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2011年3月11日，日本超强地震和海啸引发日本福岛核电站(题图，事故前)事故，由事故引发的核危机除了再次使人们意识到了核幽灵随时徘徊在我们的周围外，也揭开了日本庞大的核工业能力的一角。这是否也意味着其巨大的核武潜力?
现有核反应堆的分类与燃料
众所周知，钚是核武器必不可少的裂变材料，但并不天然存在，只有在反应堆中通过核反应才能制备，因此核反应堆在钚生产和核武器制造中发挥着至关重要的作用。
核反应堆的分类按照使用的慢化剂与冷却剂可以将反应堆分为轻水堆、重水堆和石墨堆。日本福岛第一核电站就是轻水堆中的沸水堆型。按照用途可以将反应堆分为生产堆、动力堆、研究堆和生产动力堆。其中，生产堆主要用于生产易裂变材料和其它材料或用于工业规模辐照；动力堆主要用于产生动力；研究堆主要做基础研究或应用研究：生产动力堆是在生产易裂材料的同时产生动力的反应堆。例如，朝鲜宁边核电站使用的就是生产动力堆，其在为宁边周围供应冬季所需电力的同时，还会生产钚等核材料。原则上讲，日本福岛第一核电站使用的反应堆属于动力堆。
核反应堆的组成尽管各种核反应堆系统在设计和具体组成方面有很大区别，但它们还是具有许多共同的一般特征。概括地说，核反应堆的组成大致包括核燃料、冷却剂、慢化剂、控制棒、反射层、反应堆容器、热屏蔽体、自控系统和监测系统等。这次福岛核电站事故虽然控制棒及时插入堆芯，使反应堆停止了工作，但冷却系统却由于断电而停止工作，导致冷却剂／慢化剂无法降低核燃料的余热，致使反应堆容器破损，造成了核泄漏。
核反应堆燃料要求反应堆使用的核燃料是含有易裂变核素(铀235、钚239、铀233)的材料，在一定的条件下，能实现自持核裂变链式反应，同时释放热量。目前广泛用的核燃料主要是铀，按铀235丰度(即所占比例)不同可以分为天然铀(含0.72％铀235)、低浓铀(含0.7％～20％铀235)和高浓铀(含20％～90％铀235)。应用广泛的轻水堆需要用丰度为2％～6％的铀作燃料，重水堆和石墨堆则可以使用天然铀，海军用堆通常使用丰度为90％左右的铀。
由于核武器一般需用丰度为90％以上的铀作燃料，因此必须建铀浓缩设备，将丰度为0.72％的天然铀浓缩为浓度较高的铀。而为了回避技术复杂的铀浓缩过程，则可以使用重水堆或石墨堆将天然铀转化为钚，利用钚制造核武器。这就是上世纪末朝鲜核危机的核心问题所在。当时美国克林顿政府为避免朝鲜利用石墨堆生产钚，在1994年10月与其达成框架协议，提出在10年内向朝鲜提供价值约40亿美元的2座轻水反应堆，代替朝鲜正在发展的石墨堆。但此后美国没有兑现承诺。如果当时履行诺言，也许今天朝鲜就不会发展为核武器国家了。
军用生产堆与商业堆的区别
原则上，没有严格的生产堆和动力堆的区别，因为生产堆也会生产强大的电力。军用堆也可分为生产堆和动力堆(如舰艇动力)，一般将生产武器级核材料的反应堆称为军用生产堆。由于运行目的和生成物要求不同，军用堆在设计和使用中与商业堆还是有一定的差别。这种差别还要从反应堆中核材料的转化谈起。
反应堆中核材料的转化核生产堆中使用的天然铀含3种主要的同位素，即铀234、铀235和铀238，丰度分别为0.006％、0.71％和99.28％。其中占绝大多数的实际是在反应堆中并没有起到释能作用的铀238。铀238在反应堆中受到中子照射后，俘获1个中子转变为钚239，后者继续俘获中子，再转换成钚234、钚241和钚242等多种钚同位素，还有少量钚239与中子发生反应，生成钚238。
