211service.com
Hoe internationaal toezicht houdt op kernwapens en ander gerommel
De ultieme nachtmerrie voor critici van de nucleaire deal met Iran waarover in het Congres wordt gedebatteerd, is dat Iran op de een of andere manier, ondanks de overeenkomst en al zijn ingebouwde waarborgen, er toch in zal slagen een kernwapen te ontwerpen en te bouwen, en aan detectie ontsnappen totdat een grote stad wordt ingenomen door nucleair vuur.
Maar het bouwen van een betrouwbaar operationeel wapen vereist testen, en sinds de voltooiing van het Alomvattend Kernstopverdrag in 1996 is een geavanceerd wereldwijd detectienetwerk online gekomen om ervoor te zorgen dat geen enkele kernproef waar ook ter wereld onopgemerkt blijft. Het staat bekend als het International Monitoring System (IMS) en is het eerste waarschuwingssysteem voor nucleaire overtredingen, waarbij gebruik wordt gemaakt van vier verschillende en complementaire technieken om een atoomontploffing waar dan ook op aarde te detecteren en te lokaliseren. Vierentwintig uur per dag stroomt ongeveer 26 gigabyte aan gegevens van IMS-stations in 89 landen een controlecentrum in Wenen, Oostenrijk binnen, via satellietnetwerken en beveiligde grondverbindingen. Het kostte ongeveer $ 1 miljard om te bouwen en werd gefinancierd door de bijna 200 lidstaten van het verdrag van 1996.
Een van de meest cruciale detectiesystemen biedt de detectie van radionucliden. Tachtig buitenposten en 16 laboratoria in IMS zijn uitgerust om atmosferische sporen van edelgassen en radioactieve deeltjes op te pikken en te analyseren die een duidelijk rokend teken zijn van een clandestiene kernexplosie, zoals die van de kernproeven van Noord-Korea. Het IMS-radionuclidenetwerk kreeg in maart 2011 een onverwachte maar essentiële training door de radioactieve pluim te meten en te volgen die vrijkwam bij de beschadigde kerncentrale van Fukushima.
Zie ook: Kaart van 's werelds neutrino's legt nucleaire activiteit bloot, waar het ook gebeurt
Een goed ontworpen ondergrondse test brengt mogelijk geen detecteerbare nucleaire resten in de atmosfeer. Dat is waar de aanvullende technologieën van het netwerk in het spel komen. Met 50 primaire en 120 hulpstations identificeert het seismische net van IMS ongeveer 130 gebeurtenissen per dag: aardschokken, mijnexplosies of iets anders dan een aardbeving met een kracht van 3,0 op de schaal van Richter, een bijna niet-detecteerbaar gerommel.
De seismische stations zijn extreem gevoelig, zegt Gerhard Graham, coördinator van het International Data Centre, dat wordt beheerd door een internationale groep genaamd de Preparatory Commission for the Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty Organization. Aangezien het seismische net als geheel die 130 gebeurtenissen per dag identificeert, houdt elk afzonderlijk station binnen het netwerk zo ongeveer alles in de gaten: een seismometer kan nanometers grondbeweging meten, zegt Graham. Voor geologen biedt het netwerk een steeds dieper wordende basislijn van seismische gegevens, waardoor een nauwkeurigere beoordeling van gevaren in aardbevingsgevoelige regio's mogelijk is.
De mogelijkheden van het seismische net worden aangevuld en uitgebreid met 11 stations die luisteren naar de akoestische onderwatersignatuur van een nucleaire explosie. Vijf van de stations bevinden zich aan de kust en detecteren geluidsgolven die door water reizen en veranderen in seismische golven wanneer ze de kustlijn raken. De andere zes stations zijn hydrofoons - onderwatermicrofoons die ongeveer een kilometer onder het oppervlak zijn afgemeerd om de richting van akoestische golfvormen te detecteren en te bepalen. Omdat geluid zich onder water zo efficiënt voortplant, kunnen 11 stations de hele wereld bestrijken, zegt George Haralabus, hoofd van de afdeling IMS hydro-akoestiek.
Het IMS-netwerk wordt gecompleteerd door infrageluidsensoren die geluiden kunnen horen bij extreem lage frequenties, ver onder het bereik van het menselijk gehoor. De aarde is nooit stil in dit akoestische rijk, met infrageluid dat niet alleen wordt gegenereerd door nucleaire explosies, maar ook door de bewegingen van de atmosfeer en de aardkorst, vulkanen, allerlei soorten menselijke activiteiten, en zelfs meteoren en ruimteafval die de atmosfeer binnendringen. Achtenveertig infrageluidstations zijn momenteel operationeel uit een geplande 60, met arrays van microbarometers.
Maar het IMS-netwerk wordt ook gebruikt op manieren die de oorspronkelijke ontwerpers nooit hadden kunnen bedenken. Een van de belangrijkste is als een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor natuurrampen. Sinds de verwoestende aardbeving in de Indische Oceaan en de daaruit voortvloeiende tsunami in december 2004, heeft het IMS zijn aanzienlijke middelen gekoppeld aan waarschuwingsstations voor tsunami's over de hele wereld. Die regeling wierp zijn vruchten af in maart 2011, waarbij IMS-gegevens voldoende waarschuwingen gaven aan de Japanse autoriteiten om bedreigde bewoners naar hoger gelegen gebieden te verplaatsen tijdens dezelfde catastrofe die Fukushima overspoelde. De seismische stations kunnen zelfs de crashlocaties van grote vliegtuigen op of nabij land lokaliseren. Ondertussen beginnen de andere wetenschappelijke mogelijkheden van het IMS pas volledig te worden gewaardeerd, van het monitoren van instortende ijsplaten aan de polen en diepe oceaantemperaturen voor bewijs van klimaatverandering, tot het afluisteren van walvisliederen voor nieuwe inzichten in walvisgedrag en migratie patronen.
Alle sensorgegevens die het centrum in Wenen binnenkomen, worden continu verwerkt, geanalyseerd en doorgegeven aan alle lidstaten van het testverbod van 1996. Ervan uitgaande dat er iets verdachts opduikt, is de volgende stap een inspectie ter plaatse op bewijs van verdragsschendingen.
Dat zal in ieder geval de volgende stap zijn wanneer het Alomvattend Kernstopverdrag daadwerkelijk in werking treedt. Hoewel de verklaarde kernmachten van de wereld sinds 1991 een vrijwillig moratorium op testen in acht hebben genomen, blijven verschillende van de 183 ondertekenaars (waaronder de VS) achter bij de ratificatie, voornamelijk uit bezorgdheid over verificatie. Maar de mensen die de IMS leiden, zeggen dat dergelijke zorgen nu onbespreekbaar zijn. Graham zegt dat de technologieën in het systeem het bijna onmogelijk maken om aan detectie te ontsnappen.