部分的核実験禁止条約

1954年、キャッスル・ブラボー実験からわずか数週間後、インドのジャワハルラール・ネルー首相は、核実験の「現状維持協定」を初めて公に呼びかけた。ネルーは、核実験の一時停止を、より広範で包括的な軍備管理協定への重要な第一歩と捉え、核軍縮と世界平和への自身の決意を表明した。^{[ 5 ] [ 8 ]}同年、クレメント・アトリーが率いていた英国労働党は、国連に対し熱核兵器の実験禁止を求めた。^{[ 20 ]} 1955年は、ソ連の指導者ニキータ・フルシチョフが1955年2月にこの問題に関する協議を初めて提案したことから、核実験禁止交渉の始まりとなった。 ^{[ 21 ] [ 22 ]} 1955年5月10日、ソ連は国連軍縮委員会の「5カ国委員会」（英国、カナダ、フランス、ソ連、米国）に対し、核実験禁止を提案した。この提案は、以前の英仏の提案を忠実に反映したもので、当初は通常兵器の削減と核兵器の廃絶を目的とした包括的な軍縮提案の一部であった。ソ連の提案は以前の西側諸国の提案と非常に似ていたにもかかわらず、米国は条項に関する立場を転換し、核分裂性物質の生産制限や奇襲核攻撃に対する保護を含む「より一般的な管理協定がない」ことを理由にソ連の提案を拒否した。^{[ 3 ]} 1955年5月の提案は、フルシチョフが西側諸国との関係修復を目指した外交政策への「新しいアプローチ」の証拠と現在では見なされている。この提案は、1957年までのソ連の交渉姿勢の基礎となった。^{[ 23 ]}

アイゼンハワーは第二次世界大戦後、核実験を支持していた。1947年、彼はマンハッタン計画の主任医師スタッフォード・L・ウォーレンによる大気圏核実験の有害な健康影響に関する主張を退け、代わりにマンハッタン計画の化学者で参加者のジェームズ・ブライアント・コナントに同意した。コナントは当時ウォーレンの理論的な主張に懐疑的だった。ウォーレンの主張は、1954年のキャッスル・ブラボー実験によって科学界と一般大衆の間で信憑性を増した。^{[ 24 ]}アイゼンハワーは大統領として、その年に初めて包括的な核実験禁止に明確に関心を示し、国家安全保障会議で次のように主張した。「もし我々がモラトリアムを受け入れれば、（ロシアを）窮地に追い込むことができるだろう …誰もが我々をスカンク、威嚇者、戦争屋だと思っているようだ。我々は平和的な目的を明確にする機会を逃すべきではない。」^{[ 9 ]}当時の国務長官ジョン・フォスター・ダレスは、ネルーの限定的な軍備管理の提案に懐疑的な反応を示し、ネルーの核実験禁止の提案は「非現実的」として国家安全保障会議によって却下された。^{[ 8 ] [ 25 ]}アイゼンハワーの軍縮担当特別補佐官ハロルド・スタッセンは、米国は完全な軍縮よりも、ソ連が現地査察を受け入れることを条件として、包括的な軍備管理への第一歩として核実験禁止を優先すべきだと主張した。スタッセンの提案は、ソ連が秘密裏に核実験を行うことができるという懸念から、政権内の他の人々によって却下された。^{[ 26 ]}ダレス、原子力委員会（AEC）委員長ルイス・ストラウス、国防長官チャールズ・アーウィン・ウィルソンの助言により、アイゼンハワーは、一般的な軍縮努力とは別に核実験禁止を検討するという考えを拒否した。^{[ 27 ]} 1952年と1956年の大統領選挙では、アイゼンハワーは主に核実験禁止を支持することを公約に掲げた挑戦者アドレー・スティーブンソンを退けた。 ^{[ 28 ]}

1954年から1958年までの英国政府（保守党のウィンストン・チャーチル、アンソニー・イーデン、ハロルド・マクミラン政権下）も、英国国民が合意を支持していたにもかかわらず、米国議会が1958年に核協力の拡大を承認し、英国が最初の水素爆弾実験を行うまで、静かに核実験禁止に抵抗した。^{[ 28 ]}彼らの見解では、英国の核開発計画が発展を続けるためには核実験が必要だった。この反対は、核実験禁止に抵抗すると、米国とソ連が英国の発言権なしに合意を追求することになるかもしれないという懸念によって緩和された。^{[ 29 ]}

ソ連の軍産複合体のメンバーも核実験禁止に反対したが、イゴール・クルチャトフを含む一部の科学者は反核運動を支持していた。^{[ 30 ]}独自の核兵器を開発中だったフランスも、1950年代後半に核実験禁止に強く反対した。^{[ 31 ]}

