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Remote sensing from space has a long standing tradition in earth observation and environmental monitoring. However, the use of commercial satellite imagery for monitoring arms control is a new field. This study deals with the application of commercial satellite imagery for international safeguards by the International Atomic Energy Agency (IAEA). The report summarises research activities which started in 1994 and have been carried out in cooperation between King's College London, the University of London, the Research Centre Jülich, Program Group Technology Assessment and the Oepartment of Geography of the University of Bonn. Part of the work has been performed under the British and German support programmes for the IAEA and have been funded by the British Oepartment of Trade and Industry UK (OTI) and the German Federal Ministry of Education, Science, Research and Technology (BMBF).

Verification of compliance to formal agreements requires the performance of inspections for detection of illegal behavior. If the inspections are carried out in such a way that the gain the inspectee may expect from illegal behavior is smaller than for behaving legally, then the inspections may be said to have deterred him from violation. Achieving deterrence is assumed to be the prirnary objective of the verification regime. In this paper inspection problems characterized additionally by a 'critical time' are considered svstematically for the first time. The critical time is the maximum time interval within which illegal activity must be detected in order to meet the objectives of the agreement. Such critically time-dependent inspection problems are modeled here as two-personnon-cooperative games between inspector ancl inspectee. Theo- extend over a reference time interval in which the inspector performs 7 inspections and in which the inspectee behaves iliegally at most once. The inspections may or may not lead to statistical errors of the first and second kind and the inspectee may or may not be in a position to take advantage of information gained during the reference time interval. Equilibria are investigated and conditions for the existente of deterring inspection strategies are determined.

Sequential statistical decision tests for detecting clandestine removal of nuclear material from a running processing plant using material accountancy are investigated. Part of the process material is assumed to be unmeasurable and the moments (mean and variance) of the unmeasured inventory are estimated with the same set of sequential material balance data as is used for the decision test. For uncorrelated, normally distributed process fluctuations detection times compa.rable to those obtained with a priori known mean and variance of the unmeasured inventory are obtained.

Die vorliegende Arbeit ist Teil einer umfassenden Studie über "Aspekte der Nichtverbreitungvon Kernwaffen in den neunziger Jahren", die von der Programmgruppe'Technik und Gesellschaft' (TUG) in Zusammenarbeit mit Mitarbeitern der Forschungsgruppe'Wirtschaft, Energie, Investitionen' (WEI) durchgeführt wird.In der Studie werden mit Hilfe eines interdisziplinären Forschungsansatzes die Evolutiondes Nichtverbreitungsvertrages (NPT) bzw. des Nichtverbreitungsregimes seit den sechzigerJahren analysiert und die mittel- und langfristigen Probleme der Nichtverbreitungmit Blick auf die NPT-Überprüfungskonf erenz im Jahre 1990 und dieNPT-Verlängerungskonferenz im Jahre 1995 identifiziert.Im Rahmen der Studie werden Fragen behandelt, die folgende Bereiche betreffen:• internationale Safeguards,• Nichtverbreitungsaspekte neuer Technologien,• bilaterale nukleare Kooperationsabkommen,• Entwicklungen auf dem internationalen Nuklearmarkt,• abrüstungspolitische Fragen mit Relevanz für den NPT,• die nichtverbreitungspolitischen Interessen der Bundesrepublik Deutschland.Mit Blick auf die Konferenzen in den Jahren 1990 und 1995 sollen aus den ArbeitsergebnissenEmpfehlungen für den künftigen Kurs der Nichtverbreitungspolitik derBundesrepublik Deutschland abgeleitet werden.Die weiteren Ergebnisse der Arbeiten im Rahmen der Studie werden in den nächstenMonaten in unregelmäßiger Reihenfolge veröffentlicht.Die in dieser Reihe vorgelegten Arbeitsergebnisse geben nicht einen Standpunkt derTUG, WEI oder der KFA wieder, sondern den des jeweiligen Autors.

