¿Cómo verifican los inspectores de armas que se ha desmantelado una bomba nuclear? Una respuesta inquietante es:no lo hacen, en la mayor parte. Cuando los países firman pactos de reducción de armas, normalmente no otorgan a los inspectores acceso completo a sus tecnologías nucleares, por miedo a revelar secretos militares.

En lugar de, Los tratados anteriores de reducción de armas entre Estados Unidos y Rusia han pedido la destrucción de los sistemas de transporte de ojivas nucleares, como misiles y aviones, pero no las ojivas mismas. Para cumplir con el tratado START, por ejemplo, Estados Unidos cortó las alas de los bombarderos B-52 y los dejó en el desierto de Arizona, donde Rusia pudo confirmar visualmente el desmembramiento de los aviones.

Es un enfoque lógico pero no perfecto. Es posible que las ojivas nucleares almacenadas no se puedan entregar en una guerra, pero aun así podrían ser robados, vendido, o detonado accidentalmente, con consecuencias desastrosas para la sociedad humana.

"Existe una necesidad real de adelantarse a este tipo de escenarios peligrosos e ir tras estas reservas, "dice Areg Danagoulian, un científico nuclear del MIT. "Y eso realmente significa un desmantelamiento verificado de las propias armas".

Ahora, los investigadores del MIT dirigidos por Danagoulian han probado con éxito un nuevo método de alta tecnología que podría ayudar a los inspectores a verificar la destrucción de armas nucleares. El método utiliza rayos de neutrones para establecer ciertos hechos sobre las ojivas en cuestión y, crucialmente, utiliza un filtro isotópico que cifra físicamente la información de los datos medidos.

Un artículo que detalla los experimentos, "Un sistema de verificación de ojivas físicamente criptográficas que utiliza resonancias nucleares inducidas por neutrones, "se publica hoy en Comunicaciones de la naturaleza . Los autores son Danagoulian, quien es el profesor adjunto Norman C. Rasmussen de Ciencia e Ingeniería Nuclear en el MIT, y el estudiante de posgrado Ezra Engel. Danagoulian es el autor correspondiente.

Pruebas de alto riesgo

El experimento se basa en trabajos teóricos previos, por Danagoulian y otros miembros de su grupo de investigación, quien el año pasado publicó dos artículos detallando simulaciones por computadora del sistema. La prueba se llevó a cabo en las instalaciones del Acelerador Lineal Gaerttner (LINAC) en el campus del Instituto Politécnico Rensselaer, utilizando una sección de 15 metros de largo de la línea de haz de neutrones de la instalación.

Las ojivas nucleares tienen un par de características que son fundamentales para el experimento. Tienden a usar isótopos particulares de plutonio, variedades del elemento que tienen diferentes números de neutrones. Y las ojivas nucleares tienen una disposición espacial distintiva de materiales.

Los experimentos consistieron en enviar un haz de neutrones horizontal primero a través de un proxy de la ojiva, luego a través de un filtro de litio que codifica la información. Luego, la señal del rayo se envió a un detector de vidrio, donde una firma de los datos, que representa algunas de sus propiedades clave, fue grabado. Las pruebas MIT se realizaron con molibdeno y tungsteno, dos metales que comparten propiedades significativas con el plutonio y sirvieron como sustitutos viables para él.

La prueba funciona en primer lugar, porque el haz de neutrones puede identificar el isótopo en cuestión.

"En el rango de baja energía, Las interacciones de los neutrones son extremadamente específicas de isótopos, "Danagoulian dice." Así que haces una medición donde tienes una etiqueta isotópica, una señal que a su vez incorpora información sobre los isótopos y la geometría. Pero haces un paso adicional que lo encripta físicamente ".

Ese cifrado físico de la información del haz de neutrones altera algunos de los detalles exactos, pero aún permite a los científicos registrar una firma distinta del objeto y luego usarla para realizar comparaciones de objeto a objeto. Esta alteración significa que un país puede someterse a la prueba sin divulgar todos los detalles sobre cómo están diseñadas sus armas.

"Este filtro de cifrado básicamente cubre las propiedades intrínsecas del propio objeto clasificado real, "Danagoulian explica.

También sería posible simplemente enviar el haz de neutrones a través de la ojiva, registrar esa información, y luego cifrarlo en un sistema informático. Pero el proceso de cifrado físico es más seguro, Danagoulian señala:"Podrías, en principio, hazlo con computadoras, pero las computadoras no son confiables. Pueden ser pirateados mientras que las leyes de la física son inmutables ".

Las pruebas del MIT también incluyeron verificaciones para asegurarse de que los inspectores no pudieran realizar ingeniería inversa en el proceso y así deducir la información sobre armas que los países quieren mantener en secreto.

Para realizar una inspección de armas, luego, un país anfitrión presentaría una ojiva a los inspectores de armas, quién podría ejecutar la prueba del haz de neutrones en los materiales. Si pasa revista, también podrían ejecutar la prueba en cualquier otra ojiva destinada a la destrucción, y asegúrese de que las firmas de datos de esas bombas adicionales coincidan con la firma de la ojiva original.

Por esta razón, un país no podría, decir, Presentar una ojiva nuclear real para ser desmantelada, pero engañó a los inspectores con una serie de armas falsas de idéntico aspecto. Y aunque tendrían que organizarse muchos protocolos adicionales para que todo el proceso funcione de manera confiable, el nuevo método equilibra de manera plausible tanto la divulgación como el secreto para las partes involucradas.

El elemento humano

Danagoulian cree que poner el nuevo método en la etapa de prueba ha sido un importante paso adelante para su equipo de investigación.

"Las simulaciones capturan la física, pero no capturan las inestabilidades del sistema, "Danagoulian dice." Los experimentos capturan el mundo entero ".

En el futuro, le gustaría construir una versión a menor escala del aparato de prueba, uno que tendría solo 5 metros de largo y podría ser móvil, para usar en todos los sitios de armas.

"El propósito de nuestro trabajo es crear estos conceptos, validarlos, demostrar que funcionan a través de simulaciones y experimentos, y luego hacer que los Laboratorios Nacionales los utilicen en su conjunto de técnicas de verificación, "Danagoulian dice, refiriéndose a los científicos del Departamento de Energía de EE. UU.

Danagoulian también enfatiza la seriedad del desarme de las armas nucleares. Un pequeño grupo de varias ojivas nucleares modernas, él nota, es igual a la fuerza destructiva de cada armamento disparado en la Segunda Guerra Mundial, incluidas las bombas atómicas lanzadas sobre Hiroshima y Nagasaki. Estados Unidos y Rusia poseen alrededor de 13, 000 armas nucleares entre ellos.

"El concepto de guerra nuclear es tan grande que no cabe [normalmente] en el cerebro humano, "Danagoulian dice." Es tan aterrador, tan horrible, que la gente lo apague ".

En el caso de Danagoulian, también enfatiza que, en su caso, convertirse en padre aumentó en gran medida su sensación de que es necesario actuar sobre este tema, y ayudó a impulsar el proyecto de investigación actual.

"Puso una urgencia en mi cabeza, "Danagoulian dice." ¿Puedo usar mi conocimiento y mi habilidad y mi formación en física para hacer algo por la sociedad y por mis hijos? Este es el aspecto humano del trabajo ".