熱核兵器の拡散は、食品源を汚染する放射性降下物、特に牛乳中の高濃度のストロンチウム90の脅威に対する国民の懸念の高まりと同時期に起こった（乳歯調査を参照）。この調査は、科学者と市民が主導したキャンペーンであり、「複雑な問題を伝えるための現代的なメディア擁護技術」を用いて世論を形成した。^{[ 32 ]}その調査結果は、乳児の骨にストロンチウム90が著しく蓄積していることを確認し^{[ 33 ]}、米国における大気圏核実験の禁止に対する国民の支持を高めるのに役立った。^{[ 32 ]}ルイス・ストラウスと「水素爆弾の父」と呼ばれるエドワード・テラー^{[ 34 ]}は、これらの恐怖を抑え込もうとし、放射性降下物（米国の被ばく線量レベル）はかなり無害であり、核実験禁止はソ連が核能力で米国を凌駕することを可能にすると主張した。テラーはまた、放射性降下物の少ない核兵器を開発するためには実験が必要であると示唆した。米国国民の間での核実験禁止への支持は、1954年の20%から1957年には63%にまで増加し続けた。さらに、広範な反核抗議運動は、神学者でノーベル平和賞受賞者のアルベルト・シュバイツァー（彼の訴えはピウス12世教皇によって支持された）とライナス・ポーリングによって組織され主導された。後者は、43か国にわたる9,000人以上の科学者（病弱で高齢のアルベルト・アインシュタインを含む）が署名した反核請願書を組織した。^{[ 35 ] [ 36 ]}

AECも最終的には、低レベルの放射線でさえ有害であることを認めた。^{[ 26 ]}核実験禁止に対する国民の支持の高まりと、1957年のソ連のスプートニク打ち上げの衝撃が相まって、アイゼンハワーは1958年に核実験禁止に向けた措置を講じるに至った。^{[ 25 ] [ 37 ]}

ソ連でも環境問題への懸念が高まった。1950年代半ば、ソ連の科学者たちはレニングラード、モスクワ、オデッサ近郊で定期的に放射線測定を行い、ストロンチウム90の分布に関するデータを収集した。このデータによると、ロシア西部のストロンチウム90濃度は米国東部とほぼ同等であった。ソ連の懸念の高まりは、1957年9月のキシュティム事故で頂点に達した。この事故では、原子力発電所の爆発により1万人が避難を余儀なくされた。ほぼ同時期に、219人のソ連の科学者がポーリングの反核請願書に署名した。ソ連の政治エリートたちは、ソ連の他の人々の懸念を共有していなかった。しかし、クルチャトフは1958年にフルシチョフに核実験の中止を求めたが、成功しなかった。^{[ 38 ]}

1957年6月14日、アイゼンハワー大統領が既存の探知手段では遵守を確保するには不十分だと示唆したことを受け、^{[ 39 ]}ソ連は2～3年間の核実験モラトリアム計画を提示した。モラトリアムは各国の監視所に依存する国際委員会によって監督されるが、重要なことに、現地での査察は含まれない。アイゼンハワー大統領は当初この合意を好ましいと考えたが、最終的にはそうは思わなくなった。特に、ストラウスとテラー、アーネスト・ローレンスとマーク・ミュア・ミルズはこの提案に抗議した。ホワイトハウスでのアイゼンハワー大統領との会談で、このグループは、米国が最終的に放射性降下物を発生させない爆弾（「クリーン爆弾」）を開発するためには核実験が必要だと主張した。このグループは、フリーマン・ダイソン[ ^{40 ]}によって支持された、ソ連が秘密裏に核実験を行うことができるという、^{よく引用される事実を繰り返した。 [ 41 ]} 1958年、イゴール・クルチャトフの要請により、ソ連の核物理学者で兵器設計者のアンドレイ・サハロフは、テラーらが主張する、空中で核兵器が爆発すると炭素14が生成されるため、クリーンで放射性降下物のない核爆弾が開発できるという主張に異議を唱える2つの学術論文を発表し、広く流通した。サハロフは、1メガトンのクリーンな核爆弾は8,000年間で6,600人の死者を出すと推定した。この数字は、大気中の窒素から生成される炭素14の量と当時の最新のリスクモデルに関する推定値、および数千年後の世界人口が「300億人」であるという仮定に基づいている。^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]} 1961年、サハロフは、ノヴァヤゼムリャ島上空で爆発した、ツァーリ・ボンバとして知られるようになった50メガトンの「クリーン爆弾」の設計チームの一員だった。^{[ 44 ]}

1957年春、米国国家安全保障会議は、部分的軍縮計画に1年間の核実験モラトリアムと核分裂性物質生産の「停止」を盛り込むことを検討していた。当時マクミラン首相率いる英国政府は、まだ核実験禁止を全面的に支持していなかった。そのため、英国は米国に対し、核実験モラトリアムの開始時期を同時期にするよう要求するよう働きかけ、ソ連がこれを拒否するだろうと見込んでいた。ロンドンはまた、モラトリアムの開始時期を1958年11月に延期するなどして、米国の軍縮計画を遅らせるよう促した。同時に、マクミラン首相は、核実験禁止に対する英国の支持を、外国政府との核情報の共有を禁じる1946年原子力法（マクマホン法）の改正と結びつけた。 1956年のスエズ危機後、英国との関係修復を熱望していたアイゼンハワーはマクミランの条件を受け入れたが、原子力委員会と議会の合同原子力委員会は断固として反対した。 1957年後半のスプートニク打ち上げ後になって初めて、アイゼンハワーは大統領指令や核問題に関する二国間委員会の設置を通じて、英国との核協力の拡大に迅速に動いた。1958年初頭、アイゼンハワーはマクマホン法の改正が核実験禁止の必要条件であると公に述べ、NATO同盟国に対する米国のコミットメントという文脈で政策転換を位置づけた。^{[ 45 ]}

1957年8月、米国はソ連が提案した2年間の核実験モラトリアムに同意したが、軍事用途の核分裂性物質の生産制限と連動させることを条件とした。ソ連はこの条件を拒否した。^{[ 46 ]}アイゼンハワー大統領は核実験禁止をより広範な軍縮努力（例えば生産停止）と連動させることを主張したが、モスクワは核実験禁止の独立した検討を主張した。^{[ 27 ]}