在这个过程中，1个铀235核的裂变，平均可以放出2.42个快中子。由于用石墨或重水作慢化剂，对中子吸收少，除了中子泄漏、吸收、裂变反应外，还有较多的剩余中子可使可裂变铀238和钍232转换成易裂变核素钚239和铀233。在生产堆中，一般每烧掉10个铀235核，大约可以得到8个钚239核。钚239的临界质量较小，而且容易用化学分离的方法将它分离出来，适合于制造核武器装料及反应堆燃料元件。由于生产堆需要的生成物是钚239，而不是后续的钚238，因此要严格控制后续反应。这在生产流程上与以释能为主要目的的动力堆的要求不同。在上述过程中，铀235产生裂变链式反应，释放大量能量，这就是反应堆的热量来源。
军用生产堆的建设与生产在上述反应过程中，钚239的丰度逐渐降低，这会使其产生链式反应需要的临界质量变大，不利于核武器制造，因此需要建造专门的军用生产堆。需要强调的是，这并不是说商业堆就不能生产满足要求的钚，只是在安全性和操作上要麻烦很多。
1942年，美国在芝加哥大学建成世界上第一个自持链式核裂变反应堆，用40吨天然铀燃料做成金属或氧化物的块状形式，分散安装在作为慢化剂和反射层的385吨的石墨基体中。当时额定的运行热功率仅为2千瓦，用周围的空气就能为它提供足够的冷却。该堆的结构是由石墨条块逐层堆积而成的，铀装在石墨条块的孔洞中，因而得名为“堆”。研究这个铀一石墨系统最初目的是为了确定链式反应究竟能否实现，目标是应用这种反应来产生原子链核爆炸。但在工作进行过程中发现，中子似乎也可用来产生原子武器用的易裂变材料钚239，从而建造了一系列的生产堆。生产堆主要是将反应堆当成一个中子源，利用裂变反应产生的大量中子，来生产钚239、铀233、钴60、碳14等核素供军用和民用。在重水堆中，除了可以生产钚239外，还可进一步生产超钚元素。此外，还可把锂6元件放在堆内受中子辐照而生产氚，这是制造氢弹所必需的。
为了取得纯净的武器级钚，对产钚堆的燃料元件受中子照射的时间需要进行严格控制，使燃耗时间和深度不能超过一定的限度。这需要产钚堆频繁更换燃料棒，需供应和后处理的燃料元件量很大，需有大规模的燃料元件制造厂和后处理分离钚的工厂，同时要求燃料元件结构简单，以降低制造成本。
在朝鲜进行第一次核武器爆炸试验时，由于爆炸当量非常小，西方媒体就曾推测，朝鲜在宁边反应堆的生产中没有换料经验，导致燃耗过深，使钚240在燃料中的比例太大，从而使核弹装料不稳定，核爆不充分。
严格地讲，这种频繁换料(即低燃耗)的工作模式，使燃料不能充分燃烧，不但不经济，而且增加了事故可能，因此不适合商用核电站使用。但并不排除使用商用核电站通过频繁换料来生产武器级钚的可能。
核武器级裂变核材料的提取
反应堆生产出的钚都是以乏燃料的形式存在的，因此需要从乏燃料中提取武器级的钚。这种处理过程被称为乏燃料后处理。乏燃料后处理的主要任务是从乏燃料中提取铀、钚等有应用价值的放射性核素以及贵重核素。提取出来的铀可以重新加工制成燃料元件，送入反应堆使用；钚可以加工制成核武器装料，也可制成燃料元件，供反应堆 使用。乏燃料后处理过程一般包括“冷却”、首端处理和化学分离三个基本步骤。
冷却卸出反应堆的乏燃料中含有300多种放射性核素，它们的半衰期长短不一，大部分非常短。从停堆后算起，经过一天时间衰变，放射性活度大约剩下十分之一。这样高的放射性仍很难进行处理。原因一是强放射性会使处理过程中所用的化学试剂受辐照分解，影响工艺过程的稳定性；二是会加速设备腐蚀等。为此，需要把卸出的乏燃料组件投放到反应堆旁的乏燃料贮水池中。水池中的水既可以吸收放射性核素衰变时释放出的热量，又可以充当辐射屏蔽。1994年11月，国际核查人员在朝鲜宁边曾看到7700根乏燃料棒被存放在一座涂漆已斑驳的空心砖建筑里的混凝土冷却池中，该池与方形的家庭游泳池大小相仿。这次日本福岛核电站事故中的4号机组之所以发生爆炸，就是因为乏燃料棒池中的水不能及时补充，导致乏燃料棒暴露无法冷却。
