Kernwaffenauthentifizierung mit Hilfe einer Attribut-Informationsbarriere: Eine Durchführbarkeitsstudie
Projektleiter: Prof. Dr. Reinhard Lieberei, ZNF, Universität Hamburg
Förderzeitraum: Januar 2013 bis Dezember 2014
Fördervolumen: 86 Tsd. Euro
Publikationen:
Malte Göttsche, Moritz Kütt, Prof. Dr. Götz Neuneck, Dr. Irmgard Niemeyer: Advancing Disarmament Verification Tools: A Task For Europe? In: EU Non-Proliferation Consortium – Non-Proliferation Papers No 47, Okt 2015
FullScreen ModeMalte Göttsche, Gerald Kirchner, Measurement Techniques for Warhead Authentication with Attributes: Advantages and Limitations, Journal of Science and Global Security 22, 83-110, 2014
FullScreen ModeZusammenfassung
Das am Carl Friedrich von Weizsäcker-Zentrum für Naturwissenschaft und Friedensforschung der Universität Hamburg (ZNF) durchgeführte Projekt beschäftigt sich mit der Verifikation der Abrüstung nuklearer Sprengköpfe. Es geht bei Abrüstungsverifikation in diesem Sinne darum, den Abrüstungsprozess einzelner Sprengköpfe zu verfolgen. Heutzutage passiert eine solche Verifikation zwar noch nicht, sie wird jedoch voraussichtlich bei niedrigeren globalen Kernwaffenbeständen auf dem Weg zu einer kernwaffenfreien Welt relevant, sodass vorbereitend darauf schon heute wissenschaftliche Expertise auf diesem Gebiet entwickelt werden sollte.
Der Forschungsstand zur Abrüstungsverifikation ist zur Zeit sehr dürftig. Es gibt zwar einige Publikationen zu diesem Thema und auch wenige konkrete technisch-naturwissenschaftliche Forschungsergebnisse, die allerdings viele Fragen offen lassen, sodass weitere Forschungsarbeiten zukünftig notwendig werden. Das Projekt am ZNF soll einen Beginn der umfassenden, unabhängigen naturwissenschaftlichen Forschung zur Abrüstungsverifikation darstellen, weitere Aktivitäten initiieren und die potentiell dazu befähigten Experten weltweit vernetzen.
Ein wichtiger Bestandteil eines umfassenden Verifikationsmechanismus stellt die Authentifizierung nuklearer Sprengköpfe dar: Authentifizierung ist die Verifikation, dass ein deklarierter Sprengkopf, welcher abgerüstet wurde, auch tatsächlich ein echter Sprengkopf war und keine Attrappe. Dies soll anhand nuklearer Messungen geschehen, die an den zerlegten Komponenten der abgerüsteten Sprengköpfe vorgenommen werden. Dafür geeignet sind insbesondere die Messung von Gammaspektren sowie Neutronenmessungen.
Aus Neutronenmessungen können Informationen gewonnen werden, die es erfahrenen Inspektoren ermöglichen, Rückschlüsse über Kernwaffendesigns zu ziehen, die zum Teil für die Authentifizierung notwendig sind, ansonsten aber aus Gründen der Nichtverbreitung oder der nationalen Sicherheit geschützt bleiben sollen. Das Problem, dass sensible Informationen durch Inspektionen bekannt werden könnten, wird durch sogenannte Informationsbarrieren (IB) verhindert. IB sollen lediglich die Ergebnisse von automatischen und nicht sichtbaren Verifikationsanalysen von Messungen mitteilen. Sie analysieren mittels eines Algorithmus genaue Messungen, geben allerdings nur das Ergebnis preis.
Das Projekt besteht aus einer konzeptuellen und einer physikalisch-technischen Komponente. Die konzeptuelle Komponente beschäftigt sich mit der Fragestellung, welche politischen Randbedingungen möglich sind und berücksichtigt werden müssen. Das Projekt ist eine Durchführbarkeitsstudie, die aufzeigen soll, dass die Authentifizierung von Kernwaffen anhand ihrer zerlegten Komponenten möglich ist. Um die Durchführbarkeit des Konzepts zu demonstrieren, sollten im Rahmen der physikalisch-technischen Komponente des Projekts Experimente durchgeführt werden, die Simulationen ergänzen. Da jedoch keine Kernwaffenkomponenten zur Verfügung stehen, werden HEU und waffenfähiges Plutonium in Grammmengen genutzt um eine IB zu entwickeln, die kleinere Mengen authentifizieren soll. Messungen werden in Kooperation mit dem Institut für Transurane des Joint Research Centre in Ispra, Italien, durchgeführt. Es geht also im Rahmen der Durchführbarkeitsstudie nicht direkt um die Authentifizierung von Kernwaffen, sondern um die Authentifizierung anderer nuklearer Materialien (kleinere Mengen), die jedoch direkte Rückschlüsse auf die Durchführbarkeit der Kernwaffenauthentifizierung erlauben.
Das erhoffte Forschungsergebnis ist, dass die technische Durchführbarkeit der Kernwaffenauthentifizierung unter Erfüllung politischer Randbedingungen demonstriert werden kann. Die Forschungsergebnisse sollen an politische Entscheidungsträger kommuniziert werden.