Teststopp: Das gemeinsame Verifizierungsexperiment der USA und der UdSSR

von Uwe Reichert

Seit November 1987 sitzen amerikanische und sowjetische Unterhändler in Genf an einem Tisch, um über Kernwaffentests zu verhandeln. Diese als Nuclear Testing Talks (NTT) bezeichneten Verhandlungen haben ein erstes Ergebnis erbracht: ein Abkommen über die Durchführung gemeinsamer Nukleartests für Verifizierungszwecke, das während des Moskauer Gipfeltreffens von Präsident Reagan und Generalsekretär Gorbatschow am 31. Mai dieses Jahres unterzeichnet wurde.

Bereits von Juli 1986 bis Juli 1987 hatte es in Genf Gespräche zwischen den USA und der UdSSR gegeben, bei denen während insgesamt sechs Gesprächsrunden der gesamte Themenkomplex von Kernwaffentests durchdiskutiert wurde. Im Gegensatz zu den jetzigen Verhandlungen hatten die Unterhändler damals jedoch kein Mandat gehabt, ein Abkommen auszuhandeln; die Gespräche dienten lediglich dem Zweck, die eigene Position darzulegen und die Position der Gegenseite anzuhören. Die Nuclear Testing Talks dagegen sind formelle Verhandlungen, die auf ein bestimmtes Ziel hin ausgerichtet sind. Eines vorneweg: die NTT sind keine Verhandlungen über einen umfassenden Kernwaffenteststopp. Sie sind daher auch keine Fortsetzung der 1981 unterbrochenen Teststoppverhandlungen, die unter Carter und Breshnjew recht ansehnliche Fortschritte erbracht hatten. Sie sind dagegen primär auf die Anwendung von Verifikationsmaßnahmen ausgerichtet, mit denen die Einhaltung des Testschwellenvertrages (TTBT) und des Vertrages über die friedliche Nutzung von Nuklearexplosionen (PNET) überwacht werden soll.

Die Position der Vereinigten Staaten

Sowohl der TTBT als auch der PNET sind von den USA zwar unterzeichnet, aber nicht verifiziert worden. Die Zusatzprotokolle zu den Verträgen enthalten Regelungen über die anzuwendenden Verifizierungsmethoden und über einen Austausch von Testdaten, die die Überwachung der Einhaltung der Vertragsbestimmungen erleichtern sollen. Dieser Datenaustausch fand aber wegen der Nichtratifizierung nicht statt. Nach Ansicht der gegenwärtigen US-Regierung reichen die in den Zusatzprotokollen beider Verträge vereinbarten Verifikationsmaßnahmen nicht aus. Sie stützt sich dabei unter anderem auf den Vorwurf, die Sowjetunion hätte in der Vergangenheit den TTBT „wahrscheinlich verletzt“, indem die in diesem Vertrag festgelegte 150-Kilotonnen-Schwelle überschritten wurde. Die US-Regierung möchte daher vor einer Ratifizierung eine Einigung mit den Sowjets über weitergehende Verifikationsmaßnahmen erzielen und neue Protokolle verhandeln. Dies soll in der ersten Etappe der NTT-Verhandlungen geschehen. Nach erfolgter Ratifizierung des TTBT und des PNET sollen nach den Worten der amerikanischen Behörde für Rüstungskontrolle und Abrüstung (ACDA) weitere mittelfristige Begrenzungen von Kernwaffentests als Teil eines wirksamen Abrüstungsprozesses verhandelt werden. Unter anderem soll dieser Prozeß als vorrangige Priorität die Reduzierung von Nuklearwaffen und ihre letztendliche Beseitigung zum Ziel haben. Bei zukünftigen Abkommen über die Begrenzung von Kernwaffentests sollen die erweiterten Verifizierungsmaßnahmen, die zuvor bei einem gemeinsamen Verifizierungsexperiment (Joint Verification Experiment, JVE) erprobt wurden, „in geeignetem Rahmen“ Anwendung finden.

