Atom-U-Boote könnten Schurkenstaaten einen Weg zu Atomwaffen eröffnen. Aber Neutrinos könnten dabei helfen, Versuche aufzudecken, von Booten zu Bomben zu gelangen.
Neutrinos, leichte subatomare Teilchen, die aus den Reaktoren freigesetzt werden, die Atom-U-Boote antreiben, könnten die Veränderung oder Entfernung des Kernbrennstoffs für schändliche Zwecke aufdecken, berichten Physiker in einem angenommenen Artikel Briefe zur körperlichen Überprüfung. Entscheidend ist, dass diese Überwachung aus der Ferne erfolgen könnte, während sich ein U-Boot mit abgeschaltetem Reaktor in einem Hafen befindet.
Um sicherzustellen, dass Länder ohne Atomwaffen keine entwickeln, überwachen internationale Inspektoren den Einsatz vieler Arten von Nukleartechnologie auf der ganzen Welt. Atom-U-Boote sind besonders besorgniserregend. Viele verwenden hochangereichertes Uran, eine potente Brennstoffart, die relativ leicht als Waffe eingesetzt werden kann. Aber U-Boote sind durch eine Lücke vor Überwachung geschützt. Im Gegensatz zu Kernkraftwerken werden Atom-U-Boote für geheime militärische Zwecke eingesetzt, sodass physische Inspektionen die nationale Sicherheit eines Landes beeinträchtigen könnten.
„Neutrino-basierte Methoden können die Eingriffe erheblich reduzieren, indem sie Messungen aus der Ferne durchführen, ohne physisch auf das Schiff zugreifen zu müssen“, sagt der Nuklearwissenschaftler Igor Jovanovic von der University of Michigan in Ann Arbor, der nicht an der Forschung beteiligt war.
Diese Teilchen – insbesondere ihre Antimaterie-Varietät, Antineutrinos – strömen in Scharen aus laufenden Kernreaktoren. Die Partikel interagieren schwach mit anderen Stoffen und ermöglichen es ihnen, festes Material zu durchdringen, einschließlich eines U-Boot-Rumpfs. Ein Neutrino-Detektor, der in der Nähe eines U-Bootes platziert wird, könnte also enthüllen, was im Inneren vor sich geht, sagen die Neutrino-Physiker Bernadette Cogswell und Patrick Huber vom Center for Neutrino Physics an der Virginia Tech in Blacksburg.
Wissenschaftler haben zuvor vorgeschlagen, Neutrinos zu verwenden, um andere nukleare Missetaten aufzudecken, wie zum Beispiel Atomwaffentests (SN: 20.08.18).
Aber U-Boote, die oft in Bewegung sind, sind mit stationären Instrumenten schwer zu überwachen. Wenn die Schiffe im Hafen liegen, können ihre Kernreaktoren abgeschaltet werden. Also fanden die Forscher eine Lösung: Sie untersuchten Neutrinos, die durch den Zerfall verschiedener chemischer Elemente oder Isotope entstehen, die nach dem Abschalten eines Reaktors zurückbleiben. Ein Detektor, der sich etwa 5 Meter unter dem Reaktor des U-Bootes im Wasser befindet, könnte Neutrinos messen, die beim Zerfall bestimmter Cer- und Ruthenium-Isotope entstehen. Diese Messungen würden zeigen, ob Kernmaterial entfernt oder ausgetauscht wurde.
Diese Methode zur Überwachung eines abgeschalteten Reaktors ist „sehr clever“, sagt der Physiker Ferenc Dalnoki-Veress vom Middlebury Institute of International Studies im kalifornischen Monterey.
Aber die Idee würde immer noch die Zustimmung jedes Landes erfordern, um Detektoren in U-Boot-Liegeplätzen zuzustimmen. „So etwas wäre so viel besser, wenn es keine Zusammenarbeit erfordern würde“, sagt der Physiker Giorgio Gratta von der Stanford University.
Die U-Boot-Überwachung könnte in naher Zukunft dringlicher werden. Bisher besitzen alle Länder, die über Atom-U-Boote verfügen, bereits Atomwaffen, daher war das Thema hypothetisch. Aber das soll sich ändern. Die Vereinigten Staaten und das Vereinigte Königreich, zwei Atomwaffenstaaten, gaben im vergangenen September bekannt, dass sie ein kooperatives Sicherheitsabkommen mit Australien eingehen und dem Land helfen werden, ein Nicht-Atomwaffenstaat, Atom-U-Boote erwerben.
Es besteht wenig Verdacht, dass Australien diese U-Boote als Deckmantel für ein Atomwaffenprogramm verwenden würde. Aber „Sie müssen sich immer noch Sorgen um den Präzedenzfall machen, den das schafft“, sagt Cogswell. Daher sei die Überwachung von Atom-U-Booten neu wichtig. „Die Frage war, wie zum Teufel das geht.“