通常，乏燃料最短的“冷却”时间为90天，一般为150天，目的是使难处理和放射性毒性大的挥发性裂变产物充分衰变，以防止在后处理过程中使这种放射性核素释放到环境中去。在“冷却”150天之后，几乎全部剩余放射性都来自有限的十几种裂变产物，这些核素需要在乏燃料后处理过程中除去。
首端处理首端处理通常包括乏燃料组件的解体、脱除包壳和燃料芯溶解几个步骤。脱除包壳就是采用机械和化学方法将包裹核材料的金属壳剥去，然后使用硝酸溶解燃料芯。
化学分离 化学分离是乏燃料后处理的主要工艺过程，又称净化或去污处理。它们主要任务一是把裂变产物从铀一钚中清除出去；二是把铀和钚(或铀和钍)互相分离，提取出来。现代核工业广泛采用的是溶剂萃取法。目前，化学分离可使铀回收率达到99.2％～99.97％，钚的回收率达到98.5％～99.8％，完全满足武器制造需要。
外界普遍认为，朝鲜两次核爆和可能拥有的核武器的钚装料都是通过对8000多根宁边5兆瓦核反应堆的乏燃料进行后处理得到的，从其中钚的含量看，朝鲜可制造5～6枚原子弹。
日本钚生产与处理能力分析
福岛核电站事故让人们再次意识到日本具有强大的核工业能力，只要它愿意就可以开始钚材料的生产与后处理。
武器级钚的生产可能一是通过频繁关闭商业动力堆，频繁更换反应堆燃料，减少燃料燃耗，增加钚燃料中钚239含量的办法可获得武器级钚；二是浓缩反应堆级钚来获得武器级钚，美国就曾研究用激光分离同位素方法由堆级钚生产武器级钚；三是可分离实验增殖反应堆的天然铀外壳中产生的钚：四是利用一种生产反应堆产出武器级钚。日本在其东北部的六所村建立了后处理厂，已经具备了乏燃料后处理能力。
堆级钚制造核武器的可能据日本科技厅上世纪90年代末公布的资料，当时日本的钚储备量仅为4.5吨。此后日本不惜高价从美、英、法等国购进核废料，甚至连俄罗斯从核弹上拆卸下来的以及拟向海洋中倾倒的核废料都不放过。到近期日本已自行生产50吨钚，加上以前从购买的核废料中提取的40吨钚，总储量将近100吨，从而成为世界上最大的钚拥有国。扣除核电计划的正常消耗，可净剩62吨钚。根据国际原子能机构定义，制造1枚核弹装置所需的钚材料量为8千克，那么，日本可以制造7700余颗核弹。
虽然这些钚绝大部分为反应堆级钚，但堆级钚也可以制造核弹。武器级钚中钚240含量小于7％，堆级钚中钚240含量在18％以上。钚240自发裂变率太高，裂变物质在原子弹爆炸时的充分压缩之前就会引起链式反应，使得装置的裂变功率很低。虽然不利于制造核武器，但用来制造比较粗糙的核武器还是可以的。这在1962年美国的核试验中就已经被证实。那次试验威力测试小于2万吨TNT当量，虽然没有公布核装置反应堆级钚的用量和成分，但美国宣称，由于反应堆级钚具有更多自发裂变，会造成过早点火和预热，会使武器设计、制造和库存管理变得更复杂。例如，为使工人免遭致命辐射，制造过程和设备需远距离遥控，也要考虑军方使用人员的辐射安全，这就需要更多的花费。
美国专家分析认为，以现有5个核国家的技术水平，如果设计堆级钚核武器可以达到武器级钚核武器的威力；技术水平较低的核国家设计的堆级钚核武器的威力、可靠性、重量等指标不会超过美俄的第一代核武器；而技术和工业水平较高的日本无疑可以解决堆级钚核武器出现的点火过早等问题。
武器级裂变核材料生产的控制
类似日本这样的核工业大国将越来越多，不但通过核工业储存有大量的核材料，而且开发积累了先进的核技术。那么，国际社会有什么办法限制其生产核武器材料呢?