1957年9月19日、米国はネバダ核実験場で初の密閉型地下核実験（コードネーム：レーニア）を実施した。地下核実験は、大気圏内核実験ほど容易に識別できないため、包括的な核実験禁止の推進を複雑化させた。^{[ 46 ]}

アイゼンハワーは合意に関心を持っていたものの、政権は米国の科学者、技術者、政治家の間の不和によって身動きが取れなくなっていた。ある時、アイゼンハワーは「国家運営が科学者の囚人になりつつある」と不満を漏らした。^{[ 25 ] [ 47 ]} 1957年まで、ストラウスのAEC（ロスアラモス研究所とリバモア研究所を含む）は政権内で核問題に関して支配的な発言力を持っており、テラーの探知メカニズムに関する懸念もアイゼンハワーに影響を与えていた。^{[ 46 ] [ 48 ]}米国の科学界の一部の人々とは異なり、ストラウスは核実験禁止に強く反対し、米国は定期的な実験によって明確な核優位性を維持する必要があり、そのような実験による環境への悪影響は誇張されていると主張した。さらに、ストラウスはソ連が禁止に違反するリスクを繰り返し強調し、アイゼンハワーもその懸念を共有していた。^{[ 49 ]}

1957年11月7日、スプートニクの打ち上げ後、専任の科学顧問を任命するよう圧力を受けたアイゼンハワーは、大統領科学諮問委員会（PSAC）を設立し、これにより原子力委員会（AEC）の科学的助言の独占が弱体化した。^{[ 50 ]} AECとは対照的に、PSACは核実験禁止を推進し、その戦略的意味と技術的実現可能性に関するストラウスの主張に反論した。^{[ 46 ] [ 51 ] [ 52 ]} 1957年後半、ソ連は査察なしの3年間のモラトリアムを2度目に提案したが、政権内で合意が得られなかったため、アイゼンハワーはこれを拒否した。1958年初頭、アメリカ国内、特に科学者の間での意見の相違は、ヒューバート・ハンフリー上院議員が委員長を務める上院核軍縮小委員会の公聴会で明らかになった。公聴会では、テラーやライナス・ポーリングといった人々、そして核実験禁止はより広範な軍縮から安全に切り離せると主張したハロルド・スタッセンや、核生産の停止が核実験禁止に先行すべきだと主張したAECメンバーなどから、相反する証言がなされた。^{[ 53 ] [ 54 ]}

1957年の夏、フルシチョフは権力を失う危機に瀕していた。スターリン時代の盟友ラザール・カガノヴィチ、ゲオルギー・マレンコフ、ヴャチェスラフ・モロトフからなる反党グループが、フルシチョフを共産党書記長（事実上のソ連の指導者）から引きずり下ろし、当時ソ連首相だったニコライ・ブルガーニンを擁立しようと企てたからである。6月に阻止されたこの打倒の試みは、フルシチョフによる権力強化のための一連の行動へと続いた。1957年10月、反党グループの策略によって依然として脆弱さを感じていたフルシチョフは、 「国内で最も有力な軍人」と評されたゲオルギー・ジューコフ国防相を解任した。1958年3月27日、フルシチョフはブルガーニンに辞任を強要し、自ら首相に就任した。 1957年から1960年の間、フルシチョフは実質的な反対勢力がほとんどない中で、最も強固な権力基盤を築いていた。^{[ 55 ]}

フルシチョフは個人的に核兵器の威力に不安を感じており、後に核兵器は決して使用されることはないと信じていたと語っている。1950年代半ば、フルシチョフは防衛政策に強い関心を持ち、西側諸国とのデタントの時代を築こうとした。1955年のジュネーブ首脳会談での軍縮など、合意を目指す初期の努力は実を結ばず、フルシチョフは核実験禁止交渉をソ連を「強力かつ責任ある国」として示す機会と捉えた。^{[ 56 ] [ 57 ]} 1956年の第20回共産党大会で、フルシチョフは核戦争はもはや「宿命的に避けられないもの」と見なされるべきではないと宣言した。しかし同時に、フルシチョフはソ連の核兵器庫を拡大・発展させ、その代償としてソ連の通常軍を犠牲にした（例えば、1960年初頭、フルシチョフは120 万人の兵員の動員解除を発表した）。^{[ 58 ]}

1958年3月31日、ソビエト連邦最高会議は、他の核保有国が同様の措置を取ることを条件に、核実験を停止するという決定を承認した。フルシチョフはアイゼンハワーとマクミランにモラトリアムへの参加を呼びかけた。この行動は広く称賛され、ダレスは米国も報復すべきだと主張したが、^{[ 54 ]}アイゼンハワーはこの計画を「策略」として退けた。ソビエト連邦は一連の実験を終えたばかりで、米国は一連の大気圏、地表、水中核実験であるハードタックI作戦を開始しようとしていた。アイゼンハワーは代わりに、いかなるモラトリアムも核兵器の生産削減と結び付けられるべきだと主張した。1958年4月、米国は計画通りハードタックI作戦を開始した。^{[ 39 ] [ 59 ] [ 60 ]}ソビエトの宣言は英国政府を不安にさせた。英国政府は、モラトリアムが自国の実験​​計画が完了する前に実験禁止につながるのではないかと懸念した。^{[ 61 ]}ソ連の宣言を受けて、アイゼンハワーは適切な管理と検証措置を決定するために専門家による国際会議を呼びかけました。これは、イギリス外務大臣セルウィン・ロイドが最初に提案したアイデアでした。^{[ 3 ] [ 61 ]}

