上周伊朗与六个世界大国之间达成的核协议是外交史上一个具有里程碑意义的事件，科学是其核心。
“框架”协议旨在确保伊朗的核计划用于和平目的。作为交换，该国将获得一些制裁缓解，这些制裁已经使其经济瘫痪。该协议是在瑞士洛桑进行了八天的紧张谈判后达成的，目前仍是初步的，尚未形成书面形式，尽管美国发布的一份文件中概述了该协议。 4月6日，来自美国等地的30位顶尖核安全专家表示支持该协议。然而，在6月30日（达成最终书面协议的最后期限）之前，仍需解决关键细节和问题。
正如美苏领导人在冷战期间依靠物理学家制定核武器削减和可靠的核查程序一样，那些谈判伊朗协议的人也希望科学家对其技术基础有信心。以下是书面协议需要解决的三个核能力问题，按难度递增排列。
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突破
上周谈判的主要推动力是长期以来对伊朗可能迅速改变其核计划（伊朗声称该计划是为民用和和平目的）的担忧，即生产制造炸弹所需的高浓缩铀或武器级钚，这个过程被称为“突破”。
复杂的计算考虑了离心机的数量、铀的浓缩率、现有浓缩铀库存的规模及其浓缩水平，这些计算是初步协议中规定伊朗将运行的离心机数量从19000台减少到5060台，并将低浓缩铀库存从10000公斤减少到300公斤（其余库存必须混合或运往海外）背后的原因。这些数字的组合意味着，伊朗至少需要一年的时间才能从突破中生产出足够制造炸弹的裂变材料，从而为国际干预留出时间。
框架协议还规定，伊朗两个已确认的浓缩工厂之一福尔多（Fordow）位于山下深处，完全禁止处理铀。 4月6日，美国能源部长、物理学家欧内斯特·莫尼兹（Ernest Moniz）补充说，留在该工厂的任何离心机都将被重新用于生产医用同位素，作为国际中心的一部分，该中心还将致力于实验物理研究。
浓缩铀并不是伊朗获得原子弹的唯一途径：阿拉克（Arak）的重水核反应堆在其乏燃料中含有钚，尽管据认为伊朗尚未具备分离和提纯该元素的能力。根据框架协议，反应堆堆芯将被替换为产生较少钚的堆芯，所有乏燃料都将运出该国。
秘密行动
假设这些细节可以正式达成一致，那么下一个问题将是如何确保伊朗遵守对其施加的限制。
根据框架协议，在未来25年内，总部设在维也纳的国际原子能机构（IAEA）将被赋予前所未有的权力，可以在短时间内进入和检查伊朗燃料循环的任何部分，从铀矿到反应堆，并持续监控浓缩设施。重要的是，该机构将被赋予权力调查任何涉嫌进行铀浓缩或其他核活动的未申报地点，这些活动可能导致核材料被秘密转移用于制造核武器，这种情况被称为“秘密行动”。
该机构的检查将包括使用卫星图像、现场搜索专用设备、分析文件、采访人员以及进行环境取样，例如检查该地点是否使用了高浓缩铀。检查小组还可以使用探地雷达来搜索隐藏的设备。
在防止秘密行动方面，该提案的细节较少，而且伊朗过去曾多次向国际原子能机构隐瞒浓缩工厂和其他核设施，并且在检查方面经常不合作。
还有一个问题是，一旦解除对伊朗的限制，国际原子能机构将如何监测伊朗的核计划，因为该协议规定，对离心机的限制必须具有10年的约束力，对库存的限制必须具有15年的约束力，对新型重水反应堆的限制必须具有15年的约束力。包括日本和巴西在内的1970年核不扩散条约的其他签署国都拥有大型国内浓缩计划，这些计划都受到国际原子能机构的保障和检查。该协议将推迟十年以上，任何关于伊朗最终可能被允许的浓缩能力的决定。
武器研究
也许最棘手的问题是伊朗过去进行了哪些军事核研究，以及现在可能还在进行哪些研究。这些研究可能包括核武器部件（如雷管）的测试、导弹核弹头的开发以及武器行为建模。
对此，初步协议含糊不清，仅指出：“伊朗将实施一套商定的措施，以解决国际原子能机构对其计划的可能军事层面（PMD）的担忧。”
如果检查人员能够进入据称进行核武器开发的帕尔钦（Parchin）基地，他们可以寻找过去军事核研究的证据。这种侦查工作在很大程度上依赖于核武器工程方面的科学和技术专业知识。只有具备这种专业知识，才有可能判断，例如，获得的导弹弹头试验的细节是否排除了除核武器以外的任何用途，或者材料的高爆试验是否与试图预测核武器设计的效果有关。
但是，已制定的协议没有涉及国际原子能机构检查军事地点的权力，而伊朗此前曾拒绝国际原子能机构进入帕尔钦。
更复杂的是，有证据表明，伊朗曾试图向国际原子能机构隐瞒该基地先前与核武器相关的研究。例如，今年2月，总部位于华盛顿特区的非营利性、无党派核监督机构科学与国际安全研究所发布了该基地的卫星图像，显示进行了大规模的拆除和重建以及土壤的扰动，这表明该国可能试图在检查时掩盖证据。
本文经许可转载，并于2015年4月9日首次发布。