De veiligheid van kernwapens

Schokkend zijn de vele ongelukken die de afgelopen halve eeuw met kernwapens zijn gebeurd. Desalniettemin is er nog nooit een kernwapen per ongeluk afgegaan. Hoe (vaak) ontsnapte de wereld toch steeds weer aan een ramp?

14 november 2013

Met onder andere de Amerikaanse B-52-bommenwerper werden er tijdens de hoogtijdagen van de Koude Oorlog permanent kernwapens ‘in de lucht’ gehouden.
U.S. Air Force

Op een Amerikaanse basis in Marokko brandt in 1958 een B-47-bommenwerper af. Aan boord zijn enkele kernwapens, maar ze doorstaan het hevige vuur.

Drie jaar later, in 1961, breekt een B-52 boven de Amerikaanse staat Noord-Carolina in stukken. Vanaf grote hoogte vallen er twee waterstofbommen in het weiland, ongeschonden ploffen ze neer.

Bijna twintig jaar later, in 1980, veroorzaakt een technicus op een militaire basis in Arkansas ongemerkt een lek in de brandstoftank van een kernraket. De volgende dag ontploft de raket, maar de kernkop blijft intact.

Dit zijn maar een handvol incidenten die in het boek Command and Control van de Amerikaanse journalist Eric Schlosser staan beschreven. Het lijkt erop dat de wereld meerdere malen door het oog van de naald is gekropen.

Sico van der Meer, onderzoeker van het Instituut Clingendael op het gebied van de verspreiding van kernwapens, zegt steeds weer geschokt te zijn als hij hoort over nieuwe incidenten. “Maar het is helaas niets nieuws, dergelijke gebeurtenissen zien we in de loop van de jaren continu naar buiten komen. Vooral doordat er steeds weer wetenschappers en journalisten in oude en opengestelde archieven van overheden duiken; echt officiële statistieken hierover ontbreken.”

Geschiedenis van de bom

De lijst van incidenten is lang, maar toch ging het eigenlijk altijd min of meer goed. De nucleaire lading van de wapens is in geen van de bekende gevallen tot ontsteking gekomen. Een wonder? Of misschien toch eenvoudig te verklaren? Om dat beter te begrijpen ontkomen we niet aan een lesje kernwapentechniek.

De vuurbal van de allereerste kernexplosie ooit, op 16 juli 1945 in Nieuw-Mexico, Verenigde Staten. Ongeveer 0,016 seconden na detonatie heeft de explosie een diameter van naar schatting 200 meter. — Een kernbom die wel afging: de vuurbal van Trinity, de allereerste kernexplosie ooit, op 16 juli 1945.
Berlyn Brixner

De kernbom werd voor het eerst ontwikkeld in het kolossale Manhattanproject ten tijde van de Tweede Wereldoorlog. De Amerikanen gooiden er miljarden dollars en meer dan honderdduizend werknemers tegenaan om als eerste een nucleair wapen in bezit te krijgen. Uiteindelijk leidde dat tot twee typen kernbommen die in 1945 werden getest.

In beide wapens wordt een bepaalde hoeveel uranium of plutonium met behulp van krachtige (conventionele) explosieven samengeperst, waardoor er een nucleaire kettingreactie op gang komt. Hierbij wordt uiteindelijk een kleine hoeveelheid massa omgezet in energie. Via de beroemde formule E = mc² is uit te rekenen dat er op die manier minder dan een gram materie nodig was om de Japanse stad Hiroshima in 1945 van de kaart te vegen. Dat gebeurde met een kernwapen dat in het Engels bekend is als een gun barrel_-type wapen. Het is de ‘simpelste’ kernbom die te maken is. Hierbij wordt een stuk verrijkt uranium aangedreven door een explosie met hoge snelheid in een ander stuk uranium geschoten. Het heeft iets weg van de manier waarop een kogel wordt weggeschoten, vandaar de naam _’gun barrel’ (pistoolloop).

