Zo spoor je een stiekeme atoombom op

Kernwapenprogramma’s Wie kernwapens heeft, houdt ze. Het is dus zaak om geheime kernwapenprogramma’s vroeg op te sporen. Door te kijken naar luchtfoto’s en het volgen van verdachte aankopen. Maar kun je stiekemerds zo echt betrappen?

Satellietbeeld uit 2013 van een plek in Syrië, waar vermoedelijk plutonium geproduceerd werd. Foto Getty Images

De kans dat Noord-Korea volgende week zal aanbieden zijn kernwapenprogramma te beëindigen en de bestaande voorraad kernwapens te ontmantelen lijkt niet groot – welke mooie compensaties de Amerikanen er ook voor in het vooruitzicht stellen. De ervaring leert dat landen die kernwapens bezitten daar niet makkelijk meer afstand van doen. Het ontwikkelen van kernwapens vergt enorme investeringen en de afschrikwekkende werking die ervan uitgaat levert een enorm strategisch voordeel op. Tot nu toe heeft alleen Zuid-Afrika zijn atoombommen ontmanteld.

Wel werden verschillende landen overgehaald, soms met harde hand, om hun kernwapenprogramma in een vroeg stadium af te breken. Irak, Libië en Iran zijn aansprekende voorbeelden, Syrië zou je er ook toe kunnen rekenen. Van veel andere landen is nauwelijks bekend geworden dat ze een kernwapenprogramma hadden en waarom ze dat op den duur beëindigden. MIT-politicoloog Vipin Narang geeft in International Security (2017) een mooi overzicht, de lezer ziet er zomaar ook Zwitserland, Zweden, Joegoslavië en Roemenië staan.

Wie kernwapens heeft doet ze nooit meer weg – dat is de regel. Daarom zou alles op alles gezet moeten worden om verborgen kernwapenprogramma’s zo vroeg mogelijk op te sporen. Maar tot nu toe heeft de wereld alleen geïnvesteerd in detectie van verborgen kernproeven, dus in feite van voltooide kernwapenprogramma’s. De technische organisatie die actief moet worden als het ‘alomvattende kernstopverdrag’ (CTBT) eenmaal van kracht wordt heeft zijn netwerk aan meetstations grotendeels op orde maar dat kan nauwelijks of niet bijdragen aan het opsporen van clandestien kernwapenonderzoek.

Dubbelspel van leveranciers

Is er uitzicht op vroege en waterdicht detectie van verborgen kernwapenprogramma’s? The Economist onderzocht die vraag in 2015 en toonde zich hoopvol. MIT-onderzoeker R. Scott Kemp deed het in 2016 opnieuw (Annual Review of Earth and Planetary Sciences) en was uiterst somber. De technische hulpmiddelen zijn beperkt en peperduur, hun observaties zijn vaak moeilijk te duiden en de mogelijkheden om ze te misleiden zijn talrijk.

Tot dusver speelde in het opsporen van verborgen kernwapenprogramma’s vooral ‘overhead imaging’ een rol. De programma’s van Noord-Korea, Syrië en Zuid-Afrika werden door spionagesatellieten ontdekt, de plutoniumreactor van Israël werd in 1958 herkend op luchtfoto’s van een U-2-spionagevliegtuig. Pakistan en Irak vielen al in een vroeg stadium op door hun verdachte bestellingen en aankopen in het buitenland. De programma’s van Libië en Iran werden onthuld door toeleveraars die een dubbelrol hadden gekozen (en samenwerkten met de CIA) en, wat Iran betreft, verder door loslippigheid van direct betrokkenen. Ook in Israël speelde dat mee. Voor een beter inzicht in het Syrische kernwapenwerk moest worden ingebroken bij een atoomexpert. Een land als India heeft weinig moeite gedaan om de ontwikkeling van een ‘vreedzaam nucleair explosief’ geheim te houden.