武器级钚材料生产的国际限制这一工作目前主要由国际原子能机构通过安全保障制度来完成，主要目的是防止无核国家拥有或能够生产武器级可裂变核材料。民用核材料生产与军用核材料的生产有很强的关联性，因而管理控制的重点是铀燃料浓缩厂、铀燃料制造厂、动力反应堆和研究堆用过的燃料元件及分离钚的乏燃料后处理厂，以判断浓缩铀的浓缩程度是否过度、后处理厂分离的钚是否会被提纯为武器级钚或转为军用。
禁止为核武器生产裂变材料是日内瓦裁军谈判会议自1994年以来一直设法启动的一项裁军议程，谈判和缔结禁产公约将为实现全面禁止与彻底销毁核武器的目标作出贡献。核材料禁产条约签订之后，将会停止武器级裂变材料生产，并对所有裂变材料建立一套安全可靠的管理、控制办法和核查制度，将裂变材料生产置于国际安全保障之下。这些措施将有效限制类似日本这样的国家获取武器级裂变材料，从而阻隔其核武器发展进程。
限制武器级钚生产的方法
——监督生产流程，控制材料生成
这主要是通过国际原子能机构，检查监督核材料生产过程的记录、材料的流通、核设施的状态等，并对核设施及其工作进行连续的监视和周期性的视察，以防止核材料非法转移和偷改生产流程。例如，反应堆中的铀238经过中子辐照后可以转变为钚239，如果延长照射时间就会进一步生成钚240甚至钚241。钚239可以用作原子弹的裂变材料，但是含有钚240和钚241同位素的钚效率太低，不适合做原子弹的裂变材料。因此，如果给反应堆规定一个较长的换料时间，使生成的钚材料中含有足够多的钚240和钚241，就可以使这个反应堆不能生产武器级的钚。控制换料时间可以用贴封条或安装图像监视器等方法来完成。2002年12月朝鲜为提取钚，将与美韩签订的1994年框架协议而冻结的设施上的联合国封条和监视摄影机全部拆除，这成为联合国对其实施制裁的直接原因。
——检查乏燃料，控制生成物成分
利用仪器对乏燃料棒进行无损探测，分析其钚同位素含量和成分，利用国际原子能机构安全保障的材料衡算系统对后处理系统和燃料加工厂的出入口材料成分和重量进行衡算，核算实物材料清单，估算生产过程的材料损失。特别是正在发展中的实时材料衡算系统，可获得加工过程中的材料量分布，使材料的控制更为精确、严密。1994年11月，国际原子能机构观察员曾提取宁边的乏燃料棒，装入惰性气体不锈钢管密封并贴上标签，在实验室对其成分进行检测，以后以此为依据估算了朝鲜可能生产核武器材料的量，并在1997年迫使朝鲜关闭了宁边反应堆。
——封存储存材料，避免私自转移
国际原子能机构将派员对储存材料的容器打上封签、标签储存。通过对标签、封签的检查，发现材料的更换和转移。对材料仓库利用自动照相、摄像机、各种类型的传感器进行连续的监视。1997年10月，在国际原子能机构的监督下，朝鲜曾将乏燃料棒安全装入铁制容器，予以封存。但这一努力在谈判破裂后化为乌有。
——防止秘密堆的建设，监控核材料后处理
建立专门的产钚堆，从经济和技术角度都比从动力堆中生产钚更可取，所以要重点监视秘密建设未申报的产钚设施活动。主要方法有：通过卫星和航空遥感技术进行红外照相，探测反应堆的热输出和核素的散布等，来发现秘密运行的反应堆。朝鲜的几个核反应堆基本都是通过这种方法被发现和监控的。还有就是分析一个国家对天然铀的不正常需求，或者对现场进行质疑性的视察。
日本福岛核电站事故之后，其所属的日本东京电力公司由于隐瞒和缓报事态发展进程和实际情况而广为诟病，受到日本政府的一再指责。而日本政府在这背后又隐瞒着什么呢?
