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Vorlesung: Physik und Technik der Verifikation von Rüstungsbegrenzungsabkommen

J. Altmann
i.d.R. Donnerstag 16:00-17:30       P1-02-323
Physik wurde und wird einerseits für neue Waffentechnik genutzt. Andererseits sind physikalische Kenntnisse auch für Abrüstungsverträge und insbesondere für die Überprüfung ihrer Einhaltung notwendig. Verschiedene Aufnahme- und Messverfahren werden genutzt, um verbotene oder eingeschränkte Objekte oder Aktivitäten festzustellen. Die jeweiligen physikalischen Grundprinzipien und die verwendete Technik werden dargestellt.

Art, Vorkenntnisse, Punkte
Vorlesung Umfang 2V für Studierende der Physik/Medizinphysik (BSc, MSc)
Gewünscht: Kenntnisse aus der allgemeinen Physik (1.-4. Semester BSc)
3 ECTS-Leistungspunkte, mündliche Prüfung

Inhalt

1.  Einführung; Begriffe: Abrüstung, Rüstungsbegrenzung, Rüstungskontrolle; Aufklärung, Verifikation, nationale/kooperative technische Überprüfungsmittel; Geheimhaltung und Transparenz; bisherige Abkommen; Literatur.
2. Nationale technische Überprüfungsmittel - Übersicht: Luft-, Wasserproben, Nachweis Aktivitätsbestimmung für oberirdische Kernexplosionen; seismische Verfahren für unterirdische Kernexplosionen.
3. Grundlagen der Überwachung aus Luft und Weltraum: optische Aufklärung: Spektrum, Auflösung, Detektoren - Film, CCD, Infrarotdetektor ; Sichtbedingungen; Offene-Himmel-Vertrag.
4. Nationale technische Überprüfungsmittel - Satelliten: Bahngesetze, Bahntypen, Satellitentypen; andere: elektronische Aufklärung, Radar, Nachweis von oberirdischen Kernexplosionen, Frühwarnung vor Raketenangriffen.
5. Radar: Prinzip, Radargleichung, Radarquerschnitt, Such-Radar, phasengesteuerte Richtwirkung, synthetische Apertur; Anwendungen, Typen.
6. Kontrolle von Nuklearmaterialien: Kernstrahlung und -nachweis, passiver und aktiver Nachweis spaltbaren Materials; Sicherungsmaßnahmen der IAEO; Verifikation für Stopp der Spaltmaterial-Produktion.
7. Überprüfungsverfahren des Vollständigen Teststoppvertrags: Seismik, Radioisotope.
8. Überprüfungsverfahren des Vollständigen Teststoppvertrags: Infraschall, Unterwasserschall.
9. Überprüfungsverfahren des Vollständigen Teststoppvertrags: Vor-Ort-Inspektionen, Technik dafür.
10. Kooperative Verifikationstechniken für Begrenzungen nuklearer Waffen, Röntgendurchstrahlung von Raketenbehältern; Messung von Raketen-Gefechtsköpfen; Verifikation bei Abschaffung aller Kernwaffen; akustisch-seismische Raketenstartüberwachung.
11. Kooperative Verifikationstechniken für Begrenzungen konventioneller Waffen, bei Friedenseinsätzen; Kennzeichen, Siegel; akustische, seismische, magnetische Sensoren für kurze und mittlere Reichweiten; Minensuche (Induktionsschleife, neuere Verfahren).
12. Verifikationstechniken für ein Verbot von Weltraumwaffen: Foto, Laser-Radar, Kernstrahlungstechniken; angemessen verifizierbare Begrenzungen für ein Verbot von Strahlenwaffen.
13. Forschung für neue Verifikationstechniken: Nanotechnik für empfindliche chemische/biologische Sensoren, intelligente Kennzeichen; hoch empfindlicher Edelgasnachweis; Finden von Nuklearanlagen; Verifikation von Beschränkungen bei besatzungslosen Fahrzeugen, bei Informationkriegführung, bei Forschung und Entwicklung.
14. Ausblick; aktueller Stand einiger Vertragsverhandlungen (START-Nachfolge, Produktionsstopp spaltbaren Materials); nicht-technische Aspekte der Verifikation: Prozeduren, Völkerrecht, Vorwürfe bzgl. Verletzungen, Spektrum der Meinungen zu Rüstungsbegrenzung und Verifikation, Verifikation bei Friedens-erhaltenden Maßnahmen.

Literatur

• K. Tsipis, D.W. Hafemeister, P. Janeway (eds.), Arms Control Verification - The Technologies That Make It Possible, Washington etc.: Pergamon-Brassey's, 1986.
• J. Altmann, T. Stock, J.-P. Stroot (eds.), Verification After the Cold War - Broadening the Process, Amsterdam: VU Press, 1994.
• I. Niemeyer, M. Dreicer, G. Stein (eds.), Nuclear Non-proliferation and Arms Control Verification – Innovative Systems Concepts, Cham: Springer, 2020.

Dazu eine Reihe von spezielleren Büchern, Forschungsberichten und Artikeln.