Informacje o wznowieniu programu jądrowego pochodzą z kilku źródeł. Wszystko wskazuje na to, że o pracach w ośrodku Jongbion wiedział wywiad amerykański już od dłuższego czasu. Ostrzegali o tym Koreańczycy z południa i naukowcy, których czasami wpuszczano do północnokoreańskich ośrodków badawczych. Niedawno czujne kamery satelitów szpiegowskich zaobserwowały rozpoczęcie w Jongbion budowy nowego reaktora. Oceniając jego wielkość, można wywnioskować, że będzie miał moc 25–30 MW, czyli będzie raczej mały. Reaktory tego typu mogą służyć zarówno do celów cywilnych, jak i wojskowych. Innymi słowy, mogą produkować prąd albo pluton do bomb atomowych.

Raczej bomba
O tym, że chodzi raczej o rozwój programu wojskowego, świadczy kilka faktów. Po pierwsze, Phenian wielokrotnie dążył do budowy bomby jądrowej. Po drugie, Jongbion jest ośrodkiem wojskowym, a nie cywilną elektrownią. A poza tym w kraju zarządzanym jak obóz koncentracyjny, w którym ludzie umierają z głodu, władza nie inwestowałaby w reaktor do produkcji prądu. Niezależnie od potwierdzonych informacji o budowie reaktora, potwierdzone też zostały informacje o dużej ilości wirówek (centryfug) do wzbogacania paliwa jądrowego. Centryfugi, uran i pluton, reaktor, bomba atomowa. Co to wszystko ma ze sobą wspólnego? Pojedynczy atom składa się z jądra i krążących wokół niego elektronów. Jądra atomów mają różną wielkość, ale zawsze składają się z neutronów i protonów (z wyjątkiem najmniejszego jądra wodoru, który składa się tylko z jednego protonu). Suma mas pojedynczych neutronów i protonów prawie nigdy nie jest równa masie całego jądra atomowego.

Rozrywanie (rozszczepienie) jądra ciężkiego atomu uwalnia energię, bo masa produktów rozszczepienia jest mniejsza niż masa rozszczepianego jądra. Ta różnica mas (przeliczona na energię) to nasz energetyczny zarobek. Reaktory, w których dochodzi do reakcji rozszczepienia (rozerwania) dużego jądra atomowego na – zwykle – dwa mniejsze, buduje się od późnych lat 40. XX w. Dzisiaj na świecie działają setki reaktorów w elektrowniach, ośrodkach naukowych i wojskowych. W Polsce pierwsze zaczną pracę po 2020 r. Energia w reaktorze jądrowym produkowana jest w sposób kontrolowany i bezpieczny. Energię atomu można jednak wykorzystać do destrukcji, budując bombę atomową. W czasie eksplozji reakcja, jaka w niej zachodzi, jest niekontrolowana. Cała energia jest uwalniana niemalże w jednym momencie. Paliwem elektrowni atomowej teoretycznie może być każdy pierwiastek, który w czasie rozszczepienia daje energię. W praktyce lista takich „kandydatów” jest krótka. Ostatecznie, z długiej listy ciężkich izotopów, do wykorzystania zostały dwa: uran 235U i pluton 239Pu.

Długo, drogo i subtelnie
Oprócz samego procesu – reakcji rozszczepienia – reaktor jądrowy i bomba atomowa mają ze sobą niewiele wspólnego. Reaktor nie może wybuchnąć jak ładunek jądrowy. Różnica między reaktorem i bombą tkwi w konstrukcji tych urządzeń i tym, co do nich wkładamy. O co chodzi? Uran wydobywa się z ziemi podobnie jak węgiel. W naturalnej mieszaninie izotopów uranu aż 99,3 proc. stanowi uran 238U, reszta to lżejszy krewniak 235U. Różnica między nimi to zaledwie trzy neutrony. Trzy neutrony, które powodują, że lżejszy izotop jest doskonałym paliwem do elektrowni (i budowy bomb), a cięższy fatalnym. Uran po wydobyciu nie nadaje się więc do „spalenia” w reaktorze, bo za mało jest w nim uranu rozszczepialnego. Ten problem można obejść właśnie dzięki procesowi wzbogacenia.