现有核反应堆的分类与燃料
众所周知，钚是核武器必不可少的裂变材料，但并不天然存在，只有在反应堆中通过核反应才能制备，因此核反应堆在钚生产和核武器制造中发挥着至关重要的作用。
核反应堆的分类按照使用的慢化剂与冷却剂可以将反应堆分为轻水堆、重水堆和石墨堆。日本福岛第一核电站就是轻水堆中的沸水堆型。按照用途可以将反应堆分为生产堆、动力堆、研究堆和生产动力堆。其中，生产堆主要用于生产易裂变材料和其它材料或用于工业规模辐照；动力堆主要用于产生动力；研究堆主要做基础研究或应用研究：生产动力堆是在生产易裂材料的同时产生动力的反应堆。例如，朝鲜宁边核电站使用的就是生产动力堆，其在为宁边周围供应冬季所需电力的同时，还会生产钚等核材料。原则上讲，日本福岛第一核电站使用的反应堆属于动力堆。
核反应堆的组成尽管各种核反应堆系统在设计和具体组成方面有很大区别，但它们还是具有许多共同的一般特征。概括地说，核反应堆的组成大致包括核燃料、冷却剂、慢化剂、控制棒、反射层、反应堆容器、热屏蔽体、自控系统和监测系统等。这次福岛核电站事故虽然控制棒及时插入堆芯，使反应堆停止了工作，但冷却系统却由于断电而停止工作，导致冷却剂／慢化剂无法降低核燃料的余热，致使反应堆容器破损，造成了核泄漏。
核反应堆燃料要求反应堆使用的核燃料是含有易裂变核素(铀235、钚239、铀233)的材料，在一定的条件下，能实现自持核裂变链式反应，同时释放热量。目前广泛用的核燃料主要是铀，按铀235丰度(即所占比例)不同可以分为天然铀(含0.72％铀235)、低浓铀(含0.7％～20％铀235)和高浓铀(含20％～90％铀235)。应用广泛的轻水堆需要用丰度为2％～6％的铀作燃料，重水堆和石墨堆则可以使用天然铀，海军用堆通常使用丰度为90％左右的铀。
由于核武器一般需用丰度为90％以上的铀作燃料，因此必须建铀浓缩设备，将丰度为0.72％的天然铀浓缩为浓度较高的铀。而为了回避技术复杂的铀浓缩过程，则可以使用重水堆或石墨堆将天然铀转化为钚，利用钚制造核武器。这就是上世纪末朝鲜核危机的核心问题所在。当时美国克林顿政府为避免朝鲜利用石墨堆生产钚，在1994年10月与其达成框架协议，提出在10年内向朝鲜提供价值约40亿美元的2座轻水反应堆，代替朝鲜正在发展的石墨堆。但此后美国没有兑现承诺。如果当时履行诺言，也许今天朝鲜就不会发展为核武器国家了。
军用生产堆与商业堆的区别
原则上，没有严格的生产堆和动力堆的区别，因为生产堆也会生产强大的电力。军用堆也可分为生产堆和动力堆(如舰艇动力)，一般将生产武器级核材料的反应堆称为军用生产堆。由于运行目的和生成物要求不同，军用堆在设计和使用中与商业堆还是有一定的差别。这种差别还要从反应堆中核材料的转化谈起。
反应堆中核材料的转化核生产堆中使用的天然铀含3种主要的同位素，即铀234、铀235和铀238，丰度分别为0.006％、0.71％和99.28％。其中占绝大多数的实际是在反应堆中并没有起到释能作用的铀238。铀238在反应堆中受到中子照射后，俘获1个中子转变为钚239，后者继续俘获中子，再转换成钚234、钚241和钚242等多种钚同位素，还有少量钚239与中子发生反应，生成钚238。
