Il recente ritiro degli Stati Uniti da un accordo del 2015 che ha posto restrizioni al programma nucleare iraniano renderà più facile per l'Iran perseguire la bomba in segreto? Non è probabile, secondo Scott Kemp, professore associato di scienze e ingegneria nucleare al MIT.

"Le intuizioni più potenti sul programma nucleare iraniano provengono dall'intelligence tradizionale, non da ispezioni dell'Agenzia internazionale per l'energia atomica, "dice Kemp, che questa settimana ha pubblicato un articolo di commento in Natura sull'interazione tra politica e scienza in Corea del Nord.

Ma i programmi segreti di armi nucleari, se in Iran, Corea del nord, o altrove nel mondo, sono un grosso problema irrisolto, secondo Kemp. Di recente ha spiegato le sfide tecniche legate alla caccia ai siti clandestini. E ha lanciato una possibile soluzione.

Cosa cercano gli ispettori

Gli ispettori vogliono cercare la produzione segreta di plutonio o uranio altamente arricchito, dice Kemp. La produzione di un vero ordigno esplosivo può essere eseguita in modo rapido e discreto una volta che uno di questi ingredienti è assicurato in una quantità sufficiente. "Il lavoro di montaggio può essere svolto in un edificio per uffici, struttura sotterranea, o anche in una grande cucina. È quasi impossibile rilevarlo una volta che il programma raggiunge questo punto".

Le buone notizie, relativamente parlando, è che la produzione di questi materiali esplosivi può lasciare indizi rivelatori.

"Tutti gli sforzi internazionali per prevenire la proliferazione nucleare si concentrano sulla prevenzione della produzione di plutonio e uranio altamente arricchito, " dice Kemp. "La speranza è in primo luogo di impedire che il materiale venga mai prodotto, o almeno in quantità sufficienti per fabbricare una bomba nucleare".

Quali sono gli indizi rivelatori della produzione segreta?

"La produzione di plutonio o di uranio altamente arricchito è un'operazione importante che richiede persone e tempo, " dice Kemp. Il coinvolgimento di molte persone significa che l'intelligence tradizionale ha qualche possibilità di trovare il programma. Ma l'intelligence tradizionale può essere inaffidabile, soprattutto in società chiuse come la Corea del Nord. I meccanismi tecnici fornirebbero un'utile copertura.

Rilevamento della produzione di plutonio, Kemp dice, è più facile che rilevare la produzione di uranio arricchito per diversi motivi. Il primo indizio è la firma del calore. "Quasi tutta la produzione di plutonio avviene nei reattori nucleari, e ovviamente producono molto calore, " dice. "Ci sono cose intelligenti che un paese potrebbe fare per nascondere la firma del calore, ma non sono semplici. I satelliti a infrarossi possono cercare il calore di scarto che esce dagli edifici, o essere pompato nei fiumi o negli oceani.

Un secondo indizio viene dalle firme chimiche. La lavorazione del combustibile del reattore per estrarre il plutonio crea effluenti chimici, che potrebbe essere un altro promettente percorso di rilevamento. "Oltre al plutonio, il reattore nucleare produrrà anche una miscela di altri radionuclidi e, sebbene la maggior parte sia intrappolata nel reattore, alcuni si disperdono nell'ambiente, "dice Kemp, "soprattutto i gas nobili, come gli isotopi radioattivi di xeno e cripton".

Gli scienziati potrebbero essere in grado di rilevare questi isotopi:xeno-131, xeno-135, e krypton-85, quando penetrano nell'ambiente. "I governi usano già i rilevatori per cercare quelle piccole firme dell'operazione, " dice. "Ma un paese potrebbe fare ogni sorta di cose fantasiose, come congelare criogenicamente il gas di scarico, per eliminare la firma chimica se lo volessero. Quindi potremmo o meno trovare segni di produzione di plutonio in questo modo".

