核実験 地質 孤立化 安全性

米国地質調査所報告

非機密報告 No. 01-28

大規模な空洞における爆発の孤立化（デカップリング）を伴う地下核実験の実現可能性に関する工学的および地質学的制約

ウィリアム・ライス博士
米国地質調査所
レストン、バージニア州 20192

アメリカ合衆国内務省

地質的問題の分析

この報告書は、非常に最近まで、米国地質調査所（USGS）のウェブサイトの出版物から以下からダウンロード可能でした：

http://geology.er.usgs.gov/eespteam/pdf/USGSOFR0128.pdf

しかし、現在はこの報告書は存在せず、米国地質調査所のデータベース（http://search.usgs.gov/）にも掲載されていません。

ここにセキュリティの二重バックアップがあります：http://membres.lycos.fr/atar/Archives/Report01_28.pdf

この貴重なバックアップは、クリストフ・ジュディッチがその存在を発見した慎重さによるものです。これは「非公式核実験」に関する資料の鍵となる文書です。この資料は、2003年初頭にアントワーヌ・ジュディシェルとの上訴審裁判において裁判官に提出され、その結果、私は誹謗罪で有罪判決を受けました。裁判の公判で裁判官が「本質的な問題に進もう」と希望した際、私はこの資料について詳しく解説しました。しかし、判決文ではこれについて言及されていません。判決文も参照してください。また、判決に関するコメントもご覧ください。

以下に、この報告書の内容の概要を示します。

前段階の研究

過去40年間、米国地質調査所の地質監視部門は、世界中の核実験の実施を監視し、関連条約が遵守されているかを確認するための努力を続けてきました。

• 核爆発検出システム：主に海外での実験に伴う地表および環境への影響。実験場所の特定
• 「平和的目的の核実験」と称される実験に関する評価
• 核爆発による地震的影響と自然地震、鉱山爆破による影響との比較研究
• 核実験制限条約の策定への関与と参加
• 核爆発検出を容易にする地震学データベースの構築：核爆発と地震の区別
• 地殻内での波の減衰に関する研究
• 異種の深さにおける多孔質土壌の自然減衰能力の研究（マッツコ、1995年）
• 孤立化装置の設置に適した自然空洞の研究。特に岩塩ドーム、岩塩層、または大規模な地下洞窟の整備に適した地域を対象

孤立化（デカップリング）のシナリオ

核兵器不拡散条約（包括的核実験禁止条約、CNTB）における主な課題の一つは、各国が核実験を完全に秘匿して行う可能性を評価できるかどうかです。すなわち、通常の核実験検出システムを回避できるかどうかです。可能なシナリオには以下のようなものがあります：

• 太空で核爆発を起こす
• 地震の最中に爆発を起こす
• 自然的な減衰効果を持つ環境で爆発を起こす
• 非常に遠隔地の海洋環境で爆発を起こす
• 地球大気中に、濃い雲に覆われた状態で爆発を起こす
• 非常に広大で適切な深さにある空洞に核爆発を起こし、検出を回避する

これらの方法は、多くの研究が行われ、多数の論文が発表されています（Herbst & Werth, 1980; Glenn & Goldstein, 1994; Sykes, 1995; Linger et al., 1995）。

1959年にアルバート・ラッターが、空洞内での核爆発による信号の孤立化という手法を提唱して以来、この理論現象のモデル化を試みる大規模な研究が行われてきました。米国と旧ソ連は、信号の孤立化条件下での実験を実施しており、Springer et al. (1968)、Murphy & al. (1995)、Reinke (1995) の論文でその成果が報告されています。

1988年には、10キロトンを超える爆発に対して監視は可能であることが結論づけられ、その規模の爆発では、地震信号を完全に消去する手段は存在しないことが明らかになりました。

1～2キロトン未満の爆発では、花崗岩、堆積物、塩類堆積層などの環境下で条約違反の核実験が可能であり、現在の技術ではその検出を確実に行う方法は存在しないと結論づけられました。

この2つの範囲（10キロトン以上、または1キロトン未満）の間には、孤立化技術を用いた場合、検出が困難な領域が存在します。

本報告書の目的は、空洞内での核爆発による孤立化技術についての現状を整理することです（Sykes, 2000）。このレビューは、空気で満たされた空洞を対象としていますが、他の孤立化手法も検討されています。特に、爆発時に圧縮され、エネルギーを吸収する多孔質・発泡質材料の可能性にも注目しました。多孔率が5～20％に達する発泡質岩石における地下核実験の実現可能性が示されました。カラハリ地域などでは、多孔率が20％を超える地域も存在します。

以下に、隠密な核爆発を実現可能とする条件を示します。

• 地震信号が監視機器の検出限界以下であること
• 実験が行われる深さが、爆発後の放射性物質を完全に閉じ込め、放射性物質検出システムが自然発生の信号と区別できないようにすること
• 実験場の整備が衛星監視を回避できるようにすること

楕円形空洞における減衰効果

米国と旧ソ連は、長さ比が4:1に達する空洞で、大出力の化学爆薬を多数使用して実験を行いました。旧ソ連では1960年にキルギスで、米国では1994年にニューメキシコ州マグダレナで同様の実験が行われました。これらの実験は、予測モデルの正確性を検証する目的でした。

岩塩および花崗岩における減衰係数

1988年にOTAが発表した報告書によれば、1キロトンの核爆発に対して、岩塩中では直径25メートル、花崗岩中では直径20メートルの球形空洞が、十分な減衰効果を提供するとされており、爆発の深さは825メートルでした。Sykes (1995) は、これらの評価値をやや上方修正すべきだと主張していますが、修正幅は小さいため、これらの数値は意味のあるものと見なせます。

地下空洞整備における環境条件

孤立化技術の…