Das CORRTEX- System

Mittelpunkt der von den USA vorgeschlagenen Verifizierungsmaßnahmen ist ein hydrodynamisches Verfahren zur Bestimmung der Ladungsstärke eines unterirdisch gezündeten Kernsprengsatzes, das unter dem Namen CORRTEX (Continuous Reflectometry for Radius versus Time Experiment) bekannt ist. Hydrodynamische Verfahren zur Ladungsstärkebestimmung nutzen die Tatsache aus, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schockwellenfront, die bei der Detonation eines Kernsprengsatzes entsteht, von der Ladungsstärke abhängt (weitere Parameter, die in die Beziehung zwischen beiden Größen eingehen, hängen von den physikalischen Eigenschaften des Gesteins in der Nähe des Explosionszentrums ab). Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schockwellenfront kann zum Beispiel bestimmt werden, indem man ein Koaxialkabel vom zu testenden Kernsprengsatz ausgehend senkrecht nach oben verlegt und dessen Längenänderung mißt, wenn es durch die Schockwellenfront zerbrochen wird. Diese Lagenänderung des Kabels kann auf verschiedene Weise gemessen werden. CORRTEX benutzt dazu kurze elektrische Impulse, die von einem elektronischen Gerät im Abstand von 10 bis 50 Millisekunden in das obere Ende des Kabels eingespeist werden. Ein Teil der Impulse wird am unteren Ende des Kabels reflektiert und vom Gerät registriert. Durch die Messung der Laufzeit aufeinanderfolgender Impulse für Hin- und Rückweg läßt sich so die Länge des Kabels und damit auch die Position der Schockwellenfront in Abhängigkeit von der Zeit bestimmen. Aus der Laufzeitmessung der Impulse und der Anwendung theoretischer Modelle ergibt sich so die gesuchte Ladungsstärke. Am sinnvollsten und einfachsten ist es, das CORRTEX-Kabel direkt in dem Schacht zu verlegen, in dem sich der zu testende Kernsprengsatz befindet. Soll jedoch eine andere als die den Nukleartest durchführende Nation die Einhaltung des Testschwellenvertrages durch die Anwendung des CORRTEX- Systems (oder des äquivalenten sowjetischen MIS- Systems) überprüfen, könnte sie auf diese Weise Informationen über den Kernsprengsatz gewinnen, die möglicherweise Aufschluß über dessen Aufbau und Effektivität geben. Aus diesem Grunde ist für Verifizierungszwecke – sollte es je zu einem routinemäßigem Einsatz dieser Systeme kommen – der Gebrauch eines sogenannten Satellitenschachts vorgesehen, der parallel zu dem Hauptschacht in einem Abstand von etwa zehn Metern zu bohren ist.