Waterdichte garanties zijn van satellietobservaties niet te verwachten. Syrië had zijn in aanbouw zijnde plutoniumreactor zo goed gecamoufleerd dat die op een willekeurig fabrieksgebouw leek. Alleen de plaats – langs de Eufraat in de woestijn – was verdacht. Wie voldoende behoedzaam is in zijn nucleaire aankopen en overlopers en loslippigen weet te vermijden kan zijn programma lang verborgen houden, zeker als er geen enkele haast gemaakt hoeft te worden. Vipin Narang wijst daarop in International Security.

De experts die The Economist in 2015 sprak zagen het anders, ze verwachten heel veel van ‘netwerkanalyse’. Er is software ontwikkeld die logische patronen kan opsporen in de verzamelde e-mails, banktransacties, internetaankopen, Google-zoekopdrachten, publicaties, enzovoort, enzovoort, van groepen personen waarvan een rol in een nucleair programma wordt aangenomen. Als een vermaarde nucleaire onderzoeker opeens niet meer publiceert kan dat een veeg teken zijn. Als veel nucleaire experts opeens verhuizen naar een zelfde plaats: evenzeer.

Je kunt ook de notoire toeleveraars aan de nucleaire industrie in de analyses betrekken. Te denken valt aan bedrijven die stoffen als beryllium, cadmium of zirconium leveren of die handelen in de snelle schakelaars (krytrons) die in atoombommen worden toegepast. Ja, er is al software die ook satellietfoto’s kan meenemen in de analyses, begreep The Economist van het Pentagon.

De beschikbare software zou al zo goed zijn dat hij de centrale figuren in een nucleair programma kan aanwijzen. Er wordt beweerd dat Israël langs deze weg ontdekte wie er in het Iraanse nucleaire programma aan de touwtjes trokken – waarna die personen werden uitgeschakeld. Of het zo ging, en of Israël betrokken was, staat niet vast.

MIT-onderzoeker R. Scott Kemp beperkte zich in zijn analyse tot ‘environmental detection’ van wapenprogramma’s: op het detecteren van chemische sporen en fysische effecten van wapenontwikkeling. Voor de verrijking van uranium moet het metaal met waterstoffluoride en met fluorgas in gasvorm worden gebracht. Detectie van fluorhoudende stoffen in de atmosfeer kan dus wijzen op uraniumverrijking. Voor de terugwinning van plutonium uit opgebrande splijtstof moeten de splijtstofstaven eerst worden opengebroken. Daarbij ontsnappen gassen (zoals het edelgas krypton-85) die zeer karakteristiek zijn. Als de splijtstof vervolgens wordt opgelost in de geëigende oplosmiddelen kunnen die onder invloed van de zware radioactieve straling uiteenvallen in stoffen die ook weer kenmerkend zijn voor plutoniumterugwinning.

Voor de vroege signalering van clandestiene wapenproductie blijkt het allemaal nauwelijks bruikbaar. Er is te veel storing uit andere industriële bronnen en de huidige meetapparatuur is niet gevoelig genoeg.

De analyse van Kemp is grondig, volledig en gezaghebbend. Hij geeft ook een overzicht van de fysische effecten waarop gelet kan worden. Kernreactoren zijn vaak warm ten opzichte van hun omgeving en lichten dus op op infraroodopnames, fabriekshallen vol gascentrifuges verbruiken opvallend veel elektriciteit en genereren typische stoorpulsen op het elektriciteitsnet. (De draaiende trommels geven sowieso een elektromagnetisch signaal af.)

Onbetaalbaar

Hoge verwachtingen koesteren wetenschappers van de detectie van antineutrino’s die bij de splijtingsprocessen in kernreactoren vrijkomen. Antineutrino’s zijn kerndeeltjes die alle stralingsschilden weten te passeren, of die nu van lood, beton of staal zijn, maar die wel zijn te detecteren, zij het met grote moeite. In het noordoosten van Engeland wordt in een zoutmijn een enorme antineutrinodetector (‘Watchman’) gebouwd die over vijf jaar moet bewijzen dat je zelfs antineutrino’s van een kernreactor veertig kilometer verderop kunt waarnemen.

