Research press release

【核物理学】核弾頭の検証に用いる中性子イメージング技術

Nature Communications

Nuclear physics: Neutron imaging for nuclear warhead verification

検査対象の核弾頭が本物であることを証明できるが、その際に検査対象の詳細をはっきりさせないという中性子イメージング技術が実証されたことを報告する論文が掲載される。

将来の核軍備管理協定では、検証のために核弾頭として提出されたものが本物であることを確認する目的の信頼できる検証メカニズムが義務づけられる可能性がある。しかし、各国の安全保障と核拡散に関する懸念があるため、検証対象の核弾頭の組成や設計に関する情報が明らかにならないような検証方法が求められている。ゼロ知識証明は、そうしたことのできる数学的暗号方式だが、こうした抽象的な概念を現実の物理的イメージング技術の実現につなげることは未解決の課題となっている。

今回、Sebastien Philippeたちは、画像化する物体に関する情報が含まれない検証ツールのプロトコルを実証した。このプロトコルで、試験対象物を中性子源とエマルション検出器の間に配置すると、試験対象物の「特徴(fingerprint)」がエマルション中に出現する気泡に記録される。被検証者が準備した検出器には、あらかじめ基準サンプルによって得られた相補的な気泡分布データが保存されている。このプロトコルでは、完全に平坦なシグナルが適合を意味し、試験対象物が基準サンプルと同じものであることが確認される。その際に、検証を実施する者が利用価値のある情報を得ることはできない。

A neutron imaging technique aimed at certifying the authenticity of nuclear warheads without revealing their underlying details is demonstrated in Nature Communications.

Future arms control agreements may require trusted verification mechanisms aimed at confirming the authenticity of items presented as nuclear warheads. However, security and proliferation concerns require that verifications reveal no information about the composition or design of the warheads. Zero-knowledge proofs are mathematical cryptographic methods that allow us to do just that, but translating these abstract concepts into real physical imaging techniques remains a challenge.

Sebastien Philippe and colleagues demonstrate a protocol that provides an inspector with a verification tool that contains no information about the imaged object. By placing a test object between a neutron source and an emulsion detector, a “fingerprint” of the object gets imprinted by the bubbles appearing in the emulsion. Host detectors are pre-loaded with a complementary bubble distribution generated by a reference sample. In this way, a positive match is represented by a completely levelled signal, yielding no usable information to the inspector, but still confirming that the test object is identical to the reference sample.

doi: 10.1038/ncomms12890

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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