伊朗核协议:森林与树木

2015年8月5日上午11:45
莉丝贝Gronlund
前的贡献者

我们都看过有关伊朗核协议的报道,该协议于7月14日在伊朗、英国、中国、法国、俄罗斯、德国、美国和欧盟之间达成。这对美国和全球安全到底意味着什么?

首先,森林:

伊朗核协议是件好事。的联合全面行动计划(JCPOA)如果伊朗决定生产核武器所需的裂变材料,该协议将使其更加困难。

如果伊朗真的决定发展核武器,该协议将使世界更有可能得到警告,而且警告时间将比没有协议的情况下更长,为国际社会提供更多的时间做出回应。

因此,该协议是遏制伊朗制造核武器能力的重要一步。

(资料来源:美国国务院)

(资料来源:美国国务院)

核能和核武器

让我们再往前追溯一步。这一问题的核心是核能所固有的问题:某些类型的民用核设施也可用于生产用于核武器的裂变材料。特别是,全世界几乎所有的电力反应堆都使用经过“浓缩”的铀燃料,以提高铀同位素U-235的浓度,使其高于自然界中发现的铀的浓度。天然铀矿石中U-235的含量不到1%,而反应堆燃料通常含有3 - 5%的U-235。核武器通常使用浓缩到90%或更高的铀,但生产用于燃料的低浓缩铀(LEU)的浓缩设施可以转而生产武器级的高浓缩铀(HEU)。

以铀为燃料的反应堆在使用这种燃料时产生钚。一些国家拥有从乏燃料中提取钚的再处理设施,这些钚既可以用来制造核武器,也可以用来为反应堆提供燃料。

《核不扩散条约》(NPT)赋予其签署国发展核能的权利,包括铀浓缩和再处理设施。国际原子能机构(IAEA)既负责促进这些国家的核电项目,又负责进行检查,以核实这些国家的设施没有被用于生产用于武器的裂变材料。

然而,任何拥有铀浓缩或再处理设施的国家都将拥有生产用于核武器的裂变材料的潜在能力。换句话说,一个国家可以驱逐国际原子能机构的核查人员,并将这些设施用于武器目的。生产足够制造核武器材料所需的时间——即“爆发时间”——将取决于核设施的类型和大小。但最终,武器计划的真正障碍不是技术上的,而是政治上的。

伊朗核项目的历史

1967年,作为“原子换和平”计划的一部分,美国向伊朗提供了第一个研究反应堆。伊朗国王曾计划建造20多座核电站,一家德国公司正在布什尔建造伊朗最初的两座反应堆,但1979年伊朗革命导致建设停止。其中一个反应堆后来由俄罗斯承包商完成,并于2011年开始运行。俄罗斯与伊朗签订了为布什尔反应堆提供燃料的合同,伊朗将把乏燃料归还给俄罗斯。

伊朗在1968年开放签署《不扩散核武器条约》的当天就签署了该条约,规定伊朗不得生产或获得核武器。因此,国际原子能机构对伊朗的核设施实施“保障措施”,以核实它们没有被用于核武器目的。

1997年,国际原子能机构制定了《不扩散核武器条约》签署国可以自愿接受的“附加议定书”。该议定书要求签署国向国际原子能机构提供有关其核活动的更多信息,并允许该机构在日内瓦进行检查任何它怀疑可能从事未申报的核活动的设施或地点。大多数《不扩散核武器条约》缔约国已经通过了《附加议定书》,但伊朗没有。

2002年,伊朗一个持不同意见的团体公开透露,伊朗有两个核设施在建,但没有通知国际原子能机构:一个是在纳坦兹的铀浓缩设施,另一个是在阿拉克的重水生产设施。后者将为阿拉克计划中的研究反应堆提供重水。在这些设施被公开之前,美国和其他情报机构几乎肯定知道它们的存在。

当时,伊朗只被要求在核材料进入这些设施之前六个月通知原子能机构有关这些设施的情况,而这一情况尚未发生,因此伊朗仍在履行其保障义务。尽管如此,这些爆料还是推动了伊朗、国际原子能机构和多个欧洲国家之间的一系列谈判。因此,2003年,伊朗同意一旦决定建造任何核设施,就立即通知国际原子能机构。伊朗也签署了附加议定书。但是,伊朗没有批准该协议,并在2006年暂停了该协议,尽管伊朗继续允许国际原子能机构进行定期的安全监督检查。

国际原子能机构发现伊朗没有报告许多与核有关的活动,并在2006年向联合国安理会报告伊朗没有遵守其保障协议。此后不久,安理会要求伊朗停止所有铀浓缩活动,并在伊朗拒绝这样做后对伊朗实施制裁。

2011年,国际原子能机构还报告说,它有证据表明伊朗在2003年之前进行了与设计核武器有关的非核试验。该机构特别认为,伊朗已经在帕尔钦军事基地进行了用于核爆炸的高强度炸药的研究。

伊朗核协议的细节

现在说到树:

