Известно, что Пакистан де-факто является обладателем ядерного оружия. Информация о возможностях его ядерного потенциала имеет важное значение для оценки военно-политической обстановки не только на региональном, но и на глобальном уровне. По данным издания «Cтратегические международные исследования» КИМСИ НОАК ядерная программа Пакистана основана на плутониевом и урановом циклах. В последнее десятилетие (c 2009 г.) наряду со строительством мощностей по обогащению урана отмечается последовательный рост мощностей по наработке плутония. В это время в атомном центре Хушаб были введены в эксплуатацию три из четырех реакторов. По данным специалистов НОАК, изотоп Pu-239, как делящееся ядерное вещество имеет ряд  преимуществ перед другим делящимся веществом – изотопом урана U-235. Он даёт больший выход энергии на единицу вещества (его требуется в несколько раз меньше для создания критической массы для ядерного взрыва), легче обрабатывается для придания необходимой формы, не требует сложных технологий. Китайские специалисты предприняли попытку посчитать объем наработанного оружейного плутония в Пакистане в условиях отсутствия официальных данных. Специалисты КИМСИ НОАК отмечают, что основной технической характеристикой реактора, необходимой для оценки количества нарабатываемого в нём плутония, является тепловая мощность (W). Она может быть оценена по размерам его системы охлаждения: по площади градирни (Sg) исходя из известных значений удельной тепловой нагрузки на 1 м² площади горизонтального сечения оросителя вентиляторной градирни (0,09-0,12 МВт/м²).     С учётом эмпирического коэффициента (~0,9), переводящего площадь застройки градирни в рабочую площадь, используемую для охлаждения, мощность реактора может быть оценена по формуле:

                                   W=[0,081 ÷ 0,108]  x  Sg,       МВт.                          (1)

Кроме этого, мощность пакистанских реакторов может быть более точно оценена по «эталонным» однотипным объектам, т.е. таким объектам, характеристики которых известны. Так, мощности пакистанских реакторов могут быть оценены по известной мощности теплоэлектростанции (ТЭС), построенной здесь же в атомном центре, в системе охлаждения которой используется также вентиляторная градирня.  Для этого необходимо определить, какое количество тепла проходит через градирню ТЭС. Так как КПД брутто этой угольной ТЭС (отношение электрической мощности (ЭМТЭС) к тепловой) составляет 0,3125 при электрической мощности 50 МВт, а из общего количества тепловой энергии (ТМТЭС), вырабатываемой на ТЭС, 5÷15 % тепла удаляется через дымовую трубу (Qдт), то количество тепла, приходящегося на градирню ТЭС (ТМгр), должно составить 86÷102 МВт (формула 2).

                                    ТМгр = ТМТЭС – ЭМТЭС – Qдт

                                    ТМТЭС = ЭМТЭС  / КПД                                          (2)

                                    Qдт = [0,05÷0,15] x ТМТЭС

Специалистами КИМСИ НОАК принимаются следующие допущения, основанные на анализе материалов космической съёмки пакистанских ядерных объектов:

— вентиляторные градирни, обслуживающие производственные ядерные реакторы и ТЭС в атомном центре Хушаб, имеют примерно одинаковую удельную тепловую нагрузку на 1 м² площади градирни;

— для непосредственного охлаждения реакторов используются только основные градирни (так как за всё время наблюдений парение дополнительных градирен не отмечалось).

Значения площади основных градирен пакистанских реакторов масштабируются относительно значения площади градирни ТЭС (1290 м²) и рассчитываются мощности реакторов исходя из тепловой мощности  ТЭС с учётом количества тепловой энергии, удаляемой через градирню ТЭС.  Разница в 23% в сторону уменьшения между оценками мощности реакторов, рассчитанных по удельной тепловой нагрузке на единицу площади основных градирен и рассчитанных относительно известной мощности ТЭС, может объясняться тем, что в первом случае использовались данные по удельной тепловой нагрузке для градирен, эксплуатируемых в средних широтах. В действительности же для климатических условий местонахождения пакистанских реакторов в ядерном центре Хушаб удельная тепловая нагрузка для градирен должна быть меньше.  Китайские специалисты отмечают, что для расчета удельной тепловой нагрузки градирен интересуемых объектов, по которой оцениваются мощности объектов, необходимо привлекать профильных специалистов, так как требуется учет множества факторов, связанных с климатическими условиями эксплуатации. Отмечается, что количество нарабатываемого в пакистанских реакторах плутония может оцениваться по нескольким компонентам по формуле:

                          МPu=1,31 * 239 / 235 * ХPu * R * Tw * kw * W,   г                 (3)

где:

1,31 – количество изотопа U-235 (г), необходимого для выделения при его расщеплении 1 МВт энергии;

239 – атомный номер оцениваемого изотопа, в данном случае Pu-239;

235 – атомный номер делящегося в реакторе изотопа U-235;

ХPu – плутониевый коэффициент (удельный выход изотопа), характеризующий отношение нарабатываемого плутония к «сгоревшему» U-235 (для тяжеловодных реакторов ХPu ~ 0,75-0,8);

R – коэффициент учёта потерь при радиохимической сепарации (~0,95);

Tw – время эксплуатации реактора включая время на перезагрузки топлива (для определения годовой мощности берётся количество суток в году, т.е. 365), сутки;

kw – коэффициент использования мощности реактора – отношение времени непосредственной работы к общему периоду эксплуатации (~ 0,7-0,8);

W – тепловая мощность реактора, МВт.

Подставив усреднённые значения коэффициентов формулу 3 можно упростить:

МPu = 0,98 * Tw * kw * W,   г                                   (4)

Коэффициент использования мощности может быть рассчитан для каждого реактора индивидуально эмпирически по материалам космической съёмки по частоте наблюдавшихся случаев парения градирен к общему количеству наблюдений в относительно холодное время года (с октября по март), когда парение может быть выявлено на фоне холодного воздуха. В результате рассчитано количество оружейного плутония, которое могло быть наработано на каждом реакторе атомного центра Хушаб.

Оценка специалистами КИМСИ НОАК количества наработанного оружейного плутония в Пакистане к 2019 г.

Таким образом, специалистами КИМСИ НОАК в результате проведенного анализа материалов космической съёмки и использовании математических методов оценены мощности пакистанских ядерных производственных реакторов, коэффициенты использования их мощности и объёмы наработанного в них оружейного плутония.

Примечание:

Китайский институт международных стратегических исследований (КИМСИ) НОАК является информационно-аналитическим подразделением Центрального военного совета (ЦВС) КНР. Институт осуществляет анализ и обобщение информации, подготовку информационно-аналитических документов для руководства КНР и командования НОАК. Каждые десять дней выпускается бюллетень «Обстановка в иностранных армиях» (Wai Jun Dongtai) для старшего офицерского состава, ежеквартально публикуется журнал «Стратегические международные исследования», регулярно организуются конференции и семинары.