PSACの提唱、特に議長のジェームズ・ライン・キリアンとジョージ・キスティアコフスキーの提唱は、アイゼンハワーが1958年に核実験禁止交渉を開始するという最終的な決定を下す上で重要な要素となった。^{[ 51 ] [ 52 ]} 1958年の春、議長のキリアンとPSACのスタッフ（ハンス・ベーテとイシドール・アイザック・ラビ）は米国の核実験禁止政策の見直しを行い、地下核実験を探知する効果的なシステムを構築できると判断した。ダレス（最近核実験禁止を支持するようになった）の勧告により、^{[ 46 ]}この見直しを受けてアイゼンハワーはソ連との技術交渉を提案し、事実上、核実験禁止交渉を核兵器生産停止（かつて米国が要求していたもの）に関する交渉から切り離した。政策転換を説明する際、アイゼンハワーは非公式に、核実験禁止に抵抗し続けると米国は「道徳的孤立」の状態に陥ると述べた。^{[ 62 ]}

1958年4月8日、フルシチョフのモラトリアム要求に依然として抵抗していたアイゼンハワーは、ソ連を核実験禁止の技術的側面、特に禁止遵守を確保するための技術的詳細に関する会議という形で、これらの技術交渉に参加するよう招待した。この提案は、核実験禁止が以前要求されていた核分裂性物質生産の停止とは独立して検討されるという点で、ある程度ソ連への譲歩であった。フルシチョフは当初招待を拒否したが、アイゼンハワーが検証に関する技術的合意が核実験禁止の前段階になると示唆した後、「深刻な疑念」を抱きながらも最終的に同意した。^{[ 63 ]}

1958 年 7 月 1 日、アイゼンハワー大統領の呼びかけに応じ、核保有国は核実験の探知方法を研究することを目的とした専門家会議をジュネーブで開催した。 ^{[ 9 ] [ 64 ]}この会議には、米国、英国、ソ連、カナダ、チェコスロバキア、フランス、ポーランド、ルーマニアの科学者が参加した。^{[ 65 ]}米国代表団は PSAC のメンバーであるジェームズ・フィスクが、ソ連代表団はエフゲニー・フェドロフが、^{[ 66 ]}英国代表団はマンハッタン計画で英国代表団を率いたウィリアム・ペニーが率いた。米国は会議に技術的な観点のみから臨んだのに対し、ペニーはマクミランから政治的合意の達成を試みるよう具体的に指示されていた。^{[ 67 ]}このアプローチの違いは、米国と英国のチームの構成にも反映されている。米国の専門家は主に学界と産業界から集められた。フィスクはベル電話研究所の副社長であり、マンハッタン計画に携わった物理学者ロバート・バッハーとアーネスト・ローレンスも同行した。 ^{[ 64 ]}一方、イギリス代表団は主に政府の役職に就いていた。ソ連代表団は主に学者で構成されていたが、ほぼ全員がソ連政府と何らかのつながりを持っていた。ソ連は会議で合意を達成するというイギリスの目標を共有していた。^{[ 68 ]}

特に問題となったのは、センサーが地下実験と地震を区別できるかどうかであった。検討された技術は、音波、地震信号、電波の測定、放射性廃棄物の検査の4つであった。ソ連代表団はそれぞれの方法に自信を示したが、西側の専門家はより包括的な遵守システムが必要だと主張した。^{[ 64 ]}

専門家会議は「非常に専門的」で生産的であると評された。^{[ 67 ] [ 69 ]} 1958年8月末までに、専門家たちは「ジュネーブ・システム」として知られる広範な監視プログラムを考案した。これには、160～170の陸上監視所、さらに10の海上監視所、そして疑わしい出来事の後に陸上を飛行する時折の飛行（検査機は検査対象国が提供および管理する）が含まれる。専門家たちは、このような計画により、5キロトンの精度で地下爆発の90%と、最小出力1キロトンの大気圏実験を検出できると判断した。^{[ 9 ] [ 48 ] [ 64 ]}米国は当初650の監視所を提唱していたが、ソ連は100～110の監視所を提案していた。最終的な勧告は、英国代表団によってまとめられた妥協案であった。^{[ 70 ]} 1958年8月21日付の広く報道され好評を博したコミュニケの中で、会議は「 核兵器実験の世界的な停止に関する合意の違反を検出するための、実用的で効果的な管理システムを構築することは技術的に可能である」という結論に達したと宣言した。^{[ 64 ]}

1958年8月30日にソ連代表団が作成した報告書で発表された技術的調査結果^{[ 64 ] [ 69 ]}は、米国と英国によって承認され、両国はこれを核実験禁止および国際管理交渉の基礎とするよう提案した。しかし、専門家の報告書は、誰が監視を行うのか、また米国が要求しソ連が懸念していた現地査察がいつ許可されるのかについては具体的に言及しなかった。専門家はまた、宇宙空間での核実験（地球表面から50キロメートル（31マイル）以上上空での実験）の探知は非現実的であると判断した。さらに、ジュネーブ体制の規模は、実施するには費用がかかりすぎる可能性がある。これらの制限の詳細を記載した8月30日の報告書は、8月21日のコミュニケに比べて、世間の注目をはるかに下回った。^{[ 9 ] [ 48 ] [ 64 ] [ 65 ]} 