在这个过程中，1个铀235核的裂变，平均可以放出2.42个快中子。由于用石墨或重水作慢化剂，对中子吸收少，除了中子泄漏、吸收、裂变反应外，还有较多的剩余中子可使可裂变铀238和钍232转换成易裂变核素钚239和铀233。在生产堆中，一般每烧掉10个铀235核，大约可以得到8个钚239核。钚239的临界质量较小，而且容易用化学分离的方法将它分离出来，适合于制造核武器装料及反应堆燃料元件。由于生产堆需要的生成物是钚239，而不是后续的钚238，因此要严格控制后续反应。这在生产流程上与以释能为主要目的的动力堆的要求不同。在上述过程中，铀235产生裂变链式反应，释放大量能量，这就是反应堆的热量来源。
军用生产堆的建设与生产在上述反应过程中，钚239的丰度逐渐降低，这会使其产生链式反应需要的临界质量变大，不利于核武器制造，因此需要建造专门的军用生产堆。需要强调的是，这并不是说商业堆就不能生产满足要求的钚，只是在安全性和操作上要麻烦很多。
1942年，美国在芝加哥大学建成世界上第一个自持链式核裂变反应堆，用40吨天然铀燃料做成金属或氧化物的块状形式，分散安装在作为慢化剂和反射层的385吨的石墨基体中。当时额定的运行热功率仅为2千瓦，用周围的空气就能为它提供足够的冷却。该堆的结构是由石墨条块逐层堆积而成的，铀装在石墨条块的孔洞中，因而得名为“堆”。研究这个铀一石墨系统最初目的是为了确定链式反应究竟能否实现，目标是应用这种反应来产生原子链核爆炸。但在工作进行过程中发现，中子似乎也可用来产生原子武器用的易裂变材料钚239，从而建造了一系列的生产堆。生产堆主要是将反应堆当成一个中子源，利用裂变反应产生的大量中子，来生产钚239、铀233、钴60、碳14等核素供军用和民用。在重水堆中，除了可以生产钚239外，还可进一步生产超钚元素。此外，还可把锂6元件放在堆内受中子辐照而生产氚，这是制造氢弹所必需的。
为了取得纯净的武器级钚，对产钚堆的燃料元件受中子照射的时间需要进行严格控制，使燃耗时间和深度不能超过一定的限度。这需要产钚堆频繁更换燃料棒，需供应和后处理的燃料元件量很大，需有大规模的燃料元件制造厂和后处理分离钚的工厂，同时要求燃料元件结构简单，以降低制造成本。
在朝鲜进行第一次核武器爆炸试验时，由于爆炸当量非常小，西方媒体就曾推测，朝鲜在宁边反应堆的生产中没有换料经验，导致燃耗过深，使钚240在燃料中的比例太大，从而使核弹装料不稳定，核爆不充分。
严格地讲，这种频繁换料(即低燃耗)的工作模式，使燃料不能充分燃烧，不但不经济，而且增加了事故可能，因此不适合商用核电站使用。但并不排除使用商用核电站通过频繁换料来生产武器级钚的可能。
核武器级裂变核材料的提取
反应堆生产出的钚都是以乏燃料的形式存在的，因此需要从乏燃料中提取武器级的钚。这种处理过程被称为乏燃料后处理。乏燃料后处理的主要任务是从乏燃料中提取铀、钚等有应用价值的放射性核素以及贵重核素。提取出来的铀可以重新加工制成燃料元件，送入反应堆使用；钚可以加工制成核武器装料，也可制成燃料元件，供反应堆 使用。乏燃料后处理过程一般包括“冷却”、首端处理和化学分离三个基本步骤。
冷却卸出反应堆的乏燃料中含有300多种放射性核素，它们的半衰期长短不一，大部分非常短。从停堆后算起，经过一天时间衰变，放射性活度大约剩下十分之一。这样高的放射性仍很难进行处理。原因一是强放射性会使处理过程中所用的化学试剂受辐照分解，影响工艺过程的稳定性；二是会加速设备腐蚀等。为此，需要把卸出的乏燃料组件投放到反应堆旁的乏燃料贮水池中。水池中的水既可以吸收放射性核素衰变时释放出的热量，又可以充当辐射屏蔽。1994年11月，国际核查人员在朝鲜宁边曾看到7700根乏燃料棒被存放在一座涂漆已斑驳的空心砖建筑里的混凝土冷却池中，该池与方形的家庭游泳池大小相仿。这次日本福岛核电站事故中的4号机组之所以发生爆炸，就是因为乏燃料棒池中的水不能及时补充，导致乏燃料棒暴露无法冷却。
