始调试，2006年启动热试（见图10），迄今累计耗资 约200亿美元。 图 10 六个所后处理厂的建造时间表 日本计划六个所后处理厂运行后，乏燃料将全部在国内进行处 理（目前主要是委托英国和法国处理） 。图11显示了六个所后处理厂 水池接收乏燃料的情况。目前该厂已经累计接收了3384吨乏燃料[ 38]。 20 日本核材料问题研究 吨铀 600 540 524 500 425 400 340 391 312 300 265 239 200 96 100 0 8 24 98 99 93 85 0 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 18 13 25 12 13 14 0 15 图 11 六个所后处理厂 1998—2015 年接收乏燃料情况[39] 六个所后处理厂的热试工作遇到很多困难，主要是玻璃固化设 施的设计问题，致使热试工作多次中断。六个所后处理厂于2006年 11月生产出第一批铀钚混合氧化物粉末，玻璃固化设施的调试也从 2007年11月开始。但是，该设施在调试过程中多次发生故障，甚至 发生了134升高放废液泄漏的事故 [ 40] ，而且泄漏持续了12天才被发 现，充分反映了工厂安全性的不足。 2011年福岛核事故之后，六个所后处理厂的安全性面临更加严 格的审查。尽管日本核燃料有限公司表示玻璃固化设施的问题已经 基本得到解决，但由于安全审查尚未完成，六个所后处理厂原计划 2014年10月正式启动被再次推迟到2016年初，计划到2019年实现工 厂满负荷运行。 表10为日本核燃料有限公司的六个所后处理厂最新运行计划 [41]。 21 22 合计 2016 年度 2015 年度 2014 年度 项目 BWR 0 PWR 6 BWR 2 PWR 0 BWR 2 PWR 6 BWR 2 PWR 3 BWR 2 PWR 3 BWR 4 PWR 6 BWR 2 PWR 3 BWR 2 PWR 3 BWR 4 PWR 6 BWR 10 PWR 18 BWR 0 PWR 14 BWR 11 PWR 0 BWR 11 PWR 14 BWR 12 PWR 7 BWR 12 PWR 7 BWR 24 PWR 14 BWR 12 PWR 7 BWR 12 PWR 7 BWR 24 PWR 14 BWR 58 PWR 41 上 期 下 期 合 计 下 期 上 期 合 计 下 期 上 期 合 计 铀数量 （吨） 名称 所在地 乏燃料接收量 燃料组件 数量(个) 工厂或办 公室 PWR 218 BWR 847 PWR 218 BWR 847 PWR 218 BWR 376 PWR 0 BWR 471 PWR 0 BWR 0 PWR 0 BWR 0 PWR 0 BWR 0 PWR 0 BWR 0 PWR 0 BWR 0 BWR 0 PWR 0 燃料组件 数量(个) PWR 96 BWR 144 PWR 96 BWR 144 PWR 96 BWR 64 PWR 0 BWR 80 PWR 0 BWR 0 PWR 0 BWR 0 PWR 0 BWR 0 PWR 0 BWR 0 PWR 0 BWR 0 BWR 0 PWR 0 铀数量 （吨） PWR 3281 BWR 7761 PWR 3281 BWR 7761 PWR 3281 BWR 7761 PWR 3492 BWR 8126 PWR 3486 BWR 8585 PWR 3486 BWR 8585 PWR 3479 BWR 8573 PWR 3472 BWR 8561 PWR 3472 BWR 8561 BWR 8550 PWR 3472 燃料组件 数量(个) PWR 1395 BWR 1344 PWR 1395 BWR 1344 PWR 1395 BWR 1344 PWR 1488 BWR 1406 PWR 1485 BWR 1484 PWR 1485 BWR 1484 PWR 1482 