Kemp ziet alweer geen praktische toepasbaarheid. Omdat de detector niet kan aangeven uit welke richting de antineutrino’s komen zal je een heel netwerk van detectoren moeten aanleggen om uit hun signalen wijs te worden. Onbetaalbaar.

In een recent interview in Knowable Magazine (februari 2018) herhaalt Kemp zijn sombere conclusie: nagenoeg elk land kan kernwapens maken en de middelen om ze op te sporen falen. Dit kan een keer fout gaan.

Wanneer en hoe werden kernwapenprogramma’s ontdekt?

Israël – 1960 – luchtfoto’s

Satellietfoto Dimona-reactor Israël, 1968. Wikimedia Commons.

De kernreactor die Israël rond 1957 met Franse steun begon te bouwen in de Negevwoestijn is een typische plutoniumproductiereactor. Dat Israël er een ondergrondse opwerkingsinstallatie (voor het terugwinnen van plutonium) bij plaatste maakte voor de Fransen glashelder dat er plutonium voor een kernwapen geproduceerd moest worden. Maar het ontging de Amerikanen. Die ontdekten de reactor pas eind 1958 op foto’s van U2-spionagevliegtuigen en bleven nog lang in onzekerheid over de bedoeling. Militair attachés wisten de reactor te benaderen en geleidelijk ontstond duidelijkheid. Een lid van de Amerikaanse atoomcommissie AEC lekte het nieuws eind 1960 naar The New York Times. Begin 1968 schatte de CIA dat Israël al over vier kernkoppen beschikte. Dat had de dienst begrepen van kernfysicus Edward Teller die bij vrienden in Israël op bezoek was geweest.

India – 1964 - geen geheimhouding

Krater na ondergrondse nucleaire test in Pokhran, India. Federation of American Scientists.

Met steun van Canada, de VS en ook Frankrijk had India al in de jaren vijftig zó’n omvangrijke nucleaire industrie gesticht – inclusief een Amerikaanse opwerkingsfabriek voor terugwinning van plutonium - dat het iedereen ontging dat het complex ook voor een militair doel was in te zetten. Aanvankelijk had India ook uitdrukkelijk vreedzame bedoelingen met kernenergie, maar toen het in 1962 een grensoorlog met China verloor en China bovendien in 1964 een atoombom tot explosie bracht, viel het principebesluit ook zelf kernwapens te gaan ontwikkelen. Daarvan is geen geheim gemaakt, ook al niet omdat men in eerste instantie een ‘vreedzaam nucleair explosief’ (PNE) zou ontwikkelen: een explosief voor het aanleggen van kanalen en dergelijke. Pakistan begreep het gevaar onmiddellijk en heeft het Westen tevergeefs gewaarschuwd. Toen India in mei 1974 zijn eerste (ondergrondse) atoomproef hield heeft het Westen die, eigenaardig genoeg, ook werkelijk als een vreedzame explosie opgevat.

Pakistan – 1974 - transacties

Dr. Abdul Qadeer Khan, Pakistaanse atoomgeleerde. Khan spioneerde bij het Nederlandse centrifugeonderzoek voor uraniumverrijking. Foto EPA

Al begin 1972 had Pakistan besloten ook aan een kernwapen te gaan werken. In 1974 werd bij SGN in Frankrijk een opwerkingsfabriek voor de terugwinning van plutonium uit verspleten splijtstof van een Canadese zwaarwaterreactor besteld. SGN en de Franse regering begrepen dat het plutonium voor een bom zou zijn. Henry Kissinger heeft de Fransen in 1976 overgehaald de levering te cancelen. Op dat moment wisten Engeland en Nederland al ruim een jaar dat Pakistan ook inzette op uraniumverrijking, dat inzicht werd pas in 1978 met de Amerikanen gedeeld. Dat het Pakistan menens was met de bom begrepen de inlichtingendiensten toen in 1981 bomonderdelen werden besteld in Nederland. Nog duidelijker werd het toen in 1983 snelle schakelaars (krytrons) in de VS werden gekocht. In 1998 bracht Pakistan een kernbom tot explosie.