根据核协议的条款,伊朗将在未来10到15年接受对其核计划的重大限制(回想一下《不扩散核武器条约》所规定的没有限制其签署国的和平核计划)。它将签署和执行《附加议定书》,其中的规定将无限期延长。它还将允许国际原子能机构在今后15到25年的时间里,在议定书要求的范围之外进行监督和检查。

伊朗有几种可能的途径来生产核弹所需的裂变材料——它可以使用已知的设施来浓缩铀,使用已知的设施来生产钚,或者使用秘密设施。该协议限制了未来10到15年的这些途径。

伊朗在福尔多和纳坦兹拥有铀浓缩设施,总共有大约1.9万台离心机。根据这项协议,伊朗将拆卸并储存大约1.3万台离心机。伊朗不会在福尔道进行铀浓缩,但将在那里保留1000台离心机,其中一些将用于生产稳定的同位素,用于研究或商业目的,其余的将闲置。伊朗将继续在纳坦兹进行铀浓缩,但只使用大约5000台第一代IR-1离心机,而且浓缩水平只能达到3.67%。

但也许最重要的是,伊朗将在15年内将目前大约1万公斤低浓缩铀(LEU)的库存减少到300公斤,低浓缩铀含量为3.67%。如果你从3.67%的低浓缩铀入手,而不是从天然铀入手,生产武器级铀要容易得多——大约是天然铀的三倍。该协议基本上消除了伊朗的低浓缩铀库存,延长了伊朗生产足够制造武器材料的时间。

如果伊朗决定退出《不扩散核武器条约》并将核查人员赶出去,它需要多长时间才能获得足够的高浓缩铀来制造核弹?

这个问题并没有确切的答案,因为这取决于许多尚不明确的因素——比如伊朗核弹设计所需的高浓缩铀的数量,离心机的性能,以及根据协议条款,伊朗可以多快重新安装将被拆卸和储存的离心机。美国政府表示,目前伊朗需要2-3个月的时间,而根据协议,“突破时间”将增加到一年。大约一年的爆发时间符合以下合理假设:(1)一枚核武器将需要大约28公斤武器级高浓缩铀(浓缩90%),这是原子能机构的标准假设;(2)伊朗2105年5月向国际原子能机构报告的最新数据显示,伊朗IR-1离心机的平均容量约为0.75 SWU/年;(3)伊朗将使用在纳坦兹和福尔多安装的全部6000台IR-1离心机,但无法在一年内重新安装被拆卸的13000台离心机。

虽然突破时间会因细节而有所不同,但根据协议,突破时间将比现在长得多。

如果伊朗决定通过钚来制造核弹呢?伊朗可以在正在建设的阿拉克研究反应堆生产钚。虽然所有以铀为燃料的反应堆都会产生钚,但某些类型的反应堆产生钚的速度比其他反应堆要快。按照最初的配置,阿拉克反应堆的乏燃料中产生的钚每年大约足以制造一枚核武器。但是,这些乏燃料需要经过再处理才能提取钚,而伊朗没有再处理设施。

根据这项协议,伊朗将摧毁现有的反应堆堆芯,用新设计的反应堆堆芯取而代之。新设计的反应堆需要10年时间才能生产出足以制造一枚核武器的钚。在核反应堆使用期间,伊朗将把所有用过的燃料运出该国。

此外,根据协议,伊朗同意在15年内不再加工或从事再加工研发,并声明在那之后不打算这样做。

最后,如果伊朗试图秘密建造铀浓缩或再处理设施怎么办?根据这项协议,国际原子能机构将监督在伊朗开采或进口的所有铀矿石,切断伊朗向任何秘密浓缩设施供应铀的能力。此外,由于伊朗的核反应堆将受到监控,伊朗将无法秘密获取乏燃料进行再处理。

此外,根据协议,国际原子能机构有权检查它怀疑伊朗从事被禁止活动的任何地点。必须在提出要求后24天内进行检查,任何使用裂变材料的工作都将留下可探测到的痕迹。

从这里往哪里走?

这项协议对伊朗的核项目施加了强有力的、可核实的限制,美国国会应该予以批准。

此外,美国和其他国家可以采取更多措施,在伊朗和其他地方扩大核能和核武器之间的差距。

美国不对其乏燃料进行再处理,这一政策有助于限制其他国家的再处理。美国应该继续努力说服其他国家放弃再处理。

普林斯顿大学的几位研究人员亚历山大·格拉泽、齐亚·米安和弗兰克·冯·希佩尔在一篇文章中主张科学在美国,签署伊朗核协议的各方应该投资伊朗的铀浓缩设施,使其成为跨国公司。美国应该放弃建立新的国家浓缩设施的计划,转而继续依赖英国、德国和荷兰共同拥有的Urenco公司。美国对多国铀浓缩的承诺将有助于建立一个所有铀浓缩设施都是多国的制度,正如普林斯顿大学的小组所言,“在这个制度下,核能规则平等适用于所有国家”。