BWR 1482 PWR 1479 BWR 1480 PWR 1479 BWR 1480 BWR 1478 PWR 1479 铀数量 （吨） 后处理办公室 青森县上北郡六个所 后处理量 期末库存量 4846 4846 2858 1989 0 0 0 0 0 0 生产量 （kg） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 交付量 （kg） 257 257 146 111 0 0 0 0 0 0 生产量 （kg） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 交付量 （kg） 后处理设备名 年最大处理量 钚产品 铀产品 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 11502 11502 11502 8645 6656 6656 6656 6656 6656 6656 620991 620991 620991 474624 364022 364022 364022 364022 364022 364022 — — — — — — — — — — 后处理设备 800 t·Upr 其他有用材料 届时库存量 其他有用 生产量 交付量 钚产品 铀产品 材料 （kg） （kg） （kg） （kg） （kg） 表 10 日本核燃料有限公司 2014 年 10 月公布的六个所后处理厂运行计划 日本核材料问题研究 日本核材料问题研究 二、日本铀材料情况 日本铀矿资源比较贫乏，开采成本较低的铀矿仅有6600吨，且 仅开采生产了84吨。日本核电所需的低浓铀仍主要依靠进口。日本 国内有一座商业规模铀浓缩厂运行，目前正在安装新型离心机级 联，截至2014年6月能力达到1050吨分离功/年，预计2022年达到 1500吨分离功/年。 日本的研究堆和临界装置使用的是美国和英国提供的约2500千 克高浓铀，其中部分达到武器级，日本已向两国返还了一部分，但 仍保留1200～1400千克高浓铀。 （一）关于铀材料的定义 铀化学符号为U，原子序数为92。铀具有放射性，铀-238（天然 丰度99.27％）和铀-235（天然丰度0.72％）两种同位素最为常见。 铀-235能够自发裂变，也可被慢中子撞击而裂变，如果其质量超过 临界质量，就能够维持核链式反应，这一特性使它可用于制造核裂 变武器和核能发电。铀-238在快中子撞击下能够裂变，如吸收中子 也能在反应堆中生成钚-239。[42] 根据国际原子能机构定义，铀-235丰度达到或高于20％的铀称 为高浓铀，认为高浓铀可以直接用作武器装料。 （二）天然铀供需情况 福岛核事故前，日本核电占全国发电总量30％左右。福岛核事 故后日本核电机组陆续关停，2012年核电总发电量仅占2.1％，2013 年仅占1.7％，2014年则处于无核电状态[43]。2015年下半年开始逐步 重启核电反应堆。 日 本 核 电 发 电 量 2009年 263.1TWh、 2010年 280.3TWh、 2011年 156.2TWh、2012年17.2TWh、2013年14TWh。福岛核事故前，世界核 23 日本核材料问题研究 协会预测日本2011年核燃料需求量会达到历史最高值8195吨铀（1吨 铀相当于1.18吨八氧化三铀） 。[44]实际上，2011年3月到2015年8月， 日本核反应堆绝大部分都处于关闭状态。虽然铀需求已经大幅降 低，但日本仍然贮存了大量的铀。 日本核电所需要的铀资源主要来自澳大利亚、加拿大、哈萨克 斯坦等国家。同时，日本公司也在大力投资海外铀资源项目，日本 公司在哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、澳大利亚、纳米比亚等国的铀 资源公司都持有一定的股份。[45] （三）低浓铀生产 日本大部分铀浓缩服务依靠进口，但目前拥有一座商业规模铀 浓缩厂，即隶属日本核燃料有限公司的六个所铀浓缩厂（见图12）。 