それにもかかわらず、調査結果に満足したアイゼンハワー政権は恒久的な核実験禁止に関する交渉を提案し^{[ 71 ]}、イギリスとソ連が同様の措置を取れば、自主的に1年間の核実験モラトリアムを実施すると発表した。この決定は、核実験禁止を大規模な軍縮努力から切り離すべきだとアイゼンハワー政権内で主張していたジョン・フォスター・ダレス、アレン・ダレス（当時中央情報局長官）、PSACにとっては勝利であり、反対していた国防総省と原子力委員会にとっては敗北となった^{[ 72 ] 。}

1958 年 5 月、英国は米国に対し、マクマホン法の改正後、米国が英国に核情報を提供することを条件として、1958 年 10 月 31 日までに水素爆弾実験を終え、その時点で実験を一時停止する用意があると伝えた。米国議会は 6 月下旬に、より協力的な行動を可能にする改正を承認した。^{[ 73 ]} 1958 年 8 月 30 日にソ連が 1 年間の一時停止に同意した後、3 か国は 9 月と 10 月に一連の実験を行った。この期間に米国は少なくとも 54 回、ソ連は 14 回実験を行った。1958 年 10 月 31 日、3 か国は核実験禁止交渉 (核実験中止会議) を開始し、一時的な一時停止に合意した (ソ連はこの日の直後に一時停止に加わった)。^{[ 9 ] [ 25 ] [ 65 ] [ 74 ]}この一時停止は 3 年近く続いた。^{[ 75 ]}

核実験中止会議は、モスクワの要請によりジュネーブで開催された（西側参加国はニューヨーク市を提案していた）。米国代表団は国連特使のジェームズ・ジェレマイア・ワズワースが、英国代表団は外務担当国務大臣のデイビッド・オームズビー・ゴアが、ソ連代表団は1946年のバールーク計画以来の経験を持つ軍縮専門家のセミョン・K・ツァラプキンが率いた。ジュネーブ会議は、ジュネーブ体制に基づくソ連の条約草案から始まった。3つの核兵器保有国（「原参加国」）は、ジュネーブ体制によって検証される核実験禁止を遵守し、潜在的な核保有国（フランスなど）による核実験を阻止するために協力するというものだった。しかし、検証条項が曖昧すぎることとジュネーブ体制が弱すぎることを懸念した英米交渉団はこれを拒否した。^{[ 76 ]}

1958年秋にジュネーブ会議が始まって間もなく、アイゼンハワーは包括的な核実験禁止に対する国内の新たな反対に直面した。アルバート・ゴア上院議員（父）は広く出回った書簡の中で、ソ連が強力な検証措置に反対しているため、部分的な禁止の方が望ましいと主張した。^{[ 75 ]}

ゴア書簡は交渉に一定の進展をもたらし、ソ連は1958年11月下旬に、条約草案に明確な管理措置を盛り込むことを容認した。1959年3月までに、交渉担当者は7つの条約条項に合意したが、それらは主に議論の余地のない問題に関するものであり、検証に関する多くの論争が残った。第一に、ソ連の検証案は、西側諸国から自己査察に過度に依存していると見なされた。管理所は主に所在国の国民で構成され、国際監視機関の職員の役割は最小限にとどまっていたからである。西側諸国は、管理所職員の半数は別の核保有国から、残りの半数は中立国から選出されるべきだと主張した。第二に、ソ連は国際監視機関である管理委員会が行動を起こす前に全会一致を必要とすることを要求したが、西側諸国は委員会の審議にモスクワに拒否権を与えるという考えを拒否した。最後に、ソ連は被査察国の国民から選出される臨時の査察チームを好んだが、西側諸国は管理委員会の査察官で構成される常設チームを主張した。^{[ 76 ]}

さらに、ジュネーブの専門家の報告書に対する当初の肯定的な反応にもかかわらず、1958年のハードタック作戦（すなわち、地下でのレイニアの発射）から収集されたデータは、検証規定をさらに複雑化させることになった。ハンス・ベーテ（禁止を支持していた）を含む米国の科学者たちは、ジュネーブの調査結果が地下核実験の探知に関して楽観的すぎると確信するようになったが、マクミランは、そのデータを使用して核実験禁止の進展を阻止することは、世論では政治的な策略と見なされる可能性があると警告した。^{[ 77 ]} 1959年初頭、ワズワースはツァラプキンに、ジュネーブ体制に対する米国の新たな懐疑論を伝えた。ジュネーブの専門家は、この体制が5キロトンまでの地下核実験を探知できると信じていたが、米国は、20キロトンまでの核実験しか探知できないと考えるようになった（比較として、広島に投下されたリトルボーイ原爆の公式出力は13キロトンだった）。^{[ 78 ]}その結果、ジュネーブの探知体制と管制所の数を大幅に拡大する必要があり、ソ連国内にも新たな管制所を設置することになった。ソ連は米国の主張を策略だと一蹴し、ハードタックのデータは捏造されたものだと示唆した。^{[ 79 ]}

1959年初頭、マクミランとアイゼンハワーは国防総省の反対を押し切って、より広範な軍縮努力とは別に核実験禁止を検討することで合意し、合意への障害が取り除かれた。^{[ 3 ] [ 80 ]}