Zuid-Afrika – 1977 - satellietopname

Kalahari-testsite bij militair vliegveld Vastrap in Zuid-Afrika. Het complex was grotendeels ondergronds verborgen. Nuclear Weapon Archive.

In 1977 ontstond het sterke vermoeden dat ook Zuid-Afrika aan een kernwapen werkte. De Russen ontdekten op satellietfoto’s bouwwerkzaamheden in de Kalahariwoestijn die sterk leken op de aanleg van schachten voor een ondergrondse atoomproef. Zij waarschuwden het Westen.

Dat Zuid-Afrika al sinds de jaren zestig, en na 1974 in verhoogd tempo, aan een kernwapen werkte kon lang onopgemerkt blijven omdat het land over veel eigen nucleaire know-how beschikte (ook dankzij Israël waarmee het samenwerkte) en voor technische toelevering vaak kon terugvallen op de eigen industrie. Ook beschikte het over eigen uraniummijnen en gebruikte het voor uraniumverrijking een uniek procedé (het jet-nozzle-proces) dat geen speciale aandacht trok. In 1979 signaleerde een Amerikaanse Vela-satelliet een dubbele flits boven de Indische oceaan die in verband is gebracht met een nucleaire proefexplosie van Zuid-Afrika (mogelijk in samenwerking met Israël). In 1989 is het Zuid-Afrikaanse programma ontmanteld.

Noord-Korea – ca. 1985 - satellietopnames

Punggye-ri-testterrein in Noord-Korea, 2013. Het terrein, dat bestond uit meerdere schachten in de bergen, werd twee weken geleden opgeblazen. USGS

Begin jaren tachtig zagen de Amerikanen op satellietfoto’s dat bij Yongbyon een object in aanbouw was dat op een kernreactor leek. (Noord-Korea beschikte toen al over een Russische onderzoeksreactor.) In de jaren erna werd geleidelijk duidelijk dat het een plutoniumproductiereactor naar Brits model was. Eind jaren tachtig verscheen ook een langwerpige hal op de foto’s: een opwerkingsfabriek. In 1992 sprak de CIA het vermoeden uit dat Noord-Korea zeer dicht bij de fabricage van kernwapens was. In 2002 onthulde het land zelf dat het ook uranium verrijkte met behulp van gascentrifuges. Dat was iedereen ontgaan, maar is in 2010 bevestigd. Dat Noord-Korea echt kernwapens bezat en verder ontwikkelde heeft het land ook zelf, in februari 2005, bekendgemaakt. Vreemd genoeg werd dat weer als bluf afgedaan tot Noord-Korea in oktober 2006 werkelijk een kernbom liet ontploffen.

Irak – 1991- inspecties

Dat Irak zijn zinnen had gezet op een kernwapen werd al duidelijk toen het land halverwege de jaren zeventig een typische plutoniumproductiereactor bestelde in Frankrijk. De deal ging niet door. Frankrijk wilde liever een onderzoeksreactor leveren die hoogverrijkt uranium zou gebruiken en die onder controle stond van het IAEA. Israël had er weinig vertrouwen in en probeerde in 1979 twee reactorvaten te vernietigen die in Frankrijk klaar stonden voor verzending. Uiteindelijk bombardeerde Israël in 1981 de reactor toen die bijna gereed was. (In 1980 was al een Iraakse kerngeleerde vermoord.)