Das JVE-Experiment

In dem Ende Mai unterzeichneten Abkommen über die Durchführung eines gemeinsamen Verifizierungsexperiments (Joint Verification Experiment, JVE) hatten sich die USA und die UdSSR darauf verständigt, auf jedem ihrer Testgebiete einen Nuklearversuch durchzuführen, dessen Ladungsstärke gemeinsam durch hydrodynamische Verfahren gemessen wird. Die beiden Versuche haben in der Zwischenzeit stattgefunden: am 14. August detonierte in der Pahute Mesa auf dem Nevada-Testgelände der erste amerikanische Kernsprengsatz, bei dem sowjetische Beobachter zugegen waren. Am 17. September folgte die Zündung des sowjetischen Kernsprengsatzes auf dem Semipalatinsk-Testgelände unter Anwesenheit amerikanischer Wissenschaftler. Die Einzelheiten der Durchführung der beiden Verifizierungsexperimente wurden durch einen knapp über 100 Seiten zusammenfassenden Anhang zum JVE-Abkommen geregelt. Alle Vereinbarungen, soweit sie nicht spezifische Unterschiede der amerikanischen und sowjetischen Meßsysteme betrafen, waren streng symmetrisch ausgelegt. Die geplante Ladungsstärke der beiden Kernsprengsätze sollte im Bereich zwischen 100 und 150 Kilotonnen liegen. Bei jedem der beiden Nuklearversuche wurden die hydrodynamischen Messungen von amerikanischer und sowjetischer Seite sowohl im Hauptschacht als auch in einem Satellitenschacht vorgenommen (das Abkommen enthält eine Klausel, die der Beobachterseite die Durchführung der Messungen im Hauptschacht als Referenzmessung nur für das JVE-Experiment erlaubt; sollten die Meßverfahren bei künftigen Nukleartests zum Einsatz kommen, wären die Messungen nur in einem Satellitenschacht möglich). Vor der Durchführung der beiden Nuklearexplosionen tauschten beide Seiten eine Reihe von Informationen über die Tests und die Testgebiete aus, die für die Auswertung der Meßdaten unbedingt nötig sind, so zum Beispiel die Tiefe, in der die Detonation stattfand, und verschiedene geologische und geophysikalische Daten des jeweiligen Testgebietes. Ebenfalls ausgetauscht wurden die entsprechenden Daten von fünf amerikanischen und fünf sowjetischen Kernwaffentests, die in dem Zeitraum von Anfang 1978 bis Ende 1987 durchgeführt worden waren (dieser Datenaustausch erfüllt gleichzeitig die Vereinbarungen des Zusatzprotokolls des TTBT aus dem Jahre 1974). Ergänzt wurde der Datenaustausch durch die Seismogramme dieser zehn Kernwaffentests, die von fünf amerikanischen und fünf sowjetischen Meßstationen aufgenommen worden waren. Diese Daten sollen zusammen mit den seismischen Registrierungen der beiden JVE- Explosionen dazu dienen, das seismische Verfahren zur Bestimmung der Ladungsstärke anhand der hydrodynamischen Messungen zu kalibrieren. In diesem Punkt kommt dem JVE die größte Bedeutung zu, denn mit der Ankopplung des seismischen Verfahrens zur Ladungsstärkebestimmung an das hydrodynamische Verfahren könnte es jetzt gelingen zu klären, ob die USA Recht haben mit ihrem Vorwurf, die UdSSR hätte in der Vergangenheit die Testschwelle von 150 kt überschritten. Ursache des Streits ist die Tatsache, daß aufgrund von Unterschieden im geologischen Aufbau der amerikanischen und sowjetischen Testgebiete Nuklearexplosionen gleicher Ladungsstärke verschieden große seismische Signale hervorrufen. Überträgt man die Daten, die anhand der Tests in Nevada genommen wurden, auf das sowjetische Testgebiet bei Semipalatinsk, so wie es verschiedene US-Behörden jahrelang getan haben, so führt dies zu einer Überschätzung der Ladungsstärke sowjetischer Tests. Unabhängige Seismologen hatten schon Anfang der siebziger Jahre auf diese Tatsache hingewiesen und einen aus Erdbebenmessungen abgeleiteten Korrekturfaktor eingeführt, der zu einer realistischen Bestimmung der Ladungsstärke sowjetischer Nukleartests führte. Zieht man zur seismischen Bestimmung der Ladungsstärke die Registrierungen verschiedener Wellentypen (Raumwellen, Oberflächenwellen, Lg-Wellen) heran, so beträgt der Meßfehler nach Ansicht führender Seismologen etwa 50 Prozent. Demgegenüber wird von der US-Regierung die Genauigkeit von CORRTEX-Messungen im Hauptschacht mit 15 Prozent, bei Messungen im Satellitenschacht mit 30 Prozent angegeben. Die bei den JVE-Experimenten durchgeführten CORRTEX-Messungen im Hauptschacht können daher recht gut als Kalibrierung des seismischen Verfahrens dienen. Sollte CORRTEX bei künftigen Nukleartests dagegen nur in einem Satellitenschacht eingesetzt werden, dann wäre, so meinen Kritiker, die Unterschiede der beiden Verfahren vernachlässigbar gering, so daß der hohe Aufwand von CORRTEX (hohe Kosten, lange Vorbereitungszeit von 3 – 4 Monaten, Anwesenheit fremder Beobachter auf dem Testgebiet) eigentlich nicht zu rechtfertigen sei. Die US-Regierung sieht die Genauigkeit hydrodynamischer Messungen eher in der Gegend von 100 Prozent; sie möchte daher den routinemäßigen Einsatz von CORRTEX bei allen Kernwaffentests mit einer geplanten Ladungsstärke von mehr als 50 kt vorsehen. Die Sowjetunion favorisiert dagegen seismische Messungen. Bei den NTT- Verhandlungen ist die endgültige Einigung auf künftig anzuwendende Verifikationsmaßnahmen und die Ausarbeitung eines neuen Zusatzprotokolls für den TTBT auf Drängen der Sowjets auf die Zeit nach der Auswertung der beiden JVE-Experimente vertagt worden. Man darf also gespannt sein, wie die Ergebnisse des JVE-Experiments aussehen und ob es wirklich zu einer Ratifizierung des TTBT und des PNET kommen wird.