1959年4月13日、地下核実験の現場探知システムに対するソ連の反対に直面し、アイゼンハワーは、単一の包括的な核実験禁止から段階的な合意へと移行することを提案した。この合意では、まず大気圏内核実験（高度50km  （31 マイル）までのもの。アイゼンハワーはこの制限を1959年5月に上方修正した）を禁止し、地下核実験と宇宙空間核実験については交渉を続けることとした。この提案は1959年4月23日にフルシチョフによって「不誠実な取引」として拒否された。^{[ 79 ]} 1959年8月26日、米国は1年間の核実験モラトリアムを1959年末まで延長し、それ以降は事前の警告なしに核実験を行わないと発表した。ソ連は、米国と英国がモラトリアムを遵守し続ける限り、核実験は行わないと改めて表明した。^{[ 65 ]}

検証をめぐる行き詰まりを打開するため、マクミランは1959年2月に妥協案を提案した。それは、当初の締約国それぞれが毎年一定数の現地査察を受けるというものだった。1959年5月、フルシチョフとアイゼンハワーはマクミランの割当案を検討することに合意したが、アイゼンハワーは、ソ連が管理委員会の拒否権要求を取り下げ、高高度核爆発の識別に関する技術的議論に参加することを条件に、さらなる核実験禁止交渉を行うこととした。フルシチョフは後者には同意したが、前者については態度を保留した。^{[ 81 ]}ジュネーブの作業部会は最終的に、地球上空少なくとも18,000マイル（29,000km ）を周回する5～6基の衛星からなる高額なシステムを考案したが、そのようなシステムで高高度核実験の発生源を特定できるかどうかは確信を持って言えなかった。米国の交渉担当者は、高高度核実験が放射線遮蔽によって探知を回避できるかどうかについても疑問を呈した。マクミランの妥協案に関して、ソ連は非公式に年間3回の査察の割り当てを受け入れることを示唆した。米国は割り当ては科学的必要性（つまり、地震の発生頻度）に基づいて設定されるべきだと主張した。^{[ 82 ]} 

1959年6月、物理学者ロイド・バークナーが率いる委員会の報告書がワズワースによって議論に持ち込まれた。この報告書は、管制所の数を増やさずにジュネーブ・システムを改善できるかどうかという点に特に関心を寄せていた。バークナーが提案した対策は非常に費用がかかると見られ、技術的な調査結果自体にも、データが限られているため委員会の不確実性が高いという但し書きが付されていた。ほぼ同時期に、テラーの指示によりリバモア国立研究所とランド研究所が行った分析では、地下核実験の地震効果は人為的に減衰させることができ（「デカップリング」と呼ばれる）、300キロトンの爆発が地震計の記録では1キロトンの爆発として現れることが判明した。これらの調査結果は、ベテを含む核実験禁止賛成派の科学者によって概ね支持された。検証交渉に対する3度目の打撃は、ロバート・バッハーが議長を務める委員会によってもたらされたもので、現地調査でも地下核実験が行われたかどうかを判断するのは非常に困難であると結論づけられた。^{[ 83 ]}

1959年9月、フルシチョフは米国を訪問した。核実験禁止は会談の主要議題ではなかったものの、キャンプ・デービッドでのアイゼンハワーとの会談が好意的だったことから、ツァラプキンは1959年11月、「キャンプ・デービッドの精神」に基づき、現地調査と地震探知によるデカップリングの問題を検討する技術作業部会の設置を提案した。作業部会では、ソ連代表は現地調査のタイミングを地震データに基づいて決定することを認めたものの、過度に厳しい条件を主張した。ソ連側はデカップリングの理論自体は認めたものの、その実用化については否定した。作業部会は12月に何の進展もなく、強い反発を残したまま解散した。アイゼンハワーは声明を発表し、「政治的な意図を持つソ連の専門家たちが、地下核爆発の探知における地震探知技術の有効性について、真剣な科学的検討を怠っている」ことを非難した。アイゼンハワーは同時に、1959年12月31日に期限切れとなる核実験モラトリアムに米国は拘束されないと宣言したが、ジュネーブ会談が進展すれば核実験を行わないと約束した。ソ連はこれに続き、西側諸国が核実験を行わない限り、自国も核実験を行わないという決定を改めて表明した。^{[ 84 ]}

1960年初頭、アイゼンハワーは、地下核実験の適切な監視を条件とした包括的な核実験禁止を支持する意向を示した。^{[ 85 ]} 1960年2月11日、ワズワースは、ジュネーブ体制で検証可能とみなされる核実験のみを禁止するという新たな米国の提案を発表した。これには、探知範囲内のすべての大気中、水中、および宇宙空間での核実験が含まれる。リヒタースケールで4.75を超える地下核実験も禁止されるが、探知に関する研究が継続されるにつれて修正される可能性がある。マクミランの割当妥協案を採用し、米国は、各核保有国が年間約20回の現地査察を受けることを提案した（正確な数値は地震の発生頻度に基づく）。^{[ 86 ]}