In Part 1 of the present study on safeguards effectiveness it was shown that for attribute samplingproblems the guaranteed probability of detection can be used as a measure for the effectiveness ofsafeguards procedures. In Part II this measure was used for variable sampling problems, with givenfalse alarm probabilities as boundary conditions. In Part III we show that the measure can bejustified by appropriate game theoretical models. Furthermore, we show that, for attribute sampling,the equilibrium strategy of the operator is legal behavior if appropriate eff ort conditions arefulfilled, whether or not the inspector announces bis strategy in advance. For variable sampling,legal behavior is equilibrium strategy of the operator only if the inspector announces bis strategy.

For safeguarding the chemical process area of future reprocessing plants the near-real-time material accountancy (NRTMA) method might be applied. Experimental data are not yet available for testing the capability of the NRTMA method but can be simulated using a digital computer. This report describes the mathematical modeling of the Pu-bearing components of reprocessing plants and presents first results obtained by simulation models.

Wie die jüngste Entwicklung der internationalen Energiesituation gezeigt hat, wird die Notwendigkeit, weltweit alle verfügbaren Energiequellen zu nutzen, unumgänglich. Damit wird auch ein verstärkter Einsatz der Kernenergie in den Industrieländern und in wachsendem Maße ebenfalls in den Entwicklungsländern erforderlich. Allerdings benötigen hier die vielfältigen Probleme der Ökologie, der Ökonomie und der öffentlichen Akzeptanz, die mit der Nutzung der friedlichen Kernenergie verbunden sind, eine intensive Hilfestellung und enge Kooperation beim nuklearen Technologietransfer von Industrieländern in Entwicklungsländer. Neben Kooperationen im F + E-Bereich lag das Schwergewicht des Nukleartransfers zwischen Entwicklungsländern und Industrieländern in der Vergangenheit in der Lieferung von angereichertem Brennstoff sowie von Reaktoren. Die Frage der Entsorgung von Kernkraftwerken und deren praktische Lösung wird sich zukünftig in verstärktem Maße mit wachsenden Mengen an abgebrannten Brennelementenauch in den Entwicklungsländern stellen. Deshalb erscheint es sinnvoll, daß die Entsorgungsfrage in die Verhandlungen der Rahmenbedingungen beim Nukleartransfer von Lieferländern in Empfängerländer mit einbezogen und unter Umständen direkt z.B. mit dem Export von Kernkraftwerken verknüpft wird. Ein wesentlicher Gesichtspunkt, der in der Vergangenheit den institutionellenRahmen und die vertragliche Struktur der internationalen Kooperation beim Nuklearhandel bestimmt hat, war der Aspekt der Non-Proliferation. Mit dem Atomwaffensperrvertrag im Jahre 1968 sollte auf der einen Seite ein Festsschreiben des Status Quo im Kernwaffenbereich erreicht und auf der anderen Seite eine möglichst ungehinderte friedliche Nutzung der Kernenergie ermöglichtwerden. Bemühungen von verschiedenen Staaten, sich über den sogenannten friedlichen Sprengkörper faktisch in den Besitz von Kernwaffen zu setzen, führte zu einer Verschärfung der vertraglichen Rahmenbedingungen im internationalen Nuklearbereich und gipfelte insbesondere in den Vereinigten Staaten sogar in der Forderung, auf sensitive Aktivitäten des nuklearen Brennstoffkreislaufes,wie die der Anreicherung oder der Wiederaufarbeitung, völlig zu verzichten. [...]

Although the KFA-Jülich has been subject to international inspection under the Euratom Treaty from the outset, safeguards measures for special nuclear material are currently being re-negotiated and reorganized to correspond to the new and more stringent requirements laid down in the Verification Agreement pursuant to the Nuclear Weapons Nah-Proliferation Treaty (NPT). Nuclear research centres in general pose special problems for international nuclear material control. The total amount of material present isusually distributed over a multitude of individual items and batches. The classical IAEA safeguards measure of periodic MUF (material unaccounted for) determination is impractical. A viable alternative approach is to focus attention only an those few classes of physical inventory which contain the bulk of the fissile material. Such classes at the KFA Jülich comprise the frech and irradiated fuel assemblies for the two research reactors FRJ-1 and FRJ-2, fuel pebbles for the KAHTER critical assembly and stored spent AVR fuel. We will be concerned in the present investigation with developing a safeguards concept for the spent AVR fuel. A large fraction of the total inventory of fissile material at the KFA-Jülich is in the form of irradiated fuel from the AVR high temperature reactor. This material is accessible to measurement for verification purposes only with considerable difficulty and therefore poses serious technical problems from a safeguards standpoint. With the continuing operation of the AVR, coupled with still unresolved problems of final disposal, theamount of material in this category is increasing steadily. Moreover it is expected that the AVR pebbles will merge with irradiated fuel from the THTR-3oo in a large HTR away-fromareactor dry storage installation, also located at the KFA, thus becoming part of a much larger inventory of fissile material. With the gradual decay of short-lived fission products, its potential strategic value will increase steadily, rendering adequate safeguards measures indispensable. In this report the operation of present AVR spent [...]