六个所商业铀浓缩厂1992年开始运行，起初采用马氏体钢的离 心机建造铀浓缩级联，截至1998年共计建成7个级联（每个级联能力 为150吨分离功/年） ，年生产能力可能达到了1050吨分离功。从2000 年起这些级联因离心机质量问题开始陆续关停，到2010年12月所有7 个级联全部关停。 为替代老式离心机，日本核燃料有限公司开发了使用碳纤维材 料的新型离心机，新设计称为 Shingata。2007年11月，新型离心机 开始中试级联试验。日本核燃料有限公司于2008年3月开始建设组装 和制造新型离心机的工厂（见图13）。2008年12月，日本核燃料有限 公司向日本经济产业省递交了使用新离心机生产低浓铀的申请， 2010年1月获得新型离心机运行许可。2012年3月，第一套采用新型 离心机的级联投入运行。 24 日本核材料问题研究 图 12 六个所铀浓缩厂外景（2010 年拍摄，JNFL） 图 13 离心机制造组装工厂 根据世界核协会2015年7月公布的信息，到2014年6月，六个所 铀浓缩厂采用新型离心机已经实现浓缩能力为1050吨分离功/年，预 计2022年达到1500吨分离功/年（每年约可生产丰度5％的低浓铀200 吨） 。自1995年至2015年7月，该厂共运出低浓铀1698吨[46]（见图14） 。 25 日本核材料问题研究 吨六氟化铀 195 194 200 169 149 150 138 124 131 100 60 63 50 76 52 56 54 19 45 25 6 11 0 0 0 0 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 图 14 自 1995 年以来从六个所铀浓缩厂运出低浓铀情况 日本其他铀浓缩设施已经关闭：位于冈山县人形岭 JNC 浓缩示 范工厂和浓缩铀中试厂（二者都是离心中试厂，于2004年关闭）；位 于宫崎县 Hyuga 的 Asahi 铀浓缩实验室（化学交换中试厂，1991年 关闭）；位于东海的两座激光浓缩实验室（分别于2003年和2005年关 闭）。 另外，日本从委托英国和法国进行后处理的乏燃料中提取出了 约6400吨铀，2007年与俄罗斯公司达成协议，委托其对这部分铀材 料进行浓缩后返还给日本。[45] （四）研究堆用高浓铀 1、根据2013年发布的2012核安全峰会进展报告，日本目前仍持 有1200～1400千克高浓铀。[47] 日本研究设施中的高浓铀材料由美国和英国供应。根据美国能 源部《高浓铀平衡报告2001版》，美国向日本出口了用于研究的高浓 铀。在1957年到1994年间，美国共向日本提供了2054千克铀，其中 26 日本核材料问题研究 包含了1000千克铀-235。在这2054千克中，有1523千克铀丰度低于 90％，其中含有507千克铀-235；其余的531千克铀丰度高于90％， 其中含有493千克铀-235。 日本1967年建成快中子临界装置，英国共为该装置提供了大约 500千克高浓铀。美英两国向日本提供的高浓铀总量约为2500千克。 从1997年开始日本开始将相关设施场址中贮存的乏燃料归还给 美国，至今仍在降低全球威胁倡议（GTRI）的支持下继续这项工 作。1996年5月到2010年5月间，日本向美国运回约含656千克高浓铀 的乏燃料组件。[48] 2、迫于国际社会压力和美国的反复要求，在2014年3月荷兰核 安全峰会上，日本和美国领导人发表共同声明，重申日本致力于最 大限度减少全球高浓铀和分离钚库存，将移除JAEA的FCA临界装置中 的武器级钚和高浓铀，并归还给美国。[49] 这是令人鼓舞的信号，但荷兰核安全峰会之后，我们并未看到 日本公布任何后续信息。我们还注意到，上述日美共同声明还呼吁 其他国家也最大限度减少高浓铀和分离钚，我们期待日本首先践行 自己的声明。 