ツァラプキンは米国の提案に肯定的な反応を示したが、マグニチュード4.75以下の地下核実験を許可する可能性には警戒していた。1960年3月19日に提出されたソ連の提案では、ソ連はいくつかの修正を加えた上で、米国の条項のほとんどを受け入れた。まず、ソ連はマグニチュード4.75以下の地下核実験を4～5年間禁止し、延長の可能性もあると要求した。次に、探知範囲内か否かを問わず、すべての宇宙実験を禁止することを求めた。最後に、ソ連は査察割当量を科学的根拠ではなく政治的根拠に基づいて決定することを主張した。ソ連の提案は賛否両論の反応を受けた。米国では、ヒューバート・ハンフリー上院議員と米国科学者連盟（通常は核実験禁止を支持していると見なされていた）は、これを合意に向けた明確な一歩と捉えた。一方、原子力委員会委員長のジョン・A・マコーンと原子力合同委員会委員長のクリントン・プレスバ・アンダーソン上院議員は、ソ連のシステムでは秘密核実験を阻止できないと主張した。同年、AECは、核実験の一時停止が継続すれば「自由世界の核兵器優位」が危うくなり、核実験の再開がさらなる兵器開発に不可欠であると主張する報告書を発表した。合同委員会は4月に公聴会も開催し、提案された検証措置の技術的実現可能性と費用に疑問を呈した。^{[ 87 ]}さらに、テラーは核実験禁止の危険な結果について警告し続け、国防総省（最近まで同省のトップ2人であったニール・H・マッケルロイとドナルド・A・クォールズを含む）は核実験の継続とミサイル備蓄の拡大を推進した。^{[ 85 ]}

ソ連の提案後まもなく、マクミランはキャンプ・デービッドでアイゼンハワーと会談し、対応策を練った。英米の対案では、小規模な地下核実験（マグニチュード4.75未満）を一時的に禁止することに同意した（期間は約1年、ソ連の提案は4～5年）。ただし、これは検証可能な核実験が禁止され、地震研究グループ（地震研究計画諮問グループ）が招集された後にのみ可能となる。ソ連はこの対案に肯定的に反応し、研究グループは1960年5月11日に招集された。ソ連はまた、交渉中の条約から地下核実験の禁止条項を除外することを申し出た。1960年5月、パリで開催されるアイゼンハワー、フルシチョフ、マクミラン、フランスのシャルル・ド・ゴールによる首脳会談で合意に達するという期待が高まっていた。^{[ 88 ] [ 89 ]}

1960年、核実験禁止条約は特に実現に近づいているように見えた。イギリスとフランスはアメリカと合意していた（ただしフランスは2月に最初の核実験を行った）。ソ連もマクミラン・アイゼンハワー提案をほぼ受け入れていた。しかし、1960年5月にアメリカのU-2偵察機がソ連領空で撃墜された後、米ソ関係は悪化した。 ^{[ 65 ]}パリ首脳会談は急遽中止され、ソ連は地震研究グループから脱退し、その後グループは解散した。ジュネーブ会議は12月まで続いたが、西側諸国とソ連の関係は夏の間ますます敵対的になり、 7月のコンゴ危機や9月の国連での激しいやり取りによってさらに悪化し、進展はほとんど見られなかった。^{[ 90 ]}マクミランは後にジョン・F・ケネディ大統領に対し、1960年に核実験禁止が実現しなかったのは「アメリカの『大きな穴』への執着と、それに伴う無謀なほど多くの現地査察の要求のせいだ」と主張した。^{[ 91 ] [ 92 ]}

アイゼンハワーは合意に至らず退任することになった。アイゼンハワーが頼りにしていた技術顧問たちは、核実験禁止の複雑な技術的問題に深く関与し、その一因は、アメリカの専門家の間で、地震探知技術の誤検出率を下げたいという強い関心があったことにある。^{[ 51 ] [ 52 ]}キスティアコフスキーを含む一部の専門家は、最終的に、検査や監視が核実験を確実に検出できるかどうかについて懸念を表明することになる。^{[ 93 ]}アイゼンハワー政権下での交渉の主な成果は、強制力のない核実験の一時停止であった。^{[ 94 ]}最終的に、地下核実験の地震探知に関する疑問から、包括的な核実験禁止という目標は放棄され、部分的な禁止が優先されることになった。^{[ 51 ]}

政治学者のロバート・ギルピンは後に、アイゼンハワーが核実験禁止を推進する中で3つの陣営に直面したと主張した。^{[ 95 ]} 1つ目は、ライナス・ポーリングや天文学者のハーロー・シャプレーといった人物が率いる「制御」陣営で、核実験と核兵器保有の両方が危険だと考えていた。2つ目は、ハンス・ベーテのような科学者が所属する「有限封じ込め」陣営で、ソ連の侵略行為を懸念していたものの、適切な検証措置があれば核実験禁止は実行可能だと考えていた。3つ目は、ストラウス、テラー、国防関係者らが所属する「無限封じ込め」陣営で、いかなる核実験禁止もソ連に秘密裏に核実験を行う能力を与え、軍拡競争で優位に立つことになると考えていた。^{[ 96 ]}

アイゼンハワーが核実験禁止にどれほど関心を持っていたかは、歴史的に議論の的となっている。^{[ 97 ]}スティーブン・E・アンブローズは、1960年初頭までに核実験禁止は「大統領としての、いや、彼の全キャリアにおける主要な目標」となり、「彼の国への最後にして最も永続的な贈り物」となるだろうと述べている。^{[ 98 ]}一方、ジョン・ルイス・ガディスは、1950年代の交渉を「アメリカの恥ずべき一連の後退」と特徴づけ、軍備管理努力に対するアメリカの真のコミットメントの欠如を示唆している。^{[ 99 ]}歴史家のロバート・ディバインも、合意に至らなかった原因をアイゼンハワーの「指導力の欠如」に帰しており、これは、この問題に関してアメリカの外交官、軍指導者、国家安全保障専門家、科学者の間で麻痺させるような意見の相違を克服できなかったことの証拠である。ポール・ニッツェも同様に、アイゼンハワーは一貫した核実験禁止政策を策定したことはなく、「互いに矛盾し、一貫性のない2つの命題を同時に信じる」能力があったと指摘している。^{[ 100 ]}