通常，乏燃料最短的“冷却”时间为90天，一般为150天，目的是使难处理和放射性毒性大的挥发性裂变产物充分衰变，以防止在后处理过程中使这种放射性核素释放到环境中去。在“冷却”150天之后，几乎全部剩余放射性都来自有限的十几种裂变产物，这些核素需要在乏燃料后处理过程中除去。
首端处理首端处理通常包括乏燃料组件的解体、脱除包壳和燃料芯溶解几个步骤。脱除包壳就是采用机械和化学方法将包裹核材料的金属壳剥去，然后使用硝酸溶解燃料芯。
化学分离 化学分离是乏燃料后处理的主要工艺过程，又称净化或去污处理。它们主要任务一是把裂变产物从铀一钚中清除出去；二是把铀和钚(或铀和钍)互相分离，提取出来。现代核工业广泛采用的是溶剂萃取法。目前，化学分离可使铀回收率达到99.2％～99.97％，钚的回收率达到98.5％～99.8％，完全满足武器制造需要。
外界普遍认为，朝鲜两次核爆和可能拥有的核武器的钚装料都是通过对8000多根宁边5兆瓦核反应堆的乏燃料进行后处理得到的，从其中钚的含量看，朝鲜可制造5～6枚原子弹。
日本钚生产与处理能力分析
福岛核电站事故让人们再次意识到日本具有强大的核工业能力，只要它愿意就可以开始钚材料的生产与后处理。
武器级钚的生产可能一是通过频繁关闭商业动力堆，频繁更换反应堆燃料，减少燃料燃耗，增加钚燃料中钚239含量的办法可获得武器级钚；二是浓缩反应堆级钚来获得武器级钚，美国就曾研究用激光分离同位素方法由堆级钚生产武器级钚；三是可分离实验增殖反应堆的天然铀外壳中产生的钚：四是利用一种生产反应堆产出武器级钚。日本在其东北部的六所村建立了后处理厂，已经具备了乏燃料后处理能力。
堆级钚制造核武器的可能据日本科技厅上世纪90年代末公布的资料，当时日本的钚储备量仅为4.5吨。此后日本不惜高价从美、英、法等国购进核废料，甚至连俄罗斯从核弹上拆卸下来的以及拟向海洋中倾倒的核废料都不放过。到近期日本已自行生产50吨钚，加上以前从购买的核废料中提取的40吨钚，总储量将近100吨，从而成为世界上最大的钚拥有国。扣除核电计划的正常消耗，可净剩62吨钚。根据国际原子能机构定义，制造1枚核弹装置所需的钚材料量为8千克，那么，日本可以制造7700余颗核弹。
虽然这些钚绝大部分为反应堆级钚，但堆级钚也可以制造核弹。武器级钚中钚240含量小于7％，堆级钚中钚240含量在18％以上。钚240自发裂变率太高，裂变物质在原子弹爆炸时的充分压缩之前就会引起链式反应，使得装置的裂变功率很低。虽然不利于制造核武器，但用来制造比较粗糙的核武器还是可以的。这在1962年美国的核试验中就已经被证实。那次试验威力测试小于2万吨TNT当量，虽然没有公布核装置反应堆级钚的用量和成分，但美国宣称，由于反应堆级钚具有更多自发裂变，会造成过早点火和预热，会使武器设计、制造和库存管理变得更复杂。例如，为使工人免遭致命辐射，制造过程和设备需远距离遥控，也要考虑军方使用人员的辐射安全，这就需要更多的花费。
美国专家分析认为，以现有5个核国家的技术水平，如果设计堆级钚核武器可以达到武器级钚核武器的威力；技术水平较低的核国家设计的堆级钚核武器的威力、可靠性、重量等指标不会超过美俄的第一代核武器；而技术和工业水平较高的日本无疑可以解决堆级钚核武器出现的点火过早等问题。
武器级裂变核材料生产的控制
类似日本这样的核工业大国将越来越多，不但通过核工业储存有大量的核材料，而且开发积累了先进的核技术。那么，国际社会有什么办法限制其生产核武器材料呢?
