Hier ist die Wissenschaft hinter der Suche nach Nordkoreas Atomwaffen

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Die Verhandlungen über die Denuklearisierung Nordkoreas sind heute Morgen zusammengebrochen, nachdem der nordkoreanische Diktator Kim Jong Un darauf bestanden hatte, dass die Vereinigten Staaten alle Wirtschaftssanktionen im Gegenzug für eine nukleare Abrüstung aufheben.

US-Außenminister Mike Pompeo sagte, dass die Gespräche mit Nordkorea laut Associated Press bald wieder aufgenommen werden. Bevor die Trump-Regierung jedoch das Fehlen einer Einigung bekannt gab, hatten die US-Verhandlungsführer bereits die Forderung zurückgenommen, dass Kim und seine Regierung der internationalen Gemeinschaft Zugang und Transparenz zu ihrem Atomwaffenprogramm gewähren sollten.

Nordkorea ist, wie alle Länder mit einem Atomprogramm, in Bezug auf Forschung und Tests ziemlich geheim. Niemand weiß genau, wie viel Kernmaterial Nordkorea hat oder welche Arten von Sprengköpfen sie entwickelt haben.

Aber Nordkorea muss nicht unbedingt die ganze Welt in seinen Atomanlagen herumstöbern lassen, um zu zeigen, dass sie ihr Streben nach Atomwaffen verlangsamt oder eingestellt haben. Laut Experten für nukleare Sicherheit gibt es viele Möglichkeiten, die Situation aus der Ferne zu überwachen - aber ohne die Zusammenarbeit Nordkoreas können sie nur begrenzte Informationen liefern.

"Es gibt eine ganze Reihe von Technologien", sagte Sharon Squassoni, Professorin und Expertin für nukleare Sicherheit an der George Washington University.

Test, Test

Nordkorea behauptet, kurz davor zu stehen, sein Atomwaffenprogramm einzustellen, solange das Land zugegeben hat, Atomwaffen zu haben. Im Jahr 2005 gab der damalige Vorsitzende Kim Jong Il zu, dass das Land Atomwaffen hatte, und unterzeichnete dann eine internationale Erklärung, in der er versprach, sein Atomwaffenprogramm aufzugeben. 2006 testete das Land seine erste Atombombe.

In dieser Geschichte gescheiterter Verhandlungen sind Sicherheitsexperten vorsichtig, ob zwischen Trump und Kim Fortschritte erzielt werden könnten, zumal keine Seite sehr klar darüber war, was sie als "Denuklearisierung" betrachten, sagte Squassoni. Dennoch bot das Treffen die Gelegenheit, Nordkorea wieder in einen Dialog zu bringen, sagte Alexander Glaser, der Direktor des Labors für nukleare Zukunft an der Princeton University. Selbst wenn Nordkorea sich weigert, vollständige Informationen über sein Programm weiterzugeben, könnte es möglich sein, einen schrittweisen Ansatz zu entwickeln, der eine Fernüberwachung und einige Inspektionen vor Ort umfasst, die beweisen könnten, ob das Land seine Versprechen wirklich erfüllt.

Der am einfachsten zu verfolgende Aspekt des Programms ist, ob Nordkorea Atombomben aktiv testet. Nordkoreas Zusammenarbeit ist nicht erforderlich. Nukleare Explosionen sind ziemlich offensichtlich, und die Organisation des Vertrags über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen (CTBTO) hat bereits eine Kommission zur Überwachung der Atmosphäre, der Ozeane und des Untergrunds für Tests eingerichtet. Infraschallmonitore können oberirdische Explosionen erkennen, und Unterwassermikrofone können Unterwassertests erkennen (beide wurden gemäß dem Vertrag über das teilweise Verbot von Nuklearversuchen von 1963 verboten).

Unterirdische Atomtests werden an Seismometern durchgeführt, die Erdbeben erkennen sollen. Es gibt viele solcher Arrays, die von Forschungseinrichtungen, Regierungen und sogar privaten Einrichtungen betrieben werden, und einige von ihnen laden alle ihre Daten online hoch, sagte Jeffrey Park, Geophysiker an der Yale University. Das bedeutet, dass jeder mit einer Internetverbindung einen unterirdischen Atomtest erkennen kann, solange er weiß, wonach er suchen muss.

"Wir haben normalerweise ziemlich gute Vorstellungen darüber, wo Atomtests stattfinden", sagte Park. "Jede Art von Zittern in der Nähe eines Atomtestgeländes zieht viel Aufmerksamkeit auf sich."

Nuklearversuche erzeugen eine Menge von dem, was Geophysiker "p-Wellen" nennen. Dies sind Kompressionswellen, die durch die große Explosion erzeugt werden, die alles auf einmal nach außen drückt. Diese Wellen sehen ganz anders aus als die durch Erdbeben erzeugten Signale, sagte Park. Erdbeben werden durch Fehler verursacht, die nebeneinander gleiten, sodass ihre seismischen Signale von Scherwellenenergie dominiert werden.