Toen kort na het einde van de eerste Golfoorlog in 1991 ‘action teams’ van het IAEA Irak binnentrokken werd uit documenten en interviews duidelijk dat het land inderdaad gewerkt had aan een kernwapen: een uranium-implosiebom. Duitse experts en Duitse bedrijven hadden Irak aan de gascentrifuges geholpen die uranium moesten verrijken. Ook waren heel ouderwetse cyclotrons gebruikt.

Libië – 2003 - dubbelagent en eigen onthullingen

Gascentrifuges die op weg waren naar Libië, in beslag genomen door de Amerikanen. Amerikaanse ministerie van Energie

Dat Libië probeerde een kernwapen te bemachtigen werd al duidelijk halverwege de jaren tachtig toen bleek dat het land voor dat doel contact had opgenomen met China en Pakistan. Concreter werden de aanwijzingen kort na 2000 toen één van de agenten (de Zwitser Urs Tinner) uit het nucleaire netwerk van de Pakistaanse metallurg dr. A.Q. Khan voor de CIA ging werken. Hij onthulde de contacten tussen het netwerk en Libië. Op zijn aanwijzingen werd in oktober 2003 op de Middellandse Zee het schip BBC China aangehouden met onderdelen van gascentrifuges aan boord. Met deze vondst was Gadaffi onder druk te zetten. Overigens had de Libische regering in maart 2003 ook zelf al besloten het bestaan van haar nucleaire programma te onthullen en dit programma te beëindigen. Maar het had tot in oktober 2003 nog geen details onthuld.

Iran - 2002 - onthulling verzetsgroep

De Arak IR-40-reactor in Iran. Foto Nanking2012, Wikipedia.

Het kan zijn dat de hoofdlijnen van het Iraanse kernwapenprogramma al kort na 2000 zijn beschreven door één van de agenten uit het netwerk van dr. A.Q. Khan die voor de CIA was gaan werken. Zeker is dat een Iraanse verzetsgroep in augustus 2002 belangrijke details van het verborgen programma onthulde: er werden gascentrifuges geïnstalleerd bij Natanz en bij Arak werd gebouwd aan een plutoniumproductiereactor en een fabriek voor zwaar water. IAEA-inspecteurs die Iran in september 2003 bezochten bevestigden de onthulling. Halverwege 2005 komen de Amerikaanse inlichtingendiensten langs een omweg in het bezit van een laptop met informatie (in het Farsi) over Iraans werk aan een atoombom. Dit is bekend geworden als het Green Salt Project (ook wel: de ‘alleged studies’). Zowel het IAEA als de Amerikaanse inlichtingendiensten zijn ervan overtuigd dat Iran het wapenprogramma in 2003 beëindigde.

Syrië - 2007 - inbraak

Syrische reactor voor (links) en na (rechts) een aanval van de Verenigde Staten. Amerikaanse overheid.

Hard bewijs dat Syrië een kernwapen wilde ontwikkelen is nooit geleverd. Maar het is zeer aannemelijk. In de nacht van 5 op 6 september 2007 vernietigden Israëlische gevechtsvliegtuigen een opvallend gebouw aan de oever van de Eufraat dat, zoals het IAEA later heeft bevestigd, een plutoniumproductiereactor in aanbouw was. De constructie, half ondergronds en niet als reactor te herkennen, was duidelijk op satellietfoto’s te zien en hield Israëlische inlichtingendiensten al sinds 2006 bezig. Wat het voorstelde werd duidelijk toen Mossad-agenten in maart 2007 het Weense appartement binnendrongen van Ibrahim Othman, het hoofd van de Syrische commissie voor atoomenergie. (Othman gebruikte het appartement als hij vergaderingen van het IAEA bezocht.) Ze vonden er zijn computer en kopieerden alle opgeslagen informatie. Het bleek dat de reactor met hulp van Noord-Koreanen werd gebouwd, hij had waarschijnlijk een kopie van de Noord-Koreaanse plutoniumreactor moeten worden.

    • Karel Knip