武器级钚材料生产的国际限制这一工作目前主要由国际原子能机构通过安全保障制度来完成，主要目的是防止无核国家拥有或能够生产武器级可裂变核材料。民用核材料生产与军用核材料的生产有很强的关联性，因而管理控制的重点是铀燃料浓缩厂、铀燃料制造厂、动力反应堆和研究堆用过的燃料元件及分离钚的乏燃料后处理厂，以判断浓缩铀的浓缩程度是否过度、后处理厂分离的钚是否会被提纯为武器级钚或转为军用。
禁止为核武器生产裂变材料是日内瓦裁军谈判会议自1994年以来一直设法启动的一项裁军议程，谈判和缔结禁产公约将为实现全面禁止与彻底销毁核武器的目标作出贡献。核材料禁产条约签订之后，将会停止武器级裂变材料生产，并对所有裂变材料建立一套安全可靠的管理、控制办法和核查制度，将裂变材料生产置于国际安全保障之下。这些措施将有效限制类似日本这样的国家获取武器级裂变材料，从而阻隔其核武器发展进程。
限制武器级钚生产的方法
——监督生产流程，控制材料生成
这主要是通过国际原子能机构，检查监督核材料生产过程的记录、材料的流通、核设施的状态等，并对核设施及其工作进行连续的监视和周期性的视察，以防止核材料非法转移和偷改生产流程。例如，反应堆中的铀238经过中子辐照后可以转变为钚239，如果延长照射时间就会进一步生成钚240甚至钚241。钚239可以用作原子弹的裂变材料，但是含有钚240和钚241同位素的钚效率太低，不适合做原子弹的裂变材料。因此，如果给反应堆规定一个较长的换料时间，使生成的钚材料中含有足够多的钚240和钚241，就可以使这个反应堆不能生产武器级的钚。控制换料时间可以用贴封条或安装图像监视器等方法来完成。2002年12月朝鲜为提取钚，将与美韩签订的1994年框架协议而冻结的设施上的联合国封条和监视摄影机全部拆除，这成为联合国对其实施制裁的直接原因。
——检查乏燃料，控制生成物成分
利用仪器对乏燃料棒进行无损探测，分析其钚同位素含量和成分，利用国际原子能机构安全保障的材料衡算系统对后处理系统和燃料加工厂的出入口材料成分和重量进行衡算，核算实物材料清单，估算生产过程的材料损失。特别是正在发展中的实时材料衡算系统，可获得加工过程中的材料量分布，使材料的控制更为精确、严密。1994年11月，国际原子能机构观察员曾提取宁边的乏燃料棒，装入惰性气体不锈钢管密封并贴上标签，在实验室对其成分进行检测，以后以此为依据估算了朝鲜可能生产核武器材料的量，并在1997年迫使朝鲜关闭了宁边反应堆。
——封存储存材料，避免私自转移
国际原子能机构将派员对储存材料的容器打上封签、标签储存。通过对标签、封签的检查，发现材料的更换和转移。对材料仓库利用自动照相、摄像机、各种类型的传感器进行连续的监视。1997年10月，在国际原子能机构的监督下，朝鲜曾将乏燃料棒安全装入铁制容器，予以封存。但这一努力在谈判破裂后化为乌有。
——防止秘密堆的建设，监控核材料后处理
建立专门的产钚堆，从经济和技术角度都比从动力堆中生产钚更可取，所以要重点监视秘密建设未申报的产钚设施活动。主要方法有：通过卫星和航空遥感技术进行红外照相，探测反应堆的热输出和核素的散布等，来发现秘密运行的反应堆。朝鲜的几个核反应堆基本都是通过这种方法被发现和监控的。还有就是分析一个国家对天然铀的不正常需求，或者对现场进行质疑性的视察。
日本福岛核电站事故之后，其所属的日本东京电力公司由于隐瞒和缓报事态发展进程和实际情况而广为诟病，受到日本政府的一再指责。而日本政府在这背后又隐瞒着什么呢?