Chronologie

17.09.87 Die USA und die UdSSR geben in einer gemeinsamen Erklärung bekannt, daß sie sich auf die Aufnahme umfassender, schrittweiser Verhandlungen über Kernwaffentests vor dem 1. Dezember 1987 geeinigt haben.

9. – 20.11.87 Erste Runde formeller, schrittweiser Verhandlungen der USA und der UdSSR über Kernwaffentests in Genf (Nuclear Testing Talks, NTT).

9.12.87 Beim Washingtoner Gipfeltreffen geben die beiden Außenminister Shultz und Schewardnadse bekannt, daß ein gemeinsames Verifizierungsexperiment durchgeführt werden soll.

8. – 15.01.88 Nukleartest-Experten der USA besuchen das sowjetische Testgebiet bei Semipalatinsk.

24. – 30.01.88 Gegenbesuch sowjetischer Experten auf dem US-Testgelände in Nevada.

15.02. – 28.06.88 Zweite Runde der NTT in Genf.

9.03.88 Die US-Delegation legt in Genf den Entwurf eines Verifizierungsprotokolls für den Testschwellenvertrag vor, der den routinemäßigen Einsatz von CORRTEX vorsieht.

18.03.88 Die sowjetische Delegation legt ihrerseits den Entwurf eines Verifizierungsprotokolls für den Testschwellenvertrag vor.

31.03.88 Die US- Delegation legt den Entwurf eines Verifizierungsprotokolls für den Vertrag über die friedliche Nutzung von Kernexplosionen (PNET) vor, der ebenfalls den routinemäßigen Einsatz von CORRTEX vorsieht.

April 88 Bohren der für die hydrodynamischen Experimente benötigten Satellitenschächte in den Testgebieten.

24.05.88 Die UdSSR legt ihren Entwurf des Verifizierungsprotokolls für den PNET vor.

31.05.88 Die Außenminister Shultz und Schewardnadse unterzeichnen während des Moskauer Gipfeltreffens ein Abkommen über das gemeinsame Verifizierungsexperiment (Joint Verification Experiment, JVE).

28.06.88 Die USA und die UdSSR tauschen Daten über die Stärke von je fünf früheren Kernwaffentests im Bereich zwischen 100 und 150 Kilotonnen aus. Der Datenaustausch beinhaltet auch seismische Registrierungen dieser Tests und Angaben über die geophysikalische Beschaffenheit der Testorte.

17.08.88 Nukleartest in Nevada unter Beteiligung sowjetischer Experten

29.08.88 Beginn der 3. Runde der NTT

14.09.88 Nukleartest in Semipalatinsk unter Beteiligung amerikanischer Experten.

Quelle: ACDA, Arms Control Reporter

Dr. Uwe Reichert, Interdisziplinäre Forschungsgruppe zu naturwissenschaftlich-technischen Aspekten der Sicherheitspolitik an der TH Darmstadt