違法な核物質を見つけ出す「ウランハンター」、その科学捜査の真の狙い

核爆弾の材料となりうる違法な核物質を探し出すプロジェクトが、米国土安全保障省主導で始まった。核兵器に使われる鉱物のウランには、人間の指紋と同じように固有の特徴がある。それを国際的な科学捜査に活用し、犯人の発見に役立てるというものだ。プロジェクトの狙いは、実は核物質の「捜査」だけではない。その真の狙いと、「ウランハンター」による科学捜査の手法に迫る。
違法な核物質を見つけ出す「ウランハンター」、その科学捜査の真の狙い
「イエローケーキ」のサンプル。部分的に精錬されたウランは兵器の製造にも使用される。100kgのウラン鉱石から得られるイエローケーキは、わずか37gだ。PHOTO: PALLAVA BAGLA/GETTY IMAGES

地質学者で核安全保障の研究者であるロドニー・ユーイングは、2014年にミシガン大学教授を辞してスタンフォード大学に移った。その際にいくつかの、いや何百もの所有物を中西部(ミシガン)に残してきた。それらは、どれも放射能を帯びたものだった。

誰かを被爆させようとしていたのではない。ユーイングが残したのは、世界中から集めた鉱物(自身で採掘したものもあれば、寄贈されたものもある)で、すべてウランが含まれていた。

科学者はすぐに、これらを国土安全保障省の新たなプロジェクトに活用することにした。そのプロジェクトの目的とは、核爆弾の材料となりうる違法な核物質を探し出すことだった。

ユーイングはそれらの試料を、かつてポスドク(博士研究員)として彼とともに研究し、その後ノートルダム大学の教授となったピーター・バーンズに託した。バーンズは同僚のアントニオ・シモネッティと一緒にウラン鉱石のデータベースの構築に取り掛かった。目的は、米国土安全保障省による国際的な科学捜査に活用し、犯人の発見に役立てることだ。

サンプルには、それを構成する地質学的な特徴や地球化学的なエネルギーの強さに応じて、固有の化学的な性質や同位体の特徴が指紋のように備わっている。

これを利用すれば、当局が放射性物質の不正取引を発見した際に、この物質がどこで採掘されたものか解明できる。また、放射能汚染をまき散らす爆弾(ダーティーボム)が爆発した場合、放射性の降下物の特徴を分析して、原材料の出どころを突き止められるのだ。ともすれば、誰が採掘したのかまでわかるかもしれない。

地球化学者のシモネッティはキャリアの大部分を科学分野に置き、地球の上部マントルの研究をしていた。しかし彼は11年ごろに、国家核安全保障局が開始したあるプログラムのことを耳にした。シモネッティは言う。

「当局は、爆発性の物質をつぶさに研究できる材料の科学者を探していました。特に、人類史上初の核実験で残ったものを研究できる人材を必要としていたのです」

世界で1カ所にしかない「トリニタイト」

放射性物質の組成を調べる方法は、主に2通りある。「一般的な方法はサンプルを砕くものです」と、シモネッティは語る。

砕いたサンプルを溶媒に入れて溶かし、いわば原子核と化学物質の粉末ジュースのようなものをつくるのだ。そして、その溶液を質量分析計に入れ、個々の化学成分を抽出する。

特に1つの元素(ウランなど)の詳細を知りたい場合は溶液を精製し、それだけを取り出す。次に質量分析計にかけ、どの同位体がどれくらい現れるか調べる。たとえるなら、誤植だらけの本をテキスト検索して、「簿記記係」ではなく「簿記係」となっているところがどれだけあるか調べるようなものだ。この方法は正確だが、時間も人手もかかる。

シモネッティのやり方は違う。彼は初めての核プロジェクトで、レーザーアブレーション[編注:個体にレーザーを照射し、物質を取り去ること]という手法を使い、トリニタイトというガラス質の放射性物質のサンプルに紫外線レーザーを照射した。トリニタイトは、ある1カ所にしか存在しない。それは、ニューメキシコ州にあるホワイトサンズ・ミサイル実験場だ。

この実験場は、第二次世界大戦中に米国が原子爆弾を製造した「マンハッタン計画」で、人類史上初の核兵器を爆発させた「トリニティ実験」が行われた場所である。実験から70年近くが経過しているが、実験の際に発生した人工鉱物であるトリニタイトには、その爆弾の化学的・同位体的な特徴が刻み込まれているのだ。

すべては「核の未来」のために

このプロジェクトが完了してから数年後、国土安全保障省は新たな核科学捜査プログラムを開始した。そしてシモネッティと同僚に、彼らの技術を使って核の過去ではなく「未来」を調査するよう依頼した。そこで、ユーイングが残した放射性を帯びた物質が役立つときがやってきたのだ。

シモネッティのチームは、例えばマダガスカル産のユークセナイトや、ワイオミング州ワムサッター産のシュレキンゲライトなど、世界中にあるウラン鉱石の化学的・同位体的な特徴を理解し、分類することに着手した。

これらの石にシモネッティは、紫外線レーザーを照射した。そして、ウランを精錬すると特徴がどのように変化するのかも調査した。ウラン鉱石はまず「イエローケーキ」と呼ばれる粉末にされ、それから放射性燃料のペレットになる。

チームは米エネルギー省が管轄する国立研究所(特にロスアラモス国立研究所、ローレンス・リバモア国立研究所、オークリッジ国立研究所)と情報の詳細を共有した。これらの研究所は正当な科学研究を行っている。しかしマンハッタン計画の最中に政府がつくった機関であり、いまも核兵器の研究を中心に据えている。その壁の内部で行われている研究は、ほとんどが機密扱いだ。

情報公開が核兵器の抑止力になる

だがシモネッティは、大学の後援の下で研究を行い、意図的に機密扱いにせず公開している。シモネッティの論文はピアレビュー(同僚による査読)が行われ、学術論文検索サイト「Google Scholar」で公表されているのだ。

これは悪人たちへの警告である。エネルギー省や国土安全保障省には、ダーティーボムを使った者を迅速に突き止める科学捜査の技術がある──という警告だ。データベースの公開は、爆弾使用の抑止力とするためなのである。

爆弾の使用を防ぐ研究が不可欠な一方で、核分野全体の研究者は高齢化している。核兵器研究所のタスクフォースによると、1999年の時点でエネルギー省における「兵器の計画に重要な技術を提供している職員」のうち、34パーセントが50歳を超えていた(兵器の計画は同省のなかで、太陽光発電など他の分野よりはるかに重きが置かれている)。10年後、その割合は40パーセントにまで高まった。

冷戦のころにまだ子どもだった若い人々が、当時の状況を忘れてしまったのは仕方ない。だが、もしシモネッティのような大学教授が学生やポスドクを核の研究にかかわらせれば、影響を受けた彼らは研究の方法を学び、進路の選択肢とするかもしれない。

核兵器に関する意見は人それぞれだが(ほとんどは「決して使用すべきではない」というものだろう)、多量の核兵器が現存するという事実は変わらない。核兵器使用の脅威は近年切迫してきている。最悪の事態に誰かが備えねばならない。

とはいえ、いまのところシモネッティの研究が捜査に使われたことはない。それはよいことだ。

彼は言う。「使われるということは、恐ろしい、本当に恐ろしい事態が起きてしまったということですから」


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TEXT BY SARAH SCOLES

TRANSLATION BY AYANO MASUI