三、日本钚材料供需情况 （一）钚使用政策及实际使用情况 为了缓解国际上对日本庞大钚库存的担心，日本原子能委员会 （JAEC）1991年提出“无剩余钚”政策。该政策的核心是：日本将 不拥有超过其需要的钚。其中包括在轻水堆中使用 MOX 燃料减少钚 库存的措施。1994年，JAEC 长期计划明确引入了“无剩余钚”政 策。2004年，JAEC 白皮书删除了“无剩余钚”这一表述，但仍然坚 持“不拥有超过其需要的钚”这一原则。2014年荷兰核安全峰会 27 日本核材料问题研究 上，日本首相安倍晋三表示，日本将坚持“不持有无明确用途钚” 的政策。 同样作为“无剩余钚”政策的重要措施之一，日本原子能委员 会与日本电力公司联盟（FEPC）在1997年推出了正式的 MOX 计划， 最初的目标是到2010年，在日本16-18个核电厂使用 MOX 燃料，首先 利用英国和法国回收的钚。然而由于地方政府反对等原因，该计划 一直进展不顺。2009年6月，日本电力公司联盟将 MOX 计划的目标推 迟到2015年。从 MOX 计划提出到目前已经18年，日本只有4座反应堆 曾经使用了 MOX 燃料，使用的分离钚仅2.5吨。 与六个所后处理厂相邻的MOX燃料制造厂的作用是将该后处理厂 回收的铀、钚重新制成MOX燃料。根据日本核燃料有限公司2010年发 布的计划，MOX燃料制造厂拟于2016年3月开始运行。但截至2013年4 月，该厂的建造工作仅完成3.5％[14]，目前仍然在建中，计划建成日 期为2017年10月[50]。 （二）未来分离钚库存预计将迅速增加 在荷兰核安全峰会上，日本首相安倍晋三表示，日本将坚持 “不持有无明确用途钚”的政策，充分考虑钚回收与利用之间的平 衡。 在20世纪90年代和21世纪初，日本分离钚数量的增加主要是法 国和英国后处理回收的钚。但在2006—2008年间，日本的六个所后 处理厂开始进行热试，在此期间累计分离了3.6吨钚。六个所后处理 厂全规模运行后，年分离钚的能力为8吨。 国际易裂变材料小组发布报告《终止日本的后处理：管理日本 乏燃料与分离钚的一种替代方法》[14]，假设日本六个所后处理厂从 2014年开始运行，得出日本仅国内的分离钚库存10年后即达到100吨 的结论（见图15）。尽管日本核燃料有限公司2014年10月宣布推迟六 个所后处理厂到2016年3月启动运行，但不会影响上述结论。 28 日本核材料问题研究 120 包括贮存在法国和英国的总分离钚数量 未来日本总分离钚数量* 100 日本国内贮存的分离钚 未来日本国内贮存分离钚数量* 80 60 40 20 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 图 15 2025 年日本分离钚数量预测[14] （*假设六个所后处理厂运行而 MOX 燃料使用计划继续延迟） 四、国际社会对日本核材料问题的看法 （一）各国政府的反应 在处理民用核材料问题上，国际社会有着广泛共识。除国际原 子能机构《钚管理导则》 ，荷兰核安全峰会公报也鼓励各国根据本国 需要，最大限度减小高浓铀库存并将分离钚存量保持在最低水平； 鼓励各国继续在技术和经济条件可行的情况下，通过将反应堆燃料 从高浓铀转化为低浓铀的方式，最大限度减少高浓铀使用。 日本是国际原子能机构和核安全峰会的成员，也是上述倡议和 主张的积极推动者。但日本自身核材料却存在严重供需失衡，这早 已引起国际社会的广泛关注。就官方层面而言，主要的关切来自于 29 日本核材料问题研究 中国、韩国、俄罗斯和美国。这些国家更多从政治层面看待日本的 问题，关注日本发展核燃料循环体系、大量贮存敏感核材料背后的 政治意图。 1. 中国 2014年初以来，针对日本贮存武器级核材料及其敏感核材料供 需失衡问题，中国外交部发言人先后13次接受记者现场提问，阐述 中方对日境内核扩散风险和核安全安保问题的关切和忧虑，要求日 方归还有关武器级材料，说明其敏感核材料供需严重失衡问题，并 尽早采取解决措施。 