Die Problematik der Bewertung von Safeguardseffektivität wird am Beispiel der SEAM Methode analysiert. Es zeigt sich, daß-dieseMethode inhärente Schwächen in sich birgt, die eine Quantifizierung der Effektivität fraglich erscheinen lassen. Es wird eine Alternative vorgeschlagen, die eine qualitative Bewertung vorzieht und folgende Vorteile hat: Die fundamentale Rolle der Kernmaterialbilanzierung wird bestätigt. Indiz für die Effektivität von Safeguards ist die Verifikation der Präsenz des Kernmaterials und nicht die indirekteErfassung von Anomalien. Das Verständnis des Begriffes Effektivität beeinhaltet Vorstellungen aller Partner des Kontrollabkommens.Aussagen des Safeguardssystems können klar umrissen sowie definiert werden und basieren nicht auf der Analyse von subjektiven Abzweigungsuntersuchungen.

Tabelle 4 faßt die Aktivitäten zur Nichtverbreitung zusammen auf diein dieser Studie eingegangen worden ist. Dabei sind von zentralerBedeutung für das Nichtverbreitungsregime der Nichtverbreitungsvertragund IAEO Safeguards. Wichtige regionale Ergänzungen stellen derTlatelolco- sowie der EURATOM-Vertrag dar.Die ambivalente Struktur der Verträge, neben Nichtverbreitung auchden Förderungsgedanken der Kernenergie zu implementieren, hat sichals besonders stabilisierendes Element erwiesen, wie auch die letzteÜberprüfungskonferenz des NV-Vertrages gezeigt hat. Besonders positivwurde auf dieser Konferenz die IAEO-Safeguards bewertet. Entwicklungsarbeitenzur Verbesserung der Wirksamkeit von Safeguardsunter betreiberfreundlichen und kostengünstigen Randbedingungenwerden in Zukunft im Fordergrund stehen. Dazu gehört zum BeispielEffektivitätsbewertung und Quasiechtzeitbilanzierung.Die Ergebnisse der CAS-Diskussiön zur Definition der Prinzipien beider Kernenergie-Kooperation sind ebenso für die PUNE-Konferenz vonBedeutung. Diese UN-Konferenz wird im Jahre 1987 stattfinden undrichtungweisend für die Einbindung des Nichtverbreitungsgedanken indie weitere intensive Nuklearkooperation und Kommerz der 80er Jahresein.

As recent developments in the international energy situation have shown, the necessity of utilizing all available sources of energy all over the world has become inevitable. This also necessitates increased application of nuclear energy in the industrialized countries and similarly to an increasing extent in the developing countries. However, the many and varied problems of ecology, economy and public acceptance associated with the peaceful uses of nuclear energy require intensive support and close cooperation in the transfer ofnuclear technology from industrialized to developing countries. In addition to cooperation in the R + D sector, the major priority in nuclear transfer between the developing countries and the industrialized countries was to be found in the past in supplying enriched fuel and reactors. The problern of the management of spent fuel from nuclear power stations and its practical solution will in future also increasingly arise in the developing countries with the growing amounts of spent fuel elements. It therefore appears meaningful to include the issue of managing the back end of the fuel cycle in negotiating the boundary conditions of a nuclear transfer from the supplier states to the recipient states, possibly directly connected e. g. with the expert of nuclear power stations. [...]