مفاعل ديمونا منشأة نووية إسرائيلية تقع في صحراء النقب جنوب إسرائيل. بدأ بناؤه أواخر الخمسينيات بدعم فرنسي سري، وفي البداية أعلنت إسرائيل أنه مرفق للأبحاث.

في عام ١٩٨٦، سرّب الفني النووي مردخاي فعنونو صوراً من داخل المفاعل إلى الصحافة البريطانية، كاشفاً تفاصيل دقيقة عن البرنامج النووي الإسرائيلي، من أبرزها استخدامه في إنتاج البلوتونيوم. أدى ذلك إلى اختطافه من قبل الموساد وسجنه ١٨ عاماً.

رغم مرور أكثر من ٦٠ عاماً على تشغيله، ما يزال مفاعل ديمونا نشطاً، ويعتقد أن إسرائيل تنتج عبره نحو ٤٠ كغ من البلوتونيوم سنوياً، وهي كمية قد تكفي لصناعة عدد من الرؤوس النووية.

لا يخضع مفاعل ديمونا لأي مراقبة أو تفتيش من الوكالة الدولية للطاقة الذرية، لأن إسرائيل لم توقع على معاهدة حظر الانتشار النووي، ما يجعل منشآتها النووية خارج الرقابة الدولية المباشرة.