2014年3月，中国外交部副部长李保东在接受媒体采访时表示， 日本的行为引发了国际社会广泛的疑虑和担忧，在这个问题上，日 方要给国际社会一个交代，要说清，还要拿出实际行动，真正走和 平道路，才能清除国际社会的疑虑。 同月，中国常驻维也纳代表成竞业大使在国际原子能机构3月理 事会发言，就日核材料失衡问题表示严重关切，要求日做出解释并 采取措施，尽早清除有关核安全隐患和核扩散风险。 2015年，中国政府在《不扩散核武器条约》第九次审议大会、 国际原子能机构理事会等多个国际会议上呼吁有关国家加强对敏感 核材料的管理，保持核材料供需平衡。 2. 韩国 2014年3月12日，韩国外长尹炳世在首尔举办的核安全相关国际 会议上发表主旨演讲称，不管是哪个国家，如拥有和生产超过其实 际需要的大量核材料，其意图就值得怀疑。这些核材料还可能被非 法窃取，从而对该国和邻国的安全构成威胁。因此，这一问题应通 过国际原子能机构与有关国家的合作，朝着减少周边国家关切的方 向尽快得到解决。 30 日本核材料问题研究 3. 俄罗斯 2014年3月，俄罗斯常驻维也纳代表博尔丹尼克夫在国际原子能 机构理事会上发言表示，俄方对日本大量贮存武器级钚表示关切， 要求日本立即就其核材料供需严重失衡问题做出解释。他还强调， 国际原子能机构应密切关注相关问题，并加强对相关国家的保障监 督。 4. 美国 在日本核材料问题上，美国政府对外表态十分慎重，注意体现 出对日本的宽容和信任。作为日本的主要盟友以及核能合作的主要 提供方，美国采取这种态度并不令人意外。但我们也注意到美国政 府官员在不同场合表达了关切。 2013年4月，美国助理国务卿康特里曼、能源部副部长庞尼曼在 会见访美的日本原子能开发机构副主席铃木达治郎时，就日本拟重 启六个所后处理厂表达了严重关切[51]。 2014年3月13日，美国国务卿克里在参议院拨款委员会听证会上 表示，美国正通过国际合作，确保日本等国不因感受到朝核问题的 威胁而进行核开发[52]。 除了表达关切，美国政府还采取了一些补救措施。如前所述， 在美国政府反复要求下，日美两国领导人在荷兰核安全峰会期间发 表联合声明，日本承诺将向美国移交快中子临界装置内的全部高浓 铀和分离钚。 以上美国政府的表态和做法充分表明，美国业已认识到日本核 材料问题引发的严重风险。 （二）学术界的看法 国际学术界一直高度关注日本核材料问题，许多专家学者对日 31 日本核材料问题研究 本的做法提出了质疑，并向日本政府提出了不少技术上合理、可行 的建议。考虑到本报告篇幅有限，此处仅简要介绍几个例子。 2005年，包括美国现政府高官，以及诺贝尔奖获得者等在内的 多位美国学者联合发表文章《号召日本通过永久推迟六个所乏燃料 后处理厂的运行来加强不扩散核武器条约》。文章称，“日本已显示 出足够的明智，无意加入核俱乐部。敦促其显示出同样的领导力， 执行“无剩余钚”政策，不再积累多余的分离钚库存。……呼吁日 本无限期推迟六个所后处理厂的运行……”[53] 2013年11月，国际易裂变材料专家组（IPFM）发表的题为《终 止日本的后处理：管理日本乏燃料与分离钚的一种替代方法》的报 告认为：后处理对核能发展来说是没有必要甚至是有害的。运行一 个设计寿命为40年的六个所后处理厂，比简单贮存乏燃料多花费8万 亿日元。六个所后处理厂在满功率运行时每年将分离8吨钚，但日本 还没有一个清晰的方案来处理已积累的约48吨分离钚。 2014年9月17日，美国战略与国际研究中心（CSIS）和日本一桥 大学联合举办了一次研讨会，讨论日本核燃料循环政策的防扩散影 响，6名美国专家和6名日本专家参与了讨论。与会专家认为，日本 实施核燃料循环计划起初是基于铀的稀缺以及能源安全的考虑，但 这一逻辑已被普遍认为不再适用。如果日本真正要解决能源安全问 题，应寻求发展可再生能源，或是核聚变技术。如果日本要启用六 个所，就应说明确实是为了满足能源需求，而不是为了后处理而后 处理，或者是为了其他目的。