Alweer een zachte knal in Noord-Korea

Zeperd of niet, de laatste Koreaanse kernproef wijst niet op een krachtige kernbom. Karel Knip

Satellietopname van de reactor in Yongbyong Foto ISIS ISIS

Was de laatste kernproef van Noord-Korea weer een mislukking? Another fizzle? Er is weinig politieke animo om daarover te speculeren maar in wetenschappelijke kring is het debat in volle gang. Seismologen zijn het erover eens dat de ondergrondse explosie van 25 mei een seismische schok met een kracht van ongeveer 4,5 à 5 op de schaal van Richter opleverde. Ruwweg: 4,7. Tot die conclusie komen de U.S. Geological Survey en het seismische netwerk van de CTBTO in Wenen. Deze organisatie is belast met het opsporen van clandestiene kernproeven als te zijner tijd het verdrag tegen kernproeven, de Comprehensive Test Ban Treaty, van kracht wordt. In Nederland maakt het KNMI er deel van uit.

De eerste kernproef van Noord-Korea, in oktober 2006, leverde een schok op van ongeveer 4,2 Richter. Omdat de nieuwe proef in hetzelfde berggebied en dus vermoedelijk hetzelfde gesteente plaatsvond, betekent het dat hij beduidend krachtiger was dan de vorige, want de Richter-schaal is, net als de decibel-schaal, logaritmisch.

Krachtiger – maar nog steeds niet krachtig. Voor de eerste proef is destijds berekend dat hij een yield (kracht) had van nog niet 1 kiloton TNT. Voor de laatste proef komen de schattingen uit op 4 à 5 kiloton. Dat is nog niet de helft van de energie van de uraniumbom die in 1945 boven Hiroshima ontplofte. Geen beginnende atoommacht begon zijn serie kernproeven met zulke zwakke explosies. Dit is het Noord-Koreaanse raadsel.

ATOMIC SCIENTIST

In de webeditie (27 mei) van het Bulletin of the Atomic Scientists worden vier verklaringen voor het raadsel geopperd. Het zou kunnen dat de Noord-Koreanen hun bom hebben laten ontploffen in een ongewoon grote ondergrondse ruimte die de overdracht van energie naar het omringende gesteente dempt. Dan leek hij zwakker dan hij was. Maar Noord-Korea heeft geen belang bij deze misleiding. Een andere mogelijkheid is dat Noord-Korea al heel ver gevorderd is in de miniaturisering van kernwapens, zoals de Amerikanen, die nucleaire granaten met een kaliber van 155 mm kunnen maken. Inspecteurs die de armoedige nucleaire installaties in Noord-Korea bezochten achtten dit niet waarschijnlijk, maar de gezaghebbende expert Robert S. Norris sluit het niet uit (Bulletin of the Atomic Scientists, mei 2005).

Derde optie: er is geen plutonium geëxplodeerd maar een wagonlading conventionele springstof. Het seismische signaal van een zware conventionele explosie is bijna niet te onderscheiden van dat van een kernproef, zeker niet als een hele massa springstof met behulp van vele geavanceerde ontstekers simultaan wordt ontstoken (Nature Physics, januari 2007). Ook in 2006 is een tijdlang gedacht dat de Noord-Koreanen de internationale gemeenschap bedotten, totdat twaalf dagen na de proef een verhoogde concentratie xenon-133 bij het Canadese Yellowknife werd waargenomen. Met atmosferische circulatiemodellen kon de bron van het xenon worden aangewezen: in Noord-Korea (Geophysical Research Letters, 16 oktober 2007). Bij nucleaire explosies ontstaan altijd edelgassen als krypton en xenon en vroeg of laat komen die uit de grond vrij. Daarop is een deel van het detectiesysteem van de CTBTO gericht. In Nederland kan het RIVM in Bilthoven de gassen detecteren.

Gisteren was volgens de CTBTO in Wenen nog geen 133Xe gedetecteerd, maar omdat het xenon-netwerk sinds 2006 flink is uitgebreid wordt de eerste melding binnen enkele dagen verwacht. De Koreaanse proef is ook een belangrijke test voor de CTBTO.

WAGONLADING

De laatste mogelijkheid is dat de Noord-Koreaanse proef weer gedeeltelijk is mislukt. De ‘handicap’ van Noord-Korea is dat het plutonium als splijtstof moet gebruiken. Van hoog verrijkt uranium is ook een kernbom te maken, zelfs een die zo eenvoudig werkt dat hij niet eens getest hoeft te worden, maar het is onwaarschijnlijk dat Noord-Korea al uranium kan verrijken. In 2003 werd bericht dat een samenwerking met de Pakistaanse geleerde dr. A.Q. Khan tot stand was gekomen en dat Noord-Korea een verrijkingsfabriek met ultracentrifuges bouwde, maar later is steeds meer twijfel ontstaan. De verrijkingsfabriek is nooit gevonden.

Het plutonium dat Noord-Korea gebruikt, wordt teruggewonnen uit verspleten splijtstof van een kleine kernreactor bij Yongbyong die het land aanduidt als de 5 MWe-reactor, alsof hij een elektrisch vermogen van 5 megawatt zou bezitten. In werkelijkheid produceert hij geen stroom maar in de eerste plaats plutonium. Het plutonium ontstaat er uit uranium (238U) als dat een neutron ‘vangt’. Vooral plutonium-239 is aantrekkelijk voor kernwapens. Probleem is dat al neutronen vangend ook andere plutoniumsoorten ontstaan, zoals plutonium-240, die juist minder gewenst zijn in kernwapens omdat ze te veel spontane splijting vertonen en een ontijdige ontsteking kunnen veroorzaken. Aanwezigheid van verkeerde plutoniumsoorten kan de mislukking verklaren. Andere soorten falen zijn net zo goed mogelijk – klassieke plutoniumbommen zijn niet makkelijk te maken.

De reactor bij Yongbyong ging in 1986 in bedrijf en werd in 1994 in een overeenkomst met de Amerikanen (de freeze) stilgelegd. Begin 2003 werd hij weer ingeschakeld en halverwege 2007 is hij opnieuw gesloten. In 2008 is zelfs de bijbehorende koeltoren opgeblazen, hoewel de reactor daarmee niet definitief onklaar werd. Diverse experts hebben geprobeerd te schatten hoeveel plutonium de Yongbyong-reactor in ruim twaalf jaar geproduceerd kan hebben. David Albright van het Institute for Science and International Security (ISIS) kwam in februari 2007 uit op 52 tot 69 kilo. Minus de test van oktober 2006 dus hooguit 64. Vorig jaar gaven de Noord-Koreanen zelf een waarde van 37 kilo op.

De eerste plutoniumbommen die de Amerikanen in 1945 lieten ontploffen (boven New Mexico en boven Nagasaki) bevatten elk 6,1 kilogram plutonium. In geavanceerde wapens is de hoeveelheid teruggebracht tot minder dan een kilo. Vaak wordt aangenomen dat in de klassieke bomontwerpen die Noord-Korea vermoedelijk van China (of van A.Q. Khan) kreeg per bom 4 à 5 kilo plutonium wordt gebruikt. Dan zou er nu nog materiaal zijn voor voor vijf à zes bommen.

    • Karel Knip