AMC Insights header

En ny lösning för att oåterkalleligt inaktivera kärnvapen

Robert E. Kelley

Robert E. Kelley, Distinguished Associate Fellow, SIPRI, medlem i AMC:s arbetsgrupp för teknisk verifiering.

En ytterst viktig aspekt av nedrustningen av kärnvapen är att säkerställa och verifiera att det aktuella vapnet inte längre är användbart. Det finns olika nivåer av nedrustning, allt ifrån att sätta lås på nyckelkomponenter så att de inte kan aktiveras, till att klippa av viktiga ledningar eller ta bort strömkällor som batterier. Många av dessa åtgärder kan snabbt återställas, vilket innebär att de endast ger en tillfällig försäkran om att ett vapen inte är redo för militärt bruk.

Andra åtgärder innefattar att montera ned vapnen i olika komponenter, som sedan verifieras som faktiskt kärnämne. Detta kan ta flera år och kräva mycket ingående verifiering, vilket kan vara oacceptabelt för den part som genomför nedrustningen.

En bättre lösning är att vidta åtgärder omedelbart när vapnet visas upp för den inspekterande parten. Åtgärder som på ett tydligt sätt visar att ett vapen inte längre är användbart. Ett nytt förslag från AMC:s arbetsgrupp för teknisk verifiering säkerställer att den mest kritiska delen av vapnet, den klyvbara kärnan, förstörs oåterkalleligt och inte kan användas i sitt nuvarande skick under några omständigheter. Dessutom kan kärnan endast återvinnas genom samma fullständiga sekvens av kemiska och metallurgiska processer som ursprungligen användes för att tillverka den. Det inaktiverade vapnet avlägsnas verkligen från förteckningarna över militär utrustning.

Innan jag beskriver metoden bör ett par förbehåll noteras. För det första minskar en snabb och tidig inaktivering både brådskan och intrusiviteten hos verifieringen, men den ersätter inte verifiering.

För det andra utgör varken inaktivering, nedmontering eller kärnvapennedrustning hinder för återupprustning. Återupprustning utgör ett brott mot fördragsuppfyllelsen, inte ett misslyckande för nedrustningen. Om vapnet skulle återvinnas helt och byggas om skulle det betraktas som återupprustning.

Hur det fungerar

Det förslag som vår arbetsgrupp lägger fram utnyttjar det faktum att moderna strategiska stridsspetsar i de fem permanenta medlemsländerna i säkerhetsrådet (P5) – som tillfälligtvis också är de erkända kärnvapenstaterna – förlitar sig på tritiumförstärkning för att uppnå sin mycket höga sprängkraft. Det är ytterst troligt att varje modernt strategiskt vapen som riktas mot en annan P5-rival använder tritiumförstärkning. Förstärkningen innebär att tritium, en isotop av väte, injiceras i vapnets plutonium- (eller uran-) fissionssteg (kallat ”the pit”). Tritiumet förvaras utanför ”the pit” och injiceras strax innan det detonerar. Eftersom tritium är radioaktivt och har en halveringstid på endast 12 år är injektionsbehållaren – eller ”flaskan” i fackjargongen – placerad utanför kärnvapenpaketet för att regelbundet kunna bytas ut. Detta ger enkel åtkomst och säkerställer att tekniker som byter ut ”flaskan” inte får se vapnets känsliga inre delar.

I vårt förslag ska de parter som samarbetar om nedrustningen tillsammans med observatörer ta bort tritiumflaskan och ersätta den med en som innehåller vanligt väte. Därefter öppnar de ventilen och injicerar vanligt väte i ”the pit”. Vätet kommer att reagera kraftigt med plutoniummetallen i kärnan, vilket får den att bilda plutoniumhydrid (PuH2). PuH2 flagnar, splittras och faller till botten av kärnan som ett tätt men fluffigt pulver. Om det högexplosiva sprängämnet som omger kärnan skulle detoneras i detta tillstånd är det troligt att det inte skulle uppstå någon kärnsprängkraft i kärnan. Plutoniumkärnor tillverkas enligt extremt höga metallkvalitetskrav, och en kärna som är full av hål i metallen och innehåller flera hundra gram PuH2 på ena sidan är inte ett precisionsföremål. Den kan inte åstadkomma en symmetrisk kärnexplosion. Neutroniska egenskaper förstörs. Om kärnan inte ger någon sprängkraft, kommer de mycket större termonukleära stegen att ge noll sprängkraft.

Processen är oåterkallelig. Det finns inget sätt att ångra denna reaktion utan att ta isär kärnan helt och utsätta den för komplicerade kemiska och metallurgiska steg. Vapnet blir därmed obrukbart inom några minuter och inom mycket kort tid efter att det har lämnats in för inaktivering och observation.

Observera att denna reaktion äger rum inom loppet av några minuter till timmar. Vid en militär explosion är den tunga väteisotopen (tritium) endast i kontakt med plutoniummetallen i några sekunder, så reaktionen hinner inte sätta igång.

Vårt förslag innehåller även förslag på verifierbara mätningar. Dessa skulle ge en viss säkerhet om att det objekt som inaktiveras är en plutoniumkärna. Det bör vara möjligt att utföra mycket enkla strålningsmätningar. Dessa mätningar skulle inte uppfylla de höga krav som krävs för rigorös verifiering, men skulle utgöra ett första steg i förtroendeskapandet. För det andra är tritium ett mycket dyrt material som avger värme när det sönderfaller radioaktivt. Om en behållare som tagits ur ett militärt system avger den förväntade mängden värme är det en användbar, om än inte helt säker, indikation på att behållaren innehåller tritium och att det inspekterade objektet sannolikt är ett äkta kärnvapen, inte en förfalskning. Detta kan göras i en fältkalorimeter.

När inaktiveringen är avslutad kan verifiering och nedmontering påbörjas. Det kan gå snabbt eller till och med ta flera år. Under tiden är ett objekt som de samarbetande parterna har enats om är ett kärnvapen verkligen obrukbart. Dessutom ger inaktiveringsprocessen indikationer på att objektet med stor sannolikhet var ett kärnvapen som erbjudits för nedrustning. Säkerhetsriskerna minskas avsevärt eftersom förfarandet inte kräver tillgång till de mest känsliga kärnvapenkomponenterna, själva kärnan och den termonukleära sekundärdelen.

Oåterkallelig inaktivering kan och bör vara det första steget i den slutliga nedrustningen av ett kärnvapenlager. Den ger en mycket tidig försäkran om att vapen oåterkalleligt avlägsnas från militära lager och att vapnet aldrig kan användas igen utan fullständig nedmontering och återtillverkning.

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

Uppsala universitet på facebook
Uppsala universitet på Instagram
Uppsala universitet på Youtube
Uppsala universitet på Linkedin