在不泄露秘密信息的情况下识别核武器的新工具

时间：2021-11-02 09:24:56 来源：

用于测量弹头同位素的零知识探测器装置。电子束（蓝色）被转换为广谱X射线（紫色）并通过铅块（灰色）准直。准直的X射线通过核弹头（中心），并在传输的光束中编码包含有关弹头组合物的信息的传输光束中的一组窄NRF吸收线。然后，该光束与零知识箔（绿色）相互作用。箔的荧光荧光卷积件秘密组成和弹头的组合物，以创造一个独特的“发光”，这本质上是一个无法解码的弹头组合物的加密签名，而不知道箔的组成。使用嵌入在引线屏蔽中的高纯度锗（HPGE）探测器来测量此光晕。

零知识弹头验证计划旨在识别核武器，同时保护秘密信息。

“能源对生活非常基础，”MIT研究生Ruaridh Macdonald说。“这就是我继续学习它的原因。”

这位宗旨是麦克唐纳的近八年的线程 - 首先是本科，然后作为师父的学生，现在作为博士生 - 所有研究都在学习核科学和工程。虽然他仍然从事这一部门，但他参加了各种项目，首先将反应堆设计进行了研究，因为他追求他的硕士学位，现在在核安全和政策实验室工作核武器核查项目。

可运输的反应堆

在伦敦西部长大的麦克唐纳，他的成绩上学日同样对艺术和人文和物理感兴趣。但他最终选择了在面对美国的学校制度时选择了物理学，这要求学生选择一项集中的集中，类似于大学的专业。

“我仍然对艺术的尊重，但我要求自己允许我最广泛地帮助人们，而且我选择科学，”麦克唐纳说。

他对生活中的能源基本作用的看法深深植根于此，这是世界上大部分世界仍然无法访问它。相信核能作为一个干净，廉价的权力来源，麦克唐纳立即进入麻省理工学院的主题。作为硕士学位，他曾在设计专门在遥控器，隔离和离网站中运行的小型可运输核反应堆。他们广泛使用的可能性令他振奋的他，但科学发现对现实世界的缓慢运动让他感到沮丧。

及时追求

麦克唐纳解决了麻省理工学院核科学与工程系的博士计划，解决了另一种，更加容易适用于核科学的兴趣，将他降落在一个特别及时的实验室中：如何确保国家核武器遵守裁军协议。

这些协议的Linchpin正在能够验证签名者是否遵循规则。但是，麦克唐纳说，是对双方的 - 或第三方 - 能够以一种不会发出关于他们的太多信息的方式能够警察武器。例如，如果美国是检查俄罗斯武器，在此过程中，他们也可能能够收集有关如何建造的有价值的信息 - 而不是政府希望其他国家拥有的信息。

麦克唐纳涉及一个名为零知识弹头验证的项目，该验证将该问题与一束光，加扰器和检测器进行解决。物体由核组成，每次用伽马射线击中时射出独特的发光;物体的具体发光像指纹一样，以确定它是由它制成的同位素。通过小心地从多个角度重复该过程，可以根据其同位素的组成和分布来鉴定核武器。

为了提供足够的识别信息，但没有关于武器的设计信息，麦克唐纳表示武器被伽马射线束照亮;然后将产生的信息传递给加扰器，该加扰器在到达检测器之前混合信号。然后将得到的信号与来自已知武器中的一个相比，以查看它们是否匹配。由于这两个信号都被扰乱，检查员没有任何有用的东西，保留所有者的秘密 - 类似于数字密码学中“散列”的想法。

发现的房间

该项目的一年是一年的五年努力，麦克唐纳及其同事也与能源实验室部门一起设计这样一个验证装置。和实验室工作必须与地面政治敏锐地联系起来。

虽然麦克唐纳仍然专注于事物的科学终结，但有政策专家 - 顾问和研究生相似 - 在实验室成员中。他们的工作是确保在一天结束时，他努力发展的验证装置不是，正如他所说的那样，“那些并不重要的东西，而是只是科学上有趣，”但是可能国家用于秉承裁军协议。

虽然麦克唐纳仍然不确定他的未来将带走他的地方，但他肯定为什么他会坚持能源，可能是核科学：除了在创造能源替代方面的作用外，一部分在第一名的地方吸引了核科学，是其相对的新性作为主题。

麦克唐纳说：“如果你想到它，核工程真的只有50或60岁，”麦克唐纳说。“科学世界中真的很年轻，它留下了很多发现的空间。”

有关零知识弹头验证程序的更多信息。

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