拆除核弹头的高科技新方法

麻省理工学院的团队成功测试了一种验证武器减少的新方法。

武器检查员如何验证核弹已被拆除？一个令人不安的答案是：在大多数情况下，它们不是。当各国签署削减军备协定时，它们通常不会授予检查员完全使用其核技术的权限，因为他们担心会泄露军事机密。

取而代之的是，过去的《美俄削减武器条约》要求销毁导弹和飞机等核弹头的发射系统，而不是弹头本身。例如，为了遵守START条约，美国从B-52轰炸机上切断了机翼，将其留在了亚利桑那沙漠​​中，俄罗斯可以从视觉上确认飞机的残骸。

这是一种合乎逻辑的方法，但不是完美的方法。储存的核弹头可能无法在战争中交付，但仍可能被盗，出售或意外引爆，对人类社会造成灾难性后果。

麻省理工学院的核科学家阿里格·达纳古利安（Areg Danagoulian）说：“确实有必要先避免出现这种危险的情况，并追查这些库存。”“这确实意味着武器本身的经过核查的拆除。”

背部，站立（从左到右）：威廉·科赫（William Koch），雅各布·比库斯（Jacob Bickus），戴维·斯特恩（David Stern *），欣·“吉米”·李·弗朗特（Hin“ Jimmy” Lee Front）坐着（左至右）：Ruaridh Macdonald，Areg Danagoulian，Ethan Klein * David Stern是Tufts的学生，今年夏天在Areg的实验室工作。

现在，以达那古利安（Danagoulian）为首的麻省理工学院的研究人员已经成功地测试了一种新的高科技方法，该方法可以帮助检查人员核查核武器的销毁情况。该方法使用中子束来确定有关弹头的某些事实，并且至关重要的是，使用同位素过滤器对所测数据中的信息进行物理加密。

3019年9月30日在《自然通讯》上发表了一篇详细介绍实验的论文，“使用中子诱发的核共振的物理密码战斗部验证系统”。作者是Danagoulian，他是MIT核科学与工程学的助理教授Norman C. Rasmussen，还有研究生Ezra Engel。Danagoulian是通讯作者。

高风险测试

该实验建立在Danagoulian及其研究小组其他成员先前的理论工作的基础上，他们去年发表了两篇论文，详细介绍了该系统的计算机仿真。该测试是在伦斯勒理工学院校园内的Gaerttner线性加速器（LINAC）设施中进行的，该设施使用的中子束线长为15米。

核弹头具有几个对实验至关重要的特征。他们倾向于使用particular的特定同位素-具有不同中子数量的各种元素。核弹头的材料空间布局独特。

实验包括首先通过战斗部的代理发送水平中子束，然后通过对信息进行加扰的锂过滤器。然后将光束的信号发送到玻璃探测器，在玻璃探测器中记录代表其某些关键属性的数据签名。MIT测试使用钼和钨进行，钼和钨是与p具有显着特性的两种金属，并且是vi的可行代表。

首先，该测试有效，因为中子束可以识别出所讨论的同位素。

Danagoulian说：“在低能范围内，中子的相互作用是同位素特有的。”“因此，您要在有同位素标记的地方进行测量，该信号本身会嵌入有关同位素和几何形状的信息。但是您需要执行一个额外的步骤，对它进行物理加密。”

中子束信息的物理加密改变了一些确切的细节，但是仍然允许科学家记录物体的独特特征，然后使用它来进行物体间的比较。这种改变意味着一个国家可以提交测试而无需花费有关其武器制造方式的所有细节。

“这种加密过滤器基本上掩盖了实际分类对象本身的内在属性，” Danagoulian解释说。

也可能只将中子束穿过战斗部，记录该信息，然后在计算机系统上对其进行加密。但是Danagoulian指出，物理加密的过程更加安全。“从原则上讲，您可以使用计算机来完成此操作，但是计算机并不可靠。他们可以被黑客入侵，而物理定律却是一成不变的。”

麻省理工学院的测试还包括检查，以确保检查人员不能对流程进行逆向工程，从而推断出信息情报国家想要保密的武器。

为了进行武器检查，东道国将向武器检查员展示一枚弹头，后者可以对材料进行中子束测试。如果它通过要求，他们也可以对其他打算销毁的弹头进行测试，并确保来自其他炸弹的数据签名与原始弹头的签名匹配。

出于这个原因，一个国家不能提出要拆除的真正核弹头，而是要用一系列看起来相同的假武器给竹节视察员提供武器。尽管必须安排许多其他协议才能使整个过程可靠地运行，但新方法似乎合理地平衡了有关各方的披露和保密性。

人为因素

Danagoulian认为，对新方法进行测试对他的研究团队而言是重要的一步。

Danagoulian说：“模拟可以捕捉物理现象，但不能捕捉系统的不稳定性。”“实验占领了整个世界。”

将来，他想制造一种较小规模的测试仪器，该仪器只有5米长，可以移动，可在所有武器地点使用。

Danagoulian表示：“我们的工作目的是创建这些概念，对其进行验证，通过模拟和实验证明它们起作用，然后让美国国家实验室在其一套验证技术中使用它们。”科学家们。

加州大学伯克利分校核工程系教授卡尔·范·比伯（Karl van Bibber）阅读了该小组的论文，他说：“这项工作很有希望，并且已经向前迈进了一大步。”去这个项目。范·比伯（van Bibber）指出，更具体地说，在最近的测试中，根据材料的同位素特征而不是其空间排列，更容易检测到假武器。他认为，在美国相关国家实验室（Los Alamos或Livermore）进行的测试将有助于进一步评估复杂导弹设计的验证技术。

总体而言，范·比伯（van Bibber）在谈到研究人员时补充说：“他们的坚持正在取得回报，条约核查界必须引起重视。”

Danagoulian还强调了核武器裁军的严重性。他指出，由几枚现代核弹头组成的小集群，等同于第二次世界大战中发射的每种武器的破坏力，包括投在广岛和长崎的原子弹。美俄之间拥有约13,000枚核武器。

Danagoulian说：“核战争的概念是如此之大，以至于（通常）不适合人类的大脑。”“它是如此可怕，如此可怕，以至于人们关闭了它。”

在Danagoulian案中，他还强调说，在他的案件中，成为父母极大地增强了他的意识，即需要在此问题上采取行动，并有助于推动当前的研究项目。

“这使我感到紧迫，”达纳古利安（Danagoulian）说。“我可以利用我的知识，技能和物理培训来为社会和我的孩子做些什么吗？这是作品的人文方面。”

这项研究得到了美国能源部国家核安全管理局奖的部分支持。

参考：Ezra M.Engel和Areg Danagoulian撰写的“使用中子诱发的核共振的物理密码战斗部验证系统”，2019年9月30日，自然通讯。DOI：
10.1038 / s41467-019-12386-0