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以色列是实际拥有核武器国家中发展较早、实力较强的一个，据称整体实力不逊于英国。
早在1948年5月14日建国之日，以色列就开始了原子能的研究， 而且基本上是为军事服务的。1952年成立了原子能委员会，处于国防部领导之下。1966年升为部级，总理亲任委员会主席。以色列核资源丰富，内格夫沙漠有2.5万吨与磷酸盐矿共生的铀矿储量， 以色列过去主要从法国、阿根廷和南非等国进口铀，近年已能从磷酸盐矿中提取铀，现年产50吨天然铀，并从磷酸盐中每年浓缩100吨铀。
以色列核设施建立较早，1957年2 月美国援建的第一座反应堆就已在里尚齐翁开始运行，这座反应堆功率8兆瓦，以天然铀为原料， 主要用于科研和生产放射性同位素。1959年纳哈尔索雷克反应堆IRR－1开始运行，位于特拉维夫附近，是由美国援建的5兆瓦轻水堆， 由美国提供浓缩铀，主要用于生产放射性同位素，由美国和国际原子能机构监督，附近还有一个导弹试验场。
1964年，法国援建的功率25兆瓦的迪莫纳反应堆IRR－2开始运行，主要生产钚和放射性同位素。另外，海法技术学院还有美国援建的特里法反应堆，功率8兆瓦，主要用于教学。1970年美国还援建了200兆瓦的海水淡化核电站，以色列计划到本世纪末建成10座核电站。隐蔽在内格夫沙漠南部地下深处的内格夫核研究中心共有15座设施，包括指挥室、实验室、核生产车间，甚至国家领导人的密室，最主要的设施是迪莫纳核武器工厂和一个地下后处理设施，每年可提取近10公斤武器级钚。拥有300人的韦兹姆研究院位于雷霍夫特，主要从事核技术研究， 设有核物理部，同位素研究部等。
此外，位于特拉维夫地下和内格夫沙漠边缘的内瓦提姆空军基地还有地下核武器指挥控制中心；海法市郊有设计核弹的第20分部和代号48分部的导弹实验室；在雷霍夫特的泰勒诺夫空军基地，有能携带核炸弹的F－16战斗机组成的“黑色中队”，随时处于警戒状态； 耶路撒冷西北的“杰里科”导弹发射场，可发射“杰里科Ⅰ”型和Ⅱ型核导弹；在上述两个设施附近还有核弹储存基地。
虽然以色列核设施规模不大，但比较完善，可独立解决核燃料问题，并提取武器级的浓缩铀和钚，所以它实际上已经具备有限的生产核武器的能力。自1974年初以来，就有许多报道称以色列是第六个核国家。美国中央情报局1978年发表的一份备忘录也称以色列1974年已有核武器。1986年10月，有人证实以色列的秘密地下核武器工厂已运行了20多年，长期生产钚，80年代以来还生产氘、氚和锂[6]等热核材料。1982 年联合国的报告也指出，迪莫纳反应堆IRR－2有年产8－10公斤含70%钚[239]的核材料的能力，从开始运行到70年代末，估计已积累有100 公斤左右的钚，可制成10－15枚核弹头。70年代后功率又增加到70兆瓦，年产的钚可制成3个核弹头。 这还不算以色列通过其他手段搞到的浓缩铀，比如1968年摩萨德就曾成功地从法国偷运出200多吨核材料。 埃及国防部估计，到1986年以色列至少已有30枚核弹头。近年有消息说IRR－2反应堆的功率已达到120兆瓦，年产能制造5枚弹头的核材料。伦敦战略研究所1990年～1991年估计以色列已有100枚核弹头。1990年， 以色列研究人员证实以色列1972年～1973年就制造出第一件核武器，现在年产4－5枚，目前约有100枚。1994年法新社报道，以色列有200枚核弹头，超过英国的192枚。
去年南非政府也终于承认了1979年9月22 日美国卫星在印度洋上空测到的闪光是南非与以色列合作进行的核试验，使用的氚由以色列提供。还有报道说南非至少出售了550吨天然铀给以色列， 以色列的“杰里科Ⅱ”的资金就是南非提供的，并传说双方曾合作生产核大炮，西方甚至还传闻以色列能生产氢弹、中子弹和核地雷，只是还没有可信的证据。
以色列所拥有的几种作战飞机都有核运载能力，自行研制的“幼狮”战斗机航程2400公里，能带千吨级核弹，此外还有美制F－15和F－16飞机。60年代由法国协助制造的“杰里科”导弹能带2 万吨当量的核弹头，载荷450～680公斤。“杰里科Ⅰ”型导弹射程200～600公里，“杰里科Ⅱ”型射程600公里，1987年研制的“杰里科－ZB”型射程1500 公里，80年代末研制的“杰里科－11B”型导弹射程也为1500公里， 这几种导弹均有携带核弹头的能力，目前以色列已有100余枚导弹。
起初，以色列极力宣传其核设施纯属和平目的，1963年声明“以色列不首先向中东地区引进核武器”，但不久就引申为“以色列不首先向中东引进核武器，但也不会落后（他国）”。1973年1月， 以色列宣布它能制造核武器，只是没有这种意图，但仍不允许阿拉伯国家先引进核武器，并拒绝签署《防止核扩散条约》。实际上此时以色列已组装成首枚核弹。1973年10月的第四次中东战争中，以色列内阁通过了危机时使用核武器的决议，并紧急组装了13枚核弹，进入了实战状态。1974年宣布“以色列一直有发展核武器的潜力，现在已拥有这种潜力，以色列将使用其拥有的一切手段保卫自己”。1981年，以色列空军一举炸毁了伊拉克的核反应堆。同时，为对付中东地区日益严重的导弹技术扩散，以色列积极与美国合作，加紧研制反导弹武器，其中“箭”式反弹道导弹和“鹦鹉螺”战术防空激光武器已取得相当进展，居于世界领先地位。
目前，以色列一直在中东地区保持着核优势，并声称：只要中东没有持久的和平，就不会签署“核不扩散条约”。