E per quanto riguarda l'arricchimento dell'uranio? "Produce anche una firma chimica distinta, "dice Kemp, che si verifica quando il gas esafluoruro di uranio (UF6) si disperde nell'atmosfera. La probabilità di una perdita è molto piccola, ma succede. Quando il gas fuoriesce all'aria aperta, il vapore acqueo ne provoca la decomposizione in acido fluoridrico e un tipo specifico di aerosol simile alla polvere. L'acido fluoridrico non è utile in termini di rilevamento. È troppo reattivo e scompare ogni volta che tocca lo sporco, o un edificio, o un albero. "Non lo rileverai a nessuna distanza significativa, " dice Kemp. Ma l'altro sottoprodotto, l'aerosol polveroso, è un'altra storia.

Un nuovo modo per monitorare l'attività nucleare segreta

La polvere prodotta dall'arricchimento dell'uranio è un aerosol chiamato fluoruro di uranile (UO2F2), e ha una forma chimica che è unica per le operazioni di lavorazione dell'uranio, dice. Kemp. È interessato a lavorare con i suoi colleghi della facoltà di ingegneria per sviluppare rivelatori in grado di identificare i legami chimici distintivi della molecola. "Ci sono molte tecniche per identificare le molecole, ma la sensibilità richiesta in questo caso è estremamente alta, e la forma aerosol presenta una serie di altre sfide, " lui dice.

"Se potessimo inventare rilevatori estremamente sensibili che sono abbastanza economici da poter essere installati in un paese senza un sacco di attrezzature o manutenzione fantasiose, faremmo progressi significativi nel problema della rilevazione di programmi clandestini di arricchimento dell'uranio." Immaginate, lui dice, qualcosa come piccole stazioni meteorologiche con una scatola a energia solare che ha un sigillo a prova di manomissione. Ha una minuscola ventola che soffia aria su un sensore che cerca il legame rivelatore U-F, e quindi invia un segnale di allerta se viene rilevata la molecola.

"Dopo un rilevamento localizzato, potresti usare i dati meteorologici per proiettare indietro e stimare i luoghi più probabili da cui proviene questa molecola. Se alla fine potessi restringere il campo a pochi edifici o un paio di isolati, allora sarebbe possibile per gli ispettori internazionali richiedere l'accesso in base alle disposizioni legali esistenti per vedere cosa c'è dentro."

Un ritorno alla politica

La continua presenza dell'Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica, che monitora le fabbriche e i laboratori di ricerca più sensibili di Teheran, è previsto dall'antico Trattato di non proliferazione delle armi nucleari, o NPT, da cui è improbabile che l'Iran si ritiri, dice Kemp. Ciò significa che le squadre di ispezione possono continuare a controllare gli impianti nucleari conosciuti come prima.

Però, una disposizione speciale, denominato Protocollo Aggiuntivo, ha consentito all'AIEA di avere un ampio accesso negli ultimi tre anni, incluso il diritto di avventurarsi per indagare su suggerimenti su siti sospetti. Questa disposizione consente anche all'AIEA di distribuire sensori ambientali del tipo che Kemp vuole costruire. Sono questi privilegi extra che sarebbero a rischio se l'Iran si ritirasse dall'accordo del 2015, dice Kemp. L'AIEA ha utilizzato questi privilegi per effettuare almeno 60 visite a strutture che non fanno parte del programma nucleare dichiarato dell'Iran.

"Ma alla fine la politica guida questo, alla fine, " aggiunge. "Se gli ispettori hanno imparato qualcosa, dall'intelligenza o dai sensori, ma gli è stato negato l'accesso aggiuntivo necessario per dare seguito al lead, allora la comunità internazionale probabilmente presumerebbe il peggio. Sarebbe quindi ancora nell'interesse dell'Iran fornire un accesso di follow-up anche se tecnicamente non fosse necessario, vale a dire, a meno che non stessero davvero nascondendo qualcosa."