Geologie kan helpen bij traceren ondergrondse kernproeven

Ondergrondse proeven met kernwapens worden al lange tijd gedetecteerd met behulp van geologische (en met name geofysische) waarnemingen. De schokgolven die bij de explosie worden uitgezonden, worden op tal van plaatsen opgevangen. Het wereldwijde netwerk van seismometers maakt het bovendien mogelijk om betrekkelijk nauwkeurig (tot in een gebied van circa 1000 km) te bepalen waar de schok heeft plaatsgevonden.

Omdat de seismische golven van een kernproef niet geheel overeenkomen met die van natuurlijke aardbevingen, isbovendien de aard van de schok vast te stellen.

Zou een kernmacht echter een dergelijke ontploffing op grote diepte uitvoeren, dan kan het vaststellen van de aard moeilijker worden. Bovendien gaat dan ook niet meer op, zoals bij een relatief ondiepe kernproef, dat er splijtingsproducten in de atmosfeer terecht zullen komen via scheuren in de aardkorst die door de explosie zelf zijn veroorzaakt. Het huidige International Monitoring System, dat is opgezet om controle te kunnen uitoefenen op staten die zich bij verdrag bereid hebben verklaard om geen kernwapens te ontwikkelen, of - indien ze al over kernwapens beschikken - die niet meer te testen, is echter vooral op de opsporing van dergelijke splijtingsproducten aangewezen.

In Nature (8 augustus) bespreken Amerikaanse onderzoekers de resultaten van een experiment waarbij op 22 september 1993 een 'namaak-atoombom' van 1000 kiloton tot ontploffing werd gebracht in een goed afgeschermde ruimte op 400 meter diepte (dat is twee- tot driemaal dieper dan gangbaar voor kernproeven). Bij de explosie van deze chemische bom kwamen uiteraard geen splijtingsproducten vrij, maar om de rol daarvan te simuleren werden vlakbij de springstof 0,2 kg He en 50 kg SF geplaatst, die de rol van de splijtingsproducten op hun weg door de aardkorst moesten verduidelijken. Beide stoffen komen in de natuur in slechts zeer lage concentraties voor en kunnen daarom goed als tracers dienen.

Bij monstername na 50 dagen bleek dat een hoeveelheid SF via een al eerder bestaand breukvlak in de aardkorst omhoogkwam in concentraties van 100 keer het achtergrondniveau; dit nam in de periode daarop verder toe. Het eerste He werd pas na ongeveer een jaar gedetecteerd (2x de achtergrond), en ook hiervan nam de concentratie later verder toe.

Op grond van modellen komen de onderzoekers tot de conclusie dat ook de splijtingsproducten Xe en 3Ar op deze wijze aantoonbaar zullen zijn bij diepe kernproeven. Een en ander betekent dat diepe kernproeven niet onopgemerkt kunnen worden uitgevoerd als monstername plaatsvindt op de juiste plaatsen, dus nadat binnen het 'doelgebied' van ca. 1000 km de breukenin de aardkorst nauwkeurig in kaart zijn gebracht. (A.J. van Loon)