Dit zogenoemde _gun barrel_-nucleaire wapen werkt doordat twee stukken verrijkt uranium met grote kracht in elkaar worden geschoten.
FastFission/Howard Morlandy/Dake/Papa Lima Whiskey/Mfield via CC BY-SA 3.0

Het tweede type wapen gebruikt plutonium als brandstof voor de ongecontroleerde kernreactie. Echter, de manier om de kritische massa van deze nucleaire brandstof te bereiken verschilt. Het plutonium wordt niet door een loop afgevuurd maar bevindt zich in een bol die is omringt door explosieven. Door deze explosieven met een zeer nauwkeurige timing te ontsteken wordt het plutonium vanuit alle richtingen samengedrukt zodat de kernreactie op gang komt.

En dan is er nog de waterstofbom: de zwaarste bom die ooit gemaakt is. Die is zo mogelijk nog complexer. Het gebruikt een hierboven beschreven nucleair wapen om op zijn beurt een nucleaire fusiereactie aan te drijven, met een nóg veel grotere explosie tot gevolg.

Misschien afgezien van het eerst genoemde type kernbommen vergt het correct detoneren van een waterstofbom in ieder geval een zeer nauwkeurige getimede reeks gebeurtenissen. Zelfs wanneer een deel van de explosieven in dat geval per ongeluk af zou gaan heeft dat niet de gevreesde en allesvernietigende kernreactie tot gevolg.

Veiligheidsmechanismen: het essentiële schakelaartje

Daarnaast zijn moderne kernwapens uitgerust met verschillende veiligheidssystemen die voorkomen dat ze per ongeluk afgaan. “Je kunt er vanuit gaan dat elke bom minimaal twee activeringscodes vereist om hem ‘op scherp’ te zetten, waardoor een stel doorgedraaide generaals geen kans maakt om een kernwapen zelf te detoneren”, zegt Van der Meer. Een primitieve versie van dit zogenoemde _Permissive Action Links_-systeem (PAL) deed zijn intrede in de jaren ’60 van de vorige eeuw, maar is vanaf de jaren ’80 steeds geavanceerder geworden.

“Dat was volledig anders bij de eerste generatie kernwapens”, zegt Arend Meerburg, die zich jarenlang bij het Ministerie van Buitenlandse Zaken heeft bezig gehouden met zaken als nucleaire ontwapening en de controle op nucleaire en chemische wapens. “In de jaren ’50 waren nucleaire wapens nauwelijks beveiligd, bovendien kon eigenlijk elke commandant zo’n ding afschieten…”

http://www.youtube.com/watch?v=zz03p4ULD3c

Maar naast het feit dat het met PAL vrijwel onmogelijk is gemaakt om in je eentje een kernwapen af te vuren, zijn er nog een hoop andere systemen die moeten voorkomen dat hij per ongeluk afgaat; zelfs in het geval van een hevige brand of ongeluk. Zo hebben moderne kernwapens sensoren aan boord die hem alleen activeren als een versnellingscurve wordt gedetecteerd die precies overeenkomt met de lancering van het wapen. Een wapen in een loods kan op die manier niet worden gedetoneerd.

Verder is het ontstekingsmechanisme gescheiden van de explosieven via een aantal zogenoemde weak en strong links, die doelbewust worden verbroken in het geval van een ongeluk. Ten slotte bevatten kernwapens conventionele explosieven die bestand zijn tegen de hitte van een kerosinebrand en is de nucleaire lading beschermd door een vuurbestendig omhulsel.

Zorgen al deze maatregelen voor 100 procent veilige kernwapens? “Militairen zullen beweren van wel,” zegt Van der Meer, “maar dat kun je natuurlijk nooit volledig beamen. De kans op het per ongeluk afgaan van een kernwapen is weliswaar ontzettend klein, maar de gevolgen ervan zouden enorm zijn. Boeken als Command & Control laten zien dat er in de loop van de tijd toch redelijk wat ‘bijna-rampen’ zijn geweest.”

Tot deze rampscenario’s behoren bijvoorbeeld het afgaan van de explosieven in geval van een hevige brand. De kans dat de nucleaire lading van een kernwapen zo afgaat is erg klein, maar wat zo wel kan ontstaan is een zogenoemde vuile bom. Daarbij komt (een deel van) de radioactieve lading in de omgeving terecht en kan daar schade berokkenen. Dat is ook iets wat terroristen wellicht zouden proberen te veroorzaken in het vrij onwaarschijnlijke geval dat ze een kernwapen in handen zouden krijgen; een vuile explosie. Van der Meer: “Terroristen beschikken simpelweg niet over de codes en middelen om moderne kernwapens te detoneren.”

