Abrüstungsverifikation

Bis heute besteht umfangreicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf, mit welchen Messverfahren und Prozeduren im Rahmen zukünftiger oder internationaler Verträge die Abrüstung nuklearer Sprengköpfe überwacht und verifiziert werden kann. Diese Thematik stellt einen aktuellen Forschungsschwerpunkt des ZNF dar.

Wesentliche Arbeiten hierfür sind in den Kontext der internationalen Arbeitsgruppe „International Partnership for Nuclear Disarmament Verification“ (IPNDV)  eingebettet, in der Vertreter*innen aus 25 Staaten ihre Forschungen koordinieren und ein Inspektionsregime für die Abrüstung nuklearer Sprengköpfe entwickeln. Der Leiter des ZNF, Prof. Dr. Gerald Kirchner, ist auch in der vierten Phase dieses Projekts als deutscher Experte eingebunden.

Zu diesem Zweck wurden zwei Drittmittelprojekt durch das Auswärtige Amt gefördert, so auch die Entwicklung der Deutsch-Französischen Übung “Nuclear Disarmament Verification" (NuDiVe)  (Documentation) im Jahr 2019 und ihre Fortsetzung NuDiVe 2022 (Documentation  + Supplement). Die Abrüstungsübungen fanden beide im Forschungszentrum Jülich statt, als erste offene, multilaterale Abrüstungsübungen mit Teilnehmern aus 11 Ländern. In diesen Übungen konnte der zentrale Schritt einer überwachten Demontage eines Sprengkopfes in einer realistischen Umgebung simuliert werden, unter besonderer Berücksichtigung von Inspektionsmaßnahmen und Messverfahren, die die Möglichkeit einer Abzweigung spaltbaren Materials durch den inspizierten Atomwaffenstaat ausschließen sollen. Bei der Fortsetzung im Jahr 2022 wurden Verbesserungsvorschläge aus der vorigen Übung aufgenommen und modernere Verifikationstechnologien verwendet.

Ein weiteres vom Auswärtigen Amt gefördertes Drittmittelprojekt befasst sich aktuell damit, die für NuDiVe erarbeiteten Konzepte in eine Virtual-Reality-Umgebung umzusetzen. Das Erproben und Optimieren von Inspektionsmaßnahmen und Messverfahren soll damit erleichtert werden.

Diese Bemühungen werden wissenschaftlich durch eigene Forschungen begleitet, welche die Möglichkeit der Abzweigung nuklearen Materials untersuchen. Mehrere abgeschlossene studentische Examensarbeiten haben die prinzipiellen Eigenschaften verschiedener Abschirmungsmaterialien für Neutronen aus Plutoniumproben untersucht sowie in konkreten Szenarien physikalisch simuliert, inwieweit kleine Plutoniummengen in im Abrüstungsprozess verwendeten Abfallcontainern durch verschiedene Abschirmungen versteckt werden können. Die Übertragung derartiger Strahlungsfeldern in einer Virtual-Reality-Umgebung war ebenfalls Gegenstand einer Abschlussarbeit. Detailliertere Simulationen und experimentelle Untersuchungen wurden außerdem in Kooperation mit dem „Studienzentrum für Kernenergie“ (SCK CEN) in Mol und dem Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) angestellt. Diese Arbeiten führten zu zahlreichen wissenschaftlichen Veröffentlichungen (Publikationsliste).