Bekannte und Unbekannte

Dank der seismischen Fernüberwachung kann die internationale Gemeinschaft innerhalb von Sekunden bis Minuten feststellen, ob Kims Regime an seinem unterirdischen Teststandort Punggye-ri etwas angegeben hat. Durch Triangulation der Wellenquelle, die an verschiedenen seismischen Stationen erfasst wurde, können Wissenschaftler sogar genau sagen, wo am Ort die Explosionen aufgetreten sind, selbst wenn sie nur einen Kilometer voneinander entfernt waren. Nordkorea detonierte 2006, 2009, 2013, 2016 und 2017 Bomben in Punggye-ri. Die ersten beiden Tests gelten allgemein als Fehlschläge, sagte Park. Die Tests 2013 und 2016 deuteten auf eine Plutoniumspaltungsbombe der ersten Generation hin, ähnlich wie die Bombe, die 1945 auf Nagasaki abgeworfen wurde.

Nordkorea behauptet, dass die Bomben 2016 und 2017 sowohl thermonukleare als auch Wasserstoffbomben waren, die Explosionen eher durch Kernfusion als durch Spaltung erzeugen. Einige externe Experten glauben, dass die nordkoreanische Regierung wirklich eine thermonukleare Bombe hat, während andere, einschließlich Park, skeptisch sind. Um auf der Weltbühne Anerkennung zu erlangen, möchte Pjöngjang, dass jeder glaubt, sein Atomprogramm sei stark, sagte Park, aber es ist nicht klar, dass die bisher durchgeführten Tests auf die Existenz einer thermonuklearen Bombe hinweisen.

"Es gibt eine Menge, die wir nicht wissen", sagte Squassoni.

Viele dieser Unbekannten sind ohne die Mitarbeit von Kims Regime schwierig auszufüllen. Zum Beispiel, sagte Squassoni, hat Nordkorea nur einen Plutoniumreaktor, so dass externe Experten eine fundierte Vermutung anstellen könnten, mit wie viel Plutonium das Land arbeiten musste. Geheimdienstoperationen und eine Tour 2010 an Experten der Stanford University haben jedoch gezeigt, dass Nordkorea auch Uran anreichern kann, was in Einrichtungen geschieht, die weitaus einfacher zu verbergen sind als ein riesiger Reaktor. Es gibt mindestens eine Urananreicherungsanlage im Land, sagte Glaser, und wahrscheinlich mindestens eine weitere an einem unbekannten Ort. (Zur Herstellung von Atomwaffen kann entweder Uran oder Plutonium verwendet werden.)

"Möglicherweise gibt es sogar einen dritten Standort, den wir nicht kennen", sagte er.

Eine weitere leicht zu verbergende Facette des Nuklearprogramms ist die Entwicklung von Liefersystemen. Es tut Nordkorea wenig gut, eine Bombe im Stil von 1945 zu haben, sagte Park; Diese müssen von riesigen Bombern geliefert werden. Was das Land wirklich bedrohen muss, ist ein Sprengkopf, der mit Raketen abgefeuert werden kann. Nordkorea setzte den Raketenstart im Jahr 2018 aus und die Aufrechterhaltung dieses Moratoriums war mit ziemlicher Sicherheit Teil der Verhandlungen in Hanoi, sagte Glaser.

Fernzusammenarbeit

Es ist eine schwierige Herausforderung, zu erfahren, was in kerntechnischen Anlagen vor sich geht, sagte Squassoni, der einst im US-Außenministerium arbeitete und jetzt im Vorstand des Bulletins der Atomwissenschaftler (der für die Weltuntergangsuhr verantwortlichen Gruppe) ist. Informanten im Inneren sind schwer zu bekommen. Und Nordkorea wird wahrscheinlich nicht eine Liste aller seiner Einrichtungen an die internationale Gemeinschaft übergeben.

"Wir haben ein Gespür für das Atomprogramm, aber ich bin sicher, dass es einige Überraschungen geben würde, wenn wir Zugang bekommen", sagte Squassoni.

Wenn die nordkoreanische Regierung bereit wäre, auch nur ein paar Informationen zu veröffentlichen, könnte die Welt einen Großteil ihrer Aktivitäten aus der Ferne überwachen, sagte Glaser. Die Satellitenaufklärung kann verwendet werden, um sicherzustellen, dass in Plutonium- oder Uranproduktionsanlagen keine Aktivitäten stattfinden. Gleiches gilt für Raketenstartplätze (die trotz des Startmoratoriums immer noch beibehalten werden). Luftüberwachung und Boden- oder Vegetationsproben könnten Hinweise auf die Produktion radioaktiver Stoffe geben. Mit genügend Informationen und genügend Zeit könnten Wissenschaftler eine Art "nukleare Archäologie" durchführen, indem sie herausfinden, wie viel Uran in Nordkorea abgebaut wurde, und dies dann mit der Anzahl der Sprengköpfe vergleichen, die das Land behauptet. Diese Buchhaltung könnte deutlich machen, ob das Land etwas versteckt hat.

Selbst im besten Fall könne die Bestätigung der Denuklearisierung nicht über Nacht erfolgen, sagte Glaser.

"Es wird Jahre dauern, um die Vollständigkeit der Erklärung zu bestätigen oder um ein hohes Vertrauen in das Fehlen nicht angemeldeter Gegenstände zu haben", sagte er. "Daran führt kein Weg vorbei."

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