Kernbommen in Nederland

Waarschijnlijk zijn kernbommen gemiddeld steeds veiliger geworden, denkt Van der Meer. Het zijn echter niet zo zeer de nieuwste wapens waar we ons druk over moeten maken, maar vooral juist de oudere generaties. “Natuurlijk zijn er voorraden die best wel oud zijn. De vliegtuigbommen die waarschijnlijk op Vliegbasis Volkel liggen, zijn in ieder geval oudere kernwapens, waarvan het ontwerp al teruggaat naar de jaren ’60. Formeel weten we niks over die bommen, maar je kunt speculeren dat er niet de allernieuwste veiligheidsmechanismen op zitten.”

Van der Meer: “Vredesbewegingen roepen al lang dat we ze terug moeten geven aan de Verenigde Staten, net zoals bijvoorbeeld Griekenland deed. Blijkbaar vindt onze regering het nog nuttig om ze in Nederland te houden. Het schept wellicht een soort extra hechte alliantie, het teruggeven van de kernwapens nu het niet meer nodig is zou in een bepaald opzicht ook als een belediging tegenover de Amerikanen gezien kunnen worden. Daarnaast kunnen ze ‘gebruikt’ worden in onderhandelingen met de Russen om ook daar het aantal kernwapens te verminderen. Politiek gezien is het een complex vraagstuk.”

Over de Westerse kernwapens maken Van der Meer en Meerburg zich niet de meeste zorgen, die zijn waarschijnlijk zo goed als mogelijk beveiligd. Van der Meer: “Maar bij landen als Noord-Korea, waarvan we weten dat ze kernwapens ontwikkelen is dat niet bekend. Ik vermoed dat ze daar niet zoveel in veiligheid geïnvesteerd hebben als andere landen. Maar dit blijft speculeren, eigenlijk zijn er weinig zaken in de wereld die zo geheim zijn als kernwapentechnologie.”

Barack Obama.
Wikimedia Commons, Marc Nozell via CC BY 2.0

Af van de massa’s kernwapens

Barack Obama beloofde bij zijn aantreden als Amerikaans president zich hard te maken voor een wereld zonder kernwapens. Volgens Meerburg is dat makkelijker gezegd dan gedaan. “Er zijn bijvoorbeeld fabrieken en laboratoria die baat hebben met het in stand houden van het nucleaire arsenaal. Zeker omdat er zoveel geld naar toe gaat. Obama beloofde ontwapening, maar feit is dat er nog steeds tientallen miljarden euro’s naar toe gaan.”

Het belangrijkst vindt Meerburg dat de raketten die nu op het zogenoemde high alert staan verdwijnen. “Dat zijn er honderden. Raketten die vrijwel meteen gelanceerd kunnen worden. Als er bijvoorbeeld technisch iets misgaat bij de Russen waardoor ze per ongeluk iets lanceren, dan slaan de VS bijna automatisch terug. We hebben op deze manier een soort doomsday-machine gebouwd en dat is heel slecht. Ik vind dat daar veel te weinig belangstelling voor is.”

Ook Van der Meer is voor het uitbannen van alle kernwapens in de wereld. “In totaal hebben we het over maar liefst 18.000 kernkoppen, waarvan twee landen 97 procent in bezit hebben. De Verenigde staten en Rusland hebben de capaciteit om de wereld meerdere malen te vernietigen. En naast dat kernwapens gevaarlijk zijn en handenvol geld kosten qua onderhoud zijn ze eigenlijk helemaal niet inzetbaar. Het idee dat je een hele stad wil vernietigen is in zekere zin achterhaald. Met gerichte (conventionele) wapens kunnen tegenwoordig heel makkelijk enkele gevaarlijke individuen uitgeschakeld worden. Ik zie wat dat betreft de parallel met chemische wapens waarover iedereen het al lang eens is dat ze de wereld uit moeten.”