也可以考虑对日本核燃料循环计划加 以必要的限制，或者是重新定位六个所的用途。 美国“公共诚信中心”（Center for Public Integrity）相关 报告称，尽管美国政府公开表示在日本核材料问题上没有关切，但 私下已反复向日方强调日本核材料及核设施面临的恐怖主义威胁。 国际原子能机构对六个所的监控只有99％的准确性，这意味着每年 可能有足够制造26枚核弹的钚流出且无法追查。 32 日本核材料问题研究 五、日本核材料供需失衡引发的问题 日本核材料供需严重失衡，并且随着六个所后处理厂在未来可 能投入运行，这一趋势还将加剧，很可能形成恶性循环。日本将积 累越来越多的可用于制造核武器的易裂变材料，尤其是分离钚，这 给日本自身和周边国家，乃至全世界都带来了风险，主要有以下三 个方面： （一）核安全风险 日本是海啸、地震等自然灾害频发的国家，其核设施的安全性 存在先天不足。以福岛核事故为例，2015年5月国际原子能机构总干 事关于该事故的总结报告 [ 54 ] 指出，日本国内存在轻视自然灾害防 范、核安全监管体系不足、核电厂设计不合理等问题。同时，事故 之后，国际社会对核能的安全标准提出了越来越高的要求。但日本 在事态控制、信息透明等方面持续受到国际社会的质疑，特别是， 福岛核污水泄漏事件迄今没有得到完全解决。 在此情况下，日本因核燃料供需失衡而积累的易裂变材料，尤 其是分离钚，其生产、运输、贮存等各个环节均会增加现有日本核 能发展和相关设施的核安全风险。由于核安全事故具有影响范围 大、时间跨度长、民众恐慌心理严重等特点，任何核事故风险都可 能对日本及周边国家产生严重影响。 （二）核扩散风险 上世纪60年代末以来，日本将“不制造、不拥有、不运进”核 武器的“无核三原则”作为基本国策。上世纪70年代，日本以无核 武器国家身份加入《不扩散核武器条约》。但与此同时，日本以和平 利用为理由，发展了同样可用于生产武器级核材料的铀浓缩和后处 理能力，建成了完整的核燃料循环体系，成为 NPT 无核武器国家中 33 日本核材料问题研究 唯一同时具备商业规模后处理和浓缩铀能力的国家，事实上拥有发 展核武器的能力。 很多人认为，日本作为唯一的原子弹受害者，不会走上发展核 武器的道路。日本政府也确实一直强调坚持“无核三原则”。但近年 来，日本逐步突破《和平宪法》的约束，放弃专守防卫政策的趋势 在增强，不断向世界军事大国方向迈进。日本国内右倾势力抬头， 时常叫嚣拥核。2011年11月15日，时任东京都知事的石原慎太郎在 接受法新社采访时表示，日本应当拥有核武器，大力鼓吹日本进行 核武装；2014年2月，日本极右翼份子田母神俊雄在杂志访谈中称， 日本若想成为左右国际政治的大国，就应该拥有核武器。这些不能 不使周边国家和国际社会对日本的真实意图抱以怀疑的态度。加之 日本在“无剩余钚”问题上自食其言，不得不令人担忧“无核三原 则”会不会也成为一纸空文。 （三）核恐怖主义风险 “911事件”以来，恐怖主义已成为世界各国所面临的共同现 实威胁。由于核武器和核爆炸装置的巨大杀伤效果和心理影响能 力，发动核恐怖袭击已成为恐怖组织的“终极杀器” 。不少恐怖分子 叫嚣要获取核武器，或通过获取易裂变材料制造简易核炸弹。正是 在此背景下，美国创立了核安全峰会进程，得到包括日本在内国际 社会的广泛支持。联合国大会、国际原子能机构在此方面开展了很 多工作，推动国际社会加强反核恐意识、提高反核恐能力。 日本持有大量可直接用于制造核武器的分离钚，很可能成为恐 怖分子盗取、抢夺和破坏的目标。而恰恰在此方面，日本存在不少 漏洞。例如，日本的核设施仅由不携带武器的普通保安和少量官方 执法人员负责安保，是否会轻易被恐怖分子攻破防线？这些问题一 直为国际上所关注。2013年3月，日本玄海核电厂漏报640千克钚的 事件尽管可能并非日本故意，但也反映出日本对核材料的衡算存在 34 日本核材料问题研究 有待改进之处。 