Het einde van nucleaire geheimhouding? Ondergrondse wapentests "nu detecteerbaar met 99% nauwkeurigheid"

Recente vooruitgang heeft wetenschappers in staat gesteld om ondergrondse nucleaire tests met 99% nauwkeurigheid te detecteren, wat de wereldwijde veiligheidsmonitoring aanzienlijk verbetert. Deze methode, die op efficiënte wijze nucleaire explosies onderscheidt van natuurlijke seismische gebeurtenissen, is gebaseerd op bestaande seismische gegevens en ondersteunt de handhaving van internationaal toezicht op heimelijke nucleaire tests. (Artiest's concept.) Krediet: SciTechDaily.com

Dankzij een belangrijke wetenschappelijke doorbraak in detectiemethoden, zouden geheime ondergrondse nucleaire tests overbodig kunnen worden.

Een team van aardwetenschappers en statistici stelt nu dat ze met 99 procent nauwkeurigheid kunnen zeggen of een dergelijke explosie heeft plaatsgevonden. Dit is een stijging ten opzichte van 82 procent en is gebaseerd op een dataset van bekende tests in de VS, volgens de nieuwe studie gepubliceerd in Geophysical Journal International. Het was voorheen lastig om onderscheid te maken tussen nucleaire explosies en andere seismische bronnen, zoals van nature voorkomende aardbevingen of door mensen gemaakt geluid bovengronds.

“De explosie gaat af en er straalt allemaal energie uit die gemeten kan worden op seismometers”, zei hoofdauteur Dr. Mark Hoggard, van The Australian National University (ANU). “Dus het wetenschappelijke probleem wordt hoe we het verschil kunnen zien tussen dat en een natuurlijk voorkomende aardbeving?”

Dit was een probleem zeven jaar geleden, toen verschillende van de bestaande methoden die werden gebruikt om ondergrondse nucleaire explosies te identificeren, er niet in slaagden om vast te stellen dat Noord-Korea een dergelijke test had uitgevoerd.

De geheimzinnige communistische staat bevestigde later dat het met succes een wapen had getest met een kracht van tussen de 100-370 kiloton. Ter vergelijking, een bom van 100 kiloton is zes keer krachtiger dan degene die de VS in 1945 op Hiroshima heeft laten vallen.

Noord-Korea is het enige land dat bekend staat een ondergrondse nucleaire test te hebben uitgevoerd in de 21e eeuw, maar satellietbeelden toonden vorig jaar aan dat Rusland, de VS en China in de afgelopen jaren allemaal nieuwe faciliteiten hebben gebouwd op hun nucleaire testsites.

Hoewel er geen suggestie is dat de drie supermachten van plan zijn dergelijke experimenten te hervatten, heeft de oorlog in Oekraïne het wereldwijde veiligheidslandschap onzeker gemaakt.

“Door gebruik te maken van herziene wiskunde en geavanceerdere statistische behandeling, hebben we het succespercentage van de classificatie kunnen verbeteren van 82 procent naar 99 procent voor een reeks van 140 bekende explosies in de VS,” zei Dr. Hoggard. “Nucleaire tests in de VS zijn grotendeels uitgevoerd in Nevada - in de woestijn - en er is een grondige seismische registratie van al die tests, dus het geeft een zeer nuttige dataset. Onze nieuwe methode identificeert ook succesvol alle zes tests die in Noord-Korea zijn uitgevoerd van 2006 tot 2017.”

Dr. Hoggard zei dat er nog steeds gevallen kunnen zijn van ondergrondse nucleaire tests die heimelijk worden uitgevoerd in sommige delen van de wereld, en het enorme volume van aardbevingen maakt het moeilijk om elke gebeurtenis te onderzoeken om te bepalen of deze verdacht is of niet.

In dit diagram zijn 140 explosies en 1.149 aardbevingen geanalyseerd door onderzoekers. Het onthult de explosies die eerder foutief als aardbevingen zijn geïdentificeerd (rode diamanten) en aardbevingen die ten onrechte zijn geclassificeerd als nucleaire ontploffingen (groene diamanten). Credit: ANU

“Dit maakt effectieve methoden zoals de onze des te belangrijker”, voegde hij eraan toe. “Het vereist ook geen nieuw materiaal - er hoeven geen satellieten of dergelijke te worden opgezet, we gebruiken slechts standaard seismische gegevens.”

Dr Hoggard omschreef het model als “vrij snel”, waardoor het “min of meer geschikt is voor realtime monitoring.”

Het onderzoek werd uitgevoerd door een team van aardwetenschappers en statistici die werken aan de ANU en het regeringsonderzoekslaboratorium van Los Alamos in de VS.

Zij stellen dat de nieuwe aanpak “een middel biedt om snel de kans te beoordelen dat een gebeurtenis een explosie is.”

Het wiskundige model werd gebouwd door de fysieke verschillen in het patroon van steenvervorming bij de bron van nucleaire explosies en aardbevingen te analyseren, waardoor experts kunnen bepalen bij welke seismische gebeurtenis een geregistreerd geluid waarschijnlijker hoort.

Internationale inspanningen zijn verschoven naar het opvolgen van significante seismische golven na de Cubaanse rakettencrisis en het gedeeltelijke verbod op kernproeven in de jaren '60, wat het testen van kernwapens tot alleen ondergronds beperkte.

De overeenkomst werd geïntroduceerd na jaren van milieuschadelijke experimenten die aan het oppervlak en/of onder water werden uitgevoerd. Deze hebben veel plaatsen vervuild en hebben in sommige gevallen geleid tot catastrofale niveaus van radioactieve neerslag.

Maar het nieuwe toezicht dat het vereiste bracht uitdagingen met zich mee - voornamelijk hoe onderscheid te maken tussen nucleaire explosies en andere seismische bronnen.

It has taken more than six decades, but the scientists behind the new research believe their innovative method could now make this a lot easier for groups such as the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization (CTBTO), which is tasked with international surveillance of nuclear testing.

Dr Hoggard said his team’s mathematical model would be “another tool in CTBTO’s armory for detecting any potential underground tests that are conducted in secret.”

He added: “A ban on all future tests is unlikely given that several major nations remain unwilling to ratify the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty. Well-supported monitoring programs are therefore critical for ensuring that all governments are held accountable for the environmental and societal impacts of nuclear weapons testing.”