Kernkoppen tellen met de ogen dicht

Bewapening Hoe weet je of een land zich aan nucleaire ontwapeningsafspraken houdt, zonder inzicht te krijgen in militaire geheimen?

Onderdelen van een kernwapen wachten op recycling in de Pantex Plant, een bedrijf in Texas dat in opdracht van het Amerikaanse ministerie van Energie werkt.
Onderdelen van een kernwapen wachten op recycling in de Pantex Plant, een bedrijf in Texas dat in opdracht van het Amerikaanse ministerie van Energie werkt. Foto Getty Images

In de Verenigde Staten en Rusland bevinden zich grote geheime loodsen waarin afgedankte kernkoppen zijn opgeslagen. De ontmanteling van kernraketten wordt gecontroleerd door toezicht op de vernietiging van de raketten, maar de twee kernmachten laten op de atoomlading in de kernkoppen zelf geen inspectie toe. Te geheim.

Natuurkundigen hebben nu een methode ontworpen waarmee de wapens toch kunnen worden gecontroleerd. Door het nucleair materiaal in de kernkop met hulp van een neutronenbundel te identificeren, hoeft de onderzochte partij geen gevoelige informatie over de bouw van het onderzochte wapen vrij te geven, schrijven fysicus Areg Danagoulian en zijn collega’s van MIT in het tijdschrift Nature Communications.

Het team van Danagoulian ontwikkelde een techniek om de eigenschappen van een kernwapen te ‘scannen’ door een neutronenstraal door het object te sturen. Als de bundel door de kernkop gaat bevat die, door resonantie met de neutronen in het object, informatie over de bouw van de kernkop en over de gebruikte isotopen. De uitgaande bundel gaat daarna door een filter, waar het neutronensignaal wordt versleuteld en de informatie over het ontwerp wordt verwijderd. Zo kunnen inspecteurs niet herleiden hoe het atoomwapen ontworpen is. Een detector meet vervolgens welke radioactieve isotopen de kernkop bevat.

Lees ook: Wat is de kans op een groot ongeluk bij een kernreactor?

Bij een echte controle moet de test met meerdere kernkoppen worden uitgevoerd, legt Danagoulian. „Eerst met een echt, actief kernwapen, dat is opgesteld op een militaire basis. Dat is de nul-meting, wat wij een gouden kopie noemen. Elk ander wapen dat je daarna test uit de bunker waar de kernkoppen liggen opslagen, moet dezelfde uitkomst geven: dan weet je dat je eenzelfde object test.” De overeenkomst tussen de kernkoppen wordt zo betrouwbaar vastgesteld.

Voor de gek houden

Het land dat op naleving van een ontwapeningsverdrag wordt gecontroleerd, verstrekt aan de inspecteurs de kernkoppen en het filter – beide van een voor de inspecteurs onbekende samenstelling. Om te voorkomen dat de wapeninspecteurs voor de gek worden gehouden en nepwapens krijgen aangeboden, zijn de inspecties onaangekondigd en willekeurig. Dekernkop die als ‘gouden kopie’ dient, kiezen de controleurs zelf uit een actief opgesteld wapen. Danagoulian: „Zo kunnen de landen nooit van tevoren al hun actieve wapens vervangen door nepwapens – dat zou hun veiligheid niet ten goede komen.”

Dankzij de test wordt het mogelijk een kernkop te verifiëren zonder dat de inspecteurs nieuwe informatie krijgen. Dat is een belangrijke stap verder ten opzichte van het klassieke ontwapeningsregime, dat uitgaat van de verificatie van onklaar gemaakte leveringssystemen.

In 1987 spraken de VS en de Sovjet-Unie af dat zij geen middellangeafstandswapens zouden produceren. Maar ze zagen het niet zitten elkaar toegang te verschaffen tot het kernwapenarsenaal. Om een kernkop te controleren, moet de inspecteur bekend zijn met het ontwerp – dat is staatsgeheime informatie, die niemand prijs wil geven.

Daarom wordt aan de hand van het aantal verwoeste raketten bepaald of het verdrag werd nageleefd. Deze verificatie van ontwapening is ook opgenomen in de daaropvolgende verdragen tussen beide landen. Niet de atoombommen, maar de bijbehorende lanceersystemen en vliegtuigen werden onklaar gemaakt. Inspecteurs kunnen die wrakstukken inspecteren, de kernkoppen worden ergens opgeborgen.

Groeiend ongemak

Maar nu technologische ontwikkelingen snel gaan en wapensystemen om de haverklap worden bijgeschaafd, groeit het ongemak over de nog altijd bruikbare kernkoppen. Er is kans op ongelukken en diefstal.

Door de nieuwe identificatiemethode kunnen de inspecteurs zich er in ieder geval van vergewissen dat de afgesproken aantallen echte kernkoppen achter slot en grendel liggen.

Tijdens hun onderzoek waren de natuurkundigen beperkt door de geheime details. Zo voerden ze het experiment niet uit met elementen van kernwapen-kwaliteit, maar met onderzoeksobjecten van molybdeen en wolfraam, stoffen die veel weg hebben van het in kernwapens gebruikte plutonium. Het is aan nationale en militaire laboratoria om de methode te testen op de echte kernwapens.

Het duurt waarschijnlijk nog jaren voordat de methode praktisch inzetbaar wordt. Vooralsnog laat geen enkele ‘nucleaire staat’ bezoeken voor verificatie van de kernkoppen toe. De nucleaire machten moeten met elkaar instemmen, in nieuwe verdragen, dat ze de nieuwe identificatietoets gebruiken.

Het team van MIT heeft al een paper klaar over een mobiele versie van het testontwerp. Inspecteurs zouden die opstelling kunnen vervoeren naar bases waar onderzoeken worden verricht. Danagoulian: „Het idee is dat de technologie klaar is tegen de tijd dat de grote nucleaire machten zich weer volwassen gedragen en in overleg gaan over ontwapening.”