[論文レビュー] From the lab to the battlefield? Nanotechnology and fourth generation nuclear weapons

André Gsponer|ArXiv.org|Sep 23, 2005

Nuclear Issues and Defense参考文献 6被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、ナノテクノロジーやマイクロエレクトロメカニカルシステム（MEMS）が、低出力で放射能落下がほとんどない「クリーン」な核融合爆弾である第四世代核兵器の開発を可能にしていることを検討している。ナノファブリケーションを用いた高精度な慣性核融合（ICF）用燃料ペレットや耐久性のある部品の開発により、これらの兵器は精度誘導爆弾で発射可能となり、核兵器のタブーを回避するとともに、軍縮条約を回避する可能性がある。

ABSTRACT

The paper addresses some major implications of microelectromechanical systems (MEMS) engineering and nanotechnology for the improvement of existing types of nuclear weapons, and the development of more robust versions of these weapons, as well as for the development of fourth generations nuclear weapons in which nanotechnology will play an essential role.

研究の動機と目的

• ナノテクノロジーとMEMS工学が核兵器の安全性、信頼性、小型化をどのように向上させているかを調査すること。
• 放射能落下が最小限の低出力「クリーン」核弾頭の戦略的・政治的影響を分析すること。
• NIF や レーザー・メガジュールといった先端施設が第四世代核兵器概念の発展に果たす役割を強調すること。
• ナノテクノロジーの軍事的応用が核兵器開発に与える影響について、国際的注意を喫する緊急性を主張すること。
• 核兵器の大量破壊兵器としてのナノテクノロジーの軍事的利用を禁止する「インナースペース条約」の制定を提唱すること。

提案手法

• 特に起爆・発射制御機構に用いられるMEMSの核兵器実験施設における歴史的発展を分析する。
• ナノファブリケーションを用いた超高精度ICF燃料ペレット（例：2-mmの直径、丸さの誤差1 µm未塔）の開発を検討する。
• 高度な材料およびナノエンジニアリング部品が起爆装置の性能向上と弾頭の耐久性強化に果たす役割を評価する。
• 深く地中を貫通し、地下で爆発する能力を持つ地中侵徹型弾頭の実現可能性を評価する。
• 非核分裂型の起爆方式（例：レーザー、磁気圧縮）を用いて小型核融合出力を誘発する第四世代核兵器技術の技術的根拠を検証する。
• NIF などのICF研究施設が、CTBT枠組み下で兵器開発のための二重用途プラットフォームとして機能する可能性を検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MEMSおよびナノテクノロジーは、核弾頭の安全性、信頼性、小型化をどのように向上させるのか？
• RQ2 ナノファブリケーション技術は、放射能落下がほとんどない低出力「クリーン」核融合弾頭の開発をどの程度可能にするのか？
• RQ3 ICF技術を用いた第四世代核兵器開発の背後にある軍事的・戦略的動機は何なのか？
• RQ4 NIF などのICF施設の二重用途性は、実験的核融合から実戦用兵器への移行をどのように促進するのか？
• RQ5 平和的核融合研究の名の下に第四世代核兵器が開発された場合、拡散と戦略的不安定化のリスクはどのようなものか？

主な発見

• ナノテクノロジーにより、極めて高精度なICF燃料ペレットが実現可能である—2-mmの直径のペレットは丸さの誤差が1マイクロメートル以内に保たれる必要がある。
• マイクロエレクトロメカニカルシステム（MEMS）は、すでに極度のG力に耐える耐久性のある、信頼性の高い起爆・発射制御機構に使用されている。
• 第四世代核兵器の出力は、数トンから数十トンの高 explosive換算にまで及ぶ可能性があり、核の門檻を越えない精密打撃が可能になる。
• 核分裂性物質の使用が最小限に抑えられるため、これらの兵器は放射能落下がほとんどないため、従来の核兵器よりも政治的・軍事的に受け入れられやすくなる。
• 地中侵徹型弾頭の開発には、数メートルの地中貫通と極限の衝撃に耐える高度な材料およびナノエンジニアリング部品が必要となる。
• NIF で用いられる同じナノテクノロジーや工学的手法が兵器設計に直接応用可能であるため、ICF研究から兵器化への移行は現実的かつ可能性が高く、すでに進行中である。