A do tego niezbędne są wirówki, zwane inaczej centryfugami. Wzbogacanie uranu to trudna sztuka, bo izotopów tego samego pierwiastka nie da się łatwo rozdzielić. Różnica w masie między dwoma uranami wynosi zaledwie trzy neutrony, a to niezwykle mało. Proces jest nie tylko bardzo subtelny, ale też długotrwały i drogi. Odpowiednich instalacji nie da się kupić, trzeba je wybudować. Sam fakt ich konstrukcji wskazuje raczej na chęć budowy bomby. Paliwo do elektrowni – wzbogacony uran – można kupić u zagranicznego dostawcy. Polska nie będzie miała zakładu wzbogacania uranu z wirówkami, choć będzie miała reaktory. Ktoś, kto chce sam wzbogacać paliwo jądrowe, jest pod międzynarodową lupą. Dzisiaj na świecie robi to zaledwie kilka państw, m.in. Francja, USA, Japonia, Rosja i Chiny. Jest też europejskie konsorcjum Niemcy–Holandia–Wielka Brytania oraz Pakistan i Iran. Czy także Korea Północna?

Uran się kręci
Metod wzbogacania paliwa jądrowego jest kilka. Wszystkie bazują na różnicy masy między izotopami i zawsze przebiegają wieloetapowo. W każdym kolejnym procesie próbuje się doprowadzić do sytuacji, w której w mieszance uranu będzie nieco więcej 235U. W mieszaninie naturalnej (czyli tej spod ziemi) jest go 0,7 proc. Paliwo w elektrowni jądrowej powinno być wzbogacone do kilku procent. W produkcji bomby atomowej wzbogacenie powinno wynosić około 90 proc. W tym przypadku, po procesie wzbogacania, w mieszaninie uranu aż 90 proc. będą stanowiły izotopy 235U. Tak wysoko wzbogaconego uranu nie da się kupić i dlatego właśnie chcąc mieć bombę atomową, trzeba mieć swoje wirówki.

Przy używaniu atomu do celów cywilnych (produkcji energii) wirówki nie są potrzebne. Jak wygląda proces wzbogacania? Jedną z popularniejszych metod jest zastosowanie centryfug, czyli wirówek. To wysokie cylindry, które obracają się z częstotliwością kilkudziesięciu tysięcy razy na sekundę. Siła odśrodkowa powoduje, że izotop cięższy rozdziela się od lżejszego. Jedna wirówka to jednak za mało. Aby wzbogacać uran na skalę przemysłową, muszą ich być setki. Uran przechodzi z jednej wirówki do drugiej. W każdej następnej jest wzbogacany o mały ułamek procenta. Eksperci oceniają, że Korea ma około 2000 centryfug. A to znaczy że – o ile działają – mogą wzbogacać uran na skalę przemysłową. Na skalę potrzebną nie do wyprodukowania paliwa do reaktora, tylko do wybudowania bomby atomowej.

Oprócz uranu materiałem rozszczepialnym jest także pluton 239Pu. To pierwiastek sztuczny, niewystępujący w przyrodzie. Otrzymano go dopiero w 1941 r., przy okazji amerykańskiego projektu Manhattan, związanego z budową pierwszej bomby atomowej. Pluton 239Pu powstaje, gdy jądro uranu 238U wchłonie neutron pochodzący np. z rozszczepienia uranu 235U. Zatem uran 238U, choć bezużyteczny dla energetyki jądrowej, staje się użyteczny pośrednio, jako „rodzic” plutonu 239Pu. Tak się składa, że pluton jest lepszym paliwem jądrowym od uranu 235U. W procesie rozszczepienia daje znacznie więcej energii niż taka sama ilość rozszczepialnego uranu. I dlatego dzisiaj pluton jest produkowany głównie dla wojska. Jego uzyskiwanie w innych niż specjalnie skonstruowane reaktorach jest niepraktyczne – czasochłonne i drogie. Można jednak wybudować specjalne reaktory, które służą do produkcji plutonu. Taki był np. reaktor czarnobylski. Czy ten, którego budowę odkryto w ośrodku Jongbion, też? Nawet gdyby nie był, produkcja plutonu będzie w nim możliwa, choć będzie skomplikowana.

Wojskowy ośrodek nuklearny w Jongbion
Znajduje się on około 100 km na północ od Phenianu (stolicy Korei Północnej). Po podpisaniu w 2007 r. międzynarodowych porozumień o wstrzymaniu programu jądrowego ośrodek został zamknięty. W połowie 2009 r. Phenian zerwał międzynarodowe rozmowy i zapowiedział wznowienie programu jądrowego.