Wie können Inspektor*innen die Echtheit einer zur Demontage vorgesehenen Atomwaffe überprüfen, ohne jemals ins Innere zu blicken? Die Antwort könnte in der einzigartigen Strahlungssignatur der Waffe liegen – einem „Fingerabdruck“ spontaner Spaltungen und radioaktiven Zerfalls.

In seiner kürzlich abgeschlossenen Doktorarbeit „Using Monte-Carlo Simulations to Determine Nuclear-Weapon Related Passive Radiation Signatures and their Uniqueness in Verification“ hat Dr. Christopher Fichtlscherer die Komplexität der Nutzung von Strahlungssignaturen zur Authentifizierung von Atomwaffen untersucht. Seine Arbeit behandelt eine zentrale Frage: Könnte ein raffiniert konstruierter Attrappen-Kernsprengkopf die Strahlungssignatur einer echten Waffe nachahmen und so Überprüfungssysteme täuschen? Nuklearwaffen senden aufgrund ihrer inneren Zusammensetzung charakteristische Strahlungsmuster aus. Die herkömmliche Überprüfung stützt sich auf den Nachweis dieser Signaturen mithilfe spezieller Messgeräte. Allerdings sind diese Geräte bewusst in ihrer Präzision begrenzt – auch, um sensible Informationen über die Waffen selbst zu schützen.

Christopher erforscht in seiner Arbeit:

• Wie sich Strahlungssignaturen je nach Waffendesign unterscheiden (unter Verwendung computergestützter Modelle).
• Die Grenzen aktueller Detektionssysteme, die aufgrund absichtlicher Einschränkungen anfällig für Täuschungen sein könnten.
• Mögliche Verbesserungen, um die Überprüfung robuster zu gestalten, darunter fortschrittliche Gammaspektroskopie-Techniken.

Eine kürzlich in Nuclear Technology veröffentlichte Studie, an der Christopher mitwirkte, fasst viele seiner Forschungsergebnisse zusammen. Neben der theoretischen Analyse hat er ein praktisches Werkzeug für das Fachgebiet entwickelt: eine Erweiterung für den weitverbreiteten Open-Source-Simulationscode OpenMC, die mittlerweile offiziell in die globale Codebasis integriert wurde. Diese Verbesserung, detailliert beschrieben in Progress in Nuclear Energy, ermöglicht es Forschenden weltweit, die Reaktionen von Gammadetektoren zu modellieren – eine wertvolle Unterstützung für Überprüfungsforschung und Nichtverbreitungsbemühungen.

Da sich Abrüstungsverträge weiterentwickeln, müssen auch die Instrumente zur Überprüfung der Einhaltung Schritt halten. Christophers Arbeit betont die Notwendigkeit anpassungsfähiger, manipulationssicherer Überprüfungsmethoden – um sicherzustellen, dass eine als demontiert deklarierte Atomwaffe nicht bloß eine geschickte Attrappe ist.