Toen Russische nucleaire inspecteurs begin jaren 2000 naar de VS reisden, ze mochten geclassificeerde kernwapencomponenten niet rechtstreeks onderzoeken, Professor Alex Glaser zei. In plaats daarvan, de inspecteurs kregen het groene licht van een stralingsdetector te zien als bevestiging dat de onderdelen echt waren.

De Russen waren niet overtuigd, Glaser zei, opmerkend dat men zei dat het enige wat de test bewees was dat de Amerikanen een groene LED hadden met een batterijaansluiting.

Details over kernwapens blijven een van de best bewaarde geheimen ter wereld. Een expert die een wapen ontmantelt, of zelfs getuige zijn van de vernietiging ervan, kan veel leren over de kernkop. Anderzijds, zonder het wapen te onderzoeken, het is moeilijk om inspecteurs ervan te overtuigen dat er een echt wapen is vernietigd. Dit wordt al lang als een probleem voor ontwapening beschouwd - hoe kunnen landen anderen ervan overtuigen dat een kernwapen verdwenen is zonder details over het arsenaal ervan te onthullen?

"Met een kast vol elektronica en muren van beton ertussen, voor de Russen, het apparaat van de Amerikaan had geen enkele betekenis, " zei Glaser, een universitair hoofddocent mechanische en ruimtevaarttechniek en internationale zaken aan de Princeton University. "Als je het wapen bezit, jij bouwt de machine, en je controleert de inspectieomgeving, je kunt een machine ontwerpen die altijd groen licht geeft wanneer jij dat wilt."

Ondanks talloze pogingen, wetenschappers moeten nog een vertrouwd verificatieapparaat ontwerpen voor gebruik bij nucleaire ontwapening. Maar zoals Glaser en Moritz Kütt, een voormalig postdoctoraal onderzoeksmedewerker aan Princeton, gemeld in oktober in PLOS One , een onwaarschijnlijke technologie kan de sleutel zijn tot het oplossen van dit decennia-oude probleem:vintage elektronica, specifiek, eenvoudige 6502 microprocessors uit de jaren 70. Het is dezelfde chip die werd gebruikt in vroege thuiscomputers en arcade-machines waarop games als Pac-Man draaiden.

"Wat rekenkracht betreft, dit is alles wat je nodig hebt, " zei Kütt. "Omdat de processor zo primitief is, wetenschappers kunnen letterlijk elke transistor in het circuit controleren, wat zou kunnen helpen bevestigen dat de chip authentiek is."

Rond 14, 000 kernwapens bestaan ​​vandaag in negen landen, gedaald van een hoogtepunt van rond de 60, 000 wapens in de late jaren 1980. Als verdere reducties moeten worden bereikt, onderhandelaars zullen waarschijnlijk instrumenten nodig hebben om te verifiëren dat de VS en Rusland hun voorraden verminderen zoals beloofd. Die twee landen zijn goed voor 90% van 's werelds kernwapens, met meer dan 6, 000 kernkoppen elk, en zijn niet geneigd om elkaars woord te geloven. Voor de ontmanteling van gepensioneerde wapens kan daarom verificatie nodig zijn, maar hoe dit te doen is een buitengewoon moeilijke uitdaging.

Vanaf de jaren 90, onderzoekers probeerden dit probleem op te lossen door betrouwbare meetsystemen te creëren die als informatiebarrières fungeren. Dergelijke apparaten moeten aan twee belangrijke vereisten voldoen:ze moeten voorkomen dat gerubriceerde informatie uitlekt, en ze mogen geen verborgen schakelaars bevatten die valse metingen geven. "Zie het als een spel tussen twee partijen, " zei Kütt. "Je kunt er gewoon niet zeker van zijn dat de andere kant geen manier heeft gevonden om je systeem te verslaan, vooral wanneer de middelen die elke partij aan de taak kan besteden in wezen onbeperkt zijn."

Vroege prototypes waren enorm ingewikkeld, waardoor authenticatie van het apparaat en de resultaten moeilijk te verifiëren zijn. Vereenvoudiging leek de weg vooruit. Maar mogelijke oplossingen, zoals een recent Brits/Noors voorstel, zijn het slachtoffer geworden van complexiteit.

"Iemand zal hier of daar een belletje en een fluitje toevoegen, en het wordt een apparaat dat, aan het einde van de dag, niemand begrijpt het echt helemaal, "Zei Glaser. Dit wordt alleen maar versterkt door de complexiteit van de hedendaagse elektronica.

Glaser - een vintage verzamelaar van videogames die een praktijkles geeft in Princeton over nucleaire ontwapening - realiseerde zich dat de 6502 microprocessors die zijn favoriete arcade-machines draaien een oplossing zouden kunnen bieden. "We werken al 40 jaar met deze chips, dus we kennen ze door en door, " zei hij. "Ze zijn zo eenvoudig dat het eigenlijk onmogelijk zou zijn om een ​​achterdeur in te bouwen."

Hij en Kütt koppelden een eenvoudige stralingsdetector aan een 6502 microchip en programmeerden het apparaat om te bevestigen dat de stralingssignatuur van een item overeenkomt met een verwacht resultaat door een groen licht weer te geven. Hun prototypesysteem detecteerde nauwkeurig subtiele veranderingen in gammastralingssignaturen van standaardbronnen die kernkoppen simuleren. Alle ontwerpen van de onderzoekers zijn open-source en kosten ongeveer $ 250. De 6502 microchip is slechts een mogelijk voorbeeld, Glaser zei; hij en Kütt kozen het omdat het extreem eenvoudig en gebruikelijk is, maar andere vroege verwerkers kunnen ook kandidaten zijn.

Het werk van Kütt en Glaser heeft praktische waarde, volgens David Wehe, een professor in nucleaire techniek en radiologische wetenschappen aan de Universiteit van Michigan, die niet bij het onderzoek betrokken was.

"Informatiebarrières zijn absoluut essentieel als we ooit hopen om zinvolle onderhandelingen over nucleaire ontwapening te hervatten, "Wehe zei. "Wetenschappers staan ​​zelden op de voorgrond tijdens die discussies, dus verdragsonderhandelaars moeten deze technische pijlen in hun koker hebben."

Voor nu, Glaser en Kütt zien hun apparaat als een simpele proof-of-concept, maar een waarvan ze hopen dat het een breder gesprek in de internationale gemeenschap op gang brengt.

"We hebben iets op tafel gelegd en kunnen nu zeggen:"Als je echt iets simpels wilt, hier is een maatstaf, '" zei Glaser. "'Kun je het nog eenvoudiger maken, of kun je het verslaan?'"