我们相信日本政府已经注意到上述风险。在荷兰核安全峰会 上，日本首相安倍晋三表示，日本一贯积极推动和平利用核能的三 个前提条件，即保障监督、核安全、核安保。我们也期待看到日本 政府采取更多的切实举措。 六、解决日本核材料供需严重失衡问题的途径 和平利用核能是各国发展的基本权利。日本资源贫乏，核电对 日本的重要性不言而喻。福岛核事故之前，核电一度占到日本总发 电量的30％。日本2014年4月发表的《能源基本计划》将核电定位为 日本的基本能源，并已逐步重启核电，这从经济上讲有其合理性。 基于存在的核安全、核扩散以及核恐怖主义风险，日本应本着对 本国人民和其他国家负责的态度，切实遵守“无剩余钚”等原则，通 盘考虑相关问题。例如，如何处理现有庞大的核材料库存、如何合理 规划核材料用量并解决供需失衡、如何确保核材料的安全等。事实 上，这些问题都是显而易见的。关键在于，日本政府不应回避问题， 而应正视国际社会关切，采取有效措施，妥善解决有关问题。 在此，我们就日本核材料问题提出以下建议： （一）妥善处理现有核材料库存 钚的问题积累的时间较长，也最为突出，一直是国际社会的一 个关注点。 1、对于日本贮存在英国和法国的钚，可以考虑转让。这涉及到 接收国的意愿、接收能力，以及巨额费用等诸多问题。据报道，英 国已表示同意接收日方贮存在其境内的约20吨分离钚。如能顺利实 施，无疑具有重要意义，对解决日本贮存在法国的钚也具有参考价 值。 35 日本核材料问题研究 2、对于贮存在日本国内的钚，可以考虑留出合理的未来使用量， 将剩余部分交由国际原子能机构托管，实际上予以冻结。 3、日本在重启核电的具体规划中，可以考虑优先重启使用 MOX 燃料的机组，以尽可能消耗现有钚库存。 同时，铀的问题同样不能忽视。日本应切实履行最大限度减少 高浓铀库存、高浓铀低浓化等承诺，通过详细的计划和实质性的举 措减少高浓铀库存。 （二）减少核材料增长 1、最为重要的是，日本应制定旨在实现核材料供需平衡的现实 可行的中长期方案。考虑到这样一个方案的复杂性，日本需要时间 是可以理解的，但在此之前应暂缓启动六个所后处理厂。 2、日本应重点研究除后处理之外，其他处理和处置乏燃料的途 径，例如发展、运用干式贮存容器技术，开发、建造乏燃料地质处 置库等。 （三）加强核材料透明度 作为唯一拥有完整核燃料循环生产设施的无核武器国家，日本 应在防扩散方面作出更积极的表现，在和平利用核能的同时，确保 核不扩散，例如增强透明度，加强通报，积极研究不引起国际社会 怀疑的机制和措施。 1、作为一项建立信任措施，日本应通过核安全峰会、国际原子 能机构等多边场合以及与有关国家的双边交流，在政策层面对“无 核三原则” 、“无剩余钚”等政策进行再确认。 2、继续每年公布所有核材料的详细数据以及生产、使用规划。 3、切实履行作为无核武器国家的保障监督义务，接受国际原子 能机构更有针对性、更严格的保障监督。 36 日本核材料问题研究 4、邀请国际专家组建咨询小组，并定期交流，就相关问题获取 更广泛的技术咨询和建议。 （四）加强核设施安全和安保 提高核设施设计与建造的安全和安保标准，加强核应急处置能 力，最大限度加强核设施应对自然灾害的能力；从立法、执法、管 理等各个方面采取措施，降低核材料被盗或被非法使用的可能性。 一旦出现事故，应及时、准确、全面地向邻国和国际社会通报 情况，避免福岛核事故后信息不畅、造成恐慌的局面再度发生。 37 参考文献 1 International Atomic Energy Agency, Information Circular, INFCIRC/549/Add.1/18 Attachment, Ref.No.:JPM/NV-172-2015 2 IAEA Information circular.INFCIRC/549/Add.6/17. 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