Met een nieuwe methode die gebruik maakt van een neutronenstraal hopen onderzoekers in te kunnen checken of kernkoppen ontmanteld zijn of niet.
Sinds de desastreuze gevolgen van kernwapens tijdens de Tweede Wereldoorlog duidelijk werden, wordt via allerlei afspraken gepoogd het gebruik ervan terug te dringen. Helaas weet een wapeninspecteur meestal niet zeker of een kernwapen volledig ontmanteld is. Landen geven hen namelijk zelden de volledige, noodzakelijke inkijk in hun kerntechnologieën uit angst militaire geheimen prijs te geven.
Maar die zekerheid moet er wel zijn. In vakblad Nature Communications beschrijven MIT-onderzoekers een manier om te checken of kernkoppen werkelijk ontmanteld zijn – zonder dat daarbij ‘gevoelige details’ vrijgegeven hoeven te worden.
Lees ook:
Kernkoppen
Om de noodzaak voor de toegang tot die geheime informatie te omzeilen, vroegen eerdere verdragen opgesteld om kernwapens terug te dringen om de vernietiging van de dragers van de kernkoppen, zoals raketten en vliegtuigen. Zo eindigde het verdrag SALT 1 in 1972 met dat de VS de vleugels van de B-52 bombers verwijderden en in de Arizonawoestijn plaatsten. Zo kon Rusland zien dat de vliegtuigen de bommen niet meer konden droppen.
Een enigszins begrijpelijke gang van zaken, maar natuurlijk geen perfecte. Of de wapens zelf, de kernkoppen, onschadelijk gemaakt waren, was zo immers niet duidelijk. En hoewel die zonder drager niet meer in oorlogen gebruikt kunnen worden, kunnen ze gestolen, verkocht, of per ongeluk tot ontploffing gebracht worden – met alle gevolgen van dien.
Die doemscenario’s willen de MIT-onderzoekers voorkomen. “En dat betekent een manier [te vinden] om de ontmanteling van de kernkoppen zelf te kunnen verifiëren”, stelt Areg Danagoulian, hoofdauteur van het onderzoek.
Van theorie naar praktijk
De nieuwe studie bouwt verder op eerder werk van de onderzoekers. Afgelopen jaar publiceerden ze twee artikelen met daarin met beschrijvingen van computersimulaties van het systeem. Nu is het systeem in het echt getest. Dat deed het team in de Gaerttner Linear Accelerator-faciliteit (LINAC) van het Rensselaer Polutechnic Institute in de VS.
Voor de meeste kernkoppen wordt gebruik gemaakt van plutoniumisotopen (varianten van plutonium met verschillende hoeveelheden neutronen). Hierom maakten en testten de onderzoekers kernkopreplica’s met molybdeen en wolfraam – stoffen die veel op plutonium lijken.
De neutronenstraal schiet door de kernkop en de filter naar de detector. Het gevolg is gecodeerde informatie waaruit onderzoekers kunnen opmaken of een kernkop ontmanteld is of niet.
Neutronenstraal
De truc van de methode zit hem in het gebruik van een neutronenstraal. Die kan namelijk zowel de isotoop in kwestie als de geometrie van het wapen herkennen. Het team stuurde een neutronenstraal door de namaakkernkoppen, een lithium filter en tenslotte een detector die de informatie opslaat (zie afbeelding hierboven).
De filter codeert de informatie door het signaal als het ware te schudden. Hierdoor is er geen inzicht in de gevoelige informatie met betrekking tot het wapen, maar kunnen onderzoekers wel checken of die ontmanteld is of niet. Dergelijke fysieke versleuteling is betrouwbaarder dan het eerst op de computer op te slaan en dan te coderen. “Computers kun je hacken, maar de wetten van de natuurkunde zijn onveranderlijk”, zegt Danagoulian.
Dankzij de methode zou een land zonder hun geheimen bloot te hoeven geven, zijn kernkoppen aan wapeninspecteurs kunnen presenteren. Hoewel verdere protocollen ervoor moeten zorgen dat het hele proces werkelijk eerlijk verloopt, zou dankzij de methode een balans tussen geheimhouding en transparantie mogelijk zijn, zo stellen de onderzoekers.
Bronnen: Nature Communications, MIT via EurekAlert!
Beeld: Danagoulian et al., 2019/Nature Communications
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!