ウィーン首脳会談での挫折と1961年のベルリン危機の激化、そしてソ連が8月に核実験を再開するという決定（モスクワは国際情勢の変化とフランスの核実験を理由に挙げた）を受けて、ケネディは国防総省と核研究所から核実験禁止の希望を捨てるようますます強い圧力を受けるようになった。1961年6月、ジュネーブでの協議が行き詰まった後、ケネディはソ連の交渉姿勢について「ロシアが核実験を行っていないという保証がないまま、この国で自主的に核実験を拒否し続けることが、どれほど安全にできるのかという深刻な疑問が生じる」と懸念を表明した。ソ連が実際に秘密裏に核実験を行っていたかどうかは、ケネディ政権内で議論の的となった。

物理学者ヴォルフガング・K・H・パノフスキー率いるチームは、ソ連が秘密裏に核兵器実験を行った可能性を調査し、そのような実験は可能ではあるものの、実際に行われたことを示唆する証拠はないと結論付けた。これらの調査結果にもかかわらず、統合参謀本部はパノフスキーの報告書を「断定的で曖昧で、半ば無知で、概して印象に残らない」として却下した。これは、ソ連の活動とより広範な核実験禁止交渉に対する米国政府内の根深い懐疑と緊張を反映している。「^{[ 113 ] [ 114 ]}

1961年8月にソ連の核実験禁止措置が解除されてから2週間後、またソ連に大気圏核実験禁止に同意させようとする英米の試みが再び失敗に終わった後、米国は1961年9月15日に核実験を再開した。ケネディは、そのような実験を地下実験と実験室実験に限定したが、ソ連の実験が継続するにつれて圧力が高まり、 10月30日にノヴァヤゼムリャ上空でソ連のツァーリ・ボンバ50Mt+実験が行われた時期に、ケネディは1961年11月に大気圏核実験計画の再開を発表し、資金を投入した。^{[ 113 ] [ 115 ]}

ハンス・ベーテ率いるアメリカ人科学者グループが発表した1961年のソ連の核実験に関する報告書は、ソ連の研究所は核実験再開を見越して、モラトリアム期間中ずっとフル稼働していた可能性が高いと結論付けた。報告書は、1961年3月にジュネーブで協議が再開される前から、おそらく核実験の準備が始まっていたことを示唆した。以前は核実験禁止を支持していたベーテは、1962年1月までに、禁止は「もはや望ましい目標ではない」と公言し、米国が自国の研究所で開発した兵器の実験を行うべきだと主張した。対照的に、米国の研究所はモラトリアム期間中、核兵器に関して比較的消極的であり、両国の活動に大きな格差があることが浮き彫りになった。^{[ 116 ]}

1961年12月、マクミランはバミューダでケネディと会談し、核実験の最終的かつ恒久的な停止を訴えた。一方、ケネディはこの会談を利用して、太平洋の米国の核実験場がほぼ使い果たされていたため、クリスマス島での核実験の許可を求めた。マクミランは「状況が変わらなければ」米国に許可を与えるよう努めると約束した。クリスマス島は最終的に1962年2月までに米国に開放された。^{[ 117 ]}

大気圏核実験の再開に関して、ケネディは政権と同盟者の全面的な支持を得られなかった。特に、マクミラン、アドレー・スティーブンソン（当時国連大使）、国務省、米国情報局、 PSAC議長のジェローム・ウィーズナーは、大気圏核実験の再開に反対した。再開を主張したのは、原子力委員会、合同原子力委員会、統合参謀本部（1961年10月に大気圏核実験の再開を要求していた）、国防総省であったが、当時のロバート・マクナマラ国防長官は、そのような実験は「実際には必要ない」と個人的に認めていた。テラーもまた、大気圏核実験を主張し続け、1962年初頭には、放射性降下物は心配する必要はないと主張した。テラーはまた、米国の核能力の継続的な向上、特に兵器の機動性、ひいては第二次攻撃能力の向上には、実験が必要であると主張した。^{[ 118 ]}

テラーの保証にもかかわらず、ケネディ自身は「競争を再開するという考えを嫌悪」しており、政権内の反対派が強調した核実験再開の負の側面である放射性降下物の発生が続くことに不安を感じていた^{[ 119 ]}。核実験反対派はまた、計画に対する広範な国民の反対を考慮すると、大気圏核実験の再開は米国にとって重大な道徳的代償を伴うと主張し、米国はすでに十分な核兵器を保有しているため、さらなる実験はほとんど不要であると主張した^{[ 120 ]} 。アーサー・ディーンは、大気圏核実験に対する国民の反対が非常に大きいため、米国は合意がなくても4年以内にそのような実験を中止せざるを得ないだろうと考えていた^{[ 121 ]} 。当時インド大使だったジョン・ケネス・ガルブレイスは、 1961年6月にケネディに、核実験の再開は「アジア、アフリカ、その他の地域で我々に最も深刻な困難をもたらすだろう」と助言していた。同様に、ヒューバート・ハンフリーは、核実験の一時停止を「何百万人もの不安な人々にとって一筋の希望」と表現した。ハンフリーは、その終結は「世界の政治情勢をソ連有利に転換させる可能性が非常に高い」と警告した。^{[ 119 ]}

最終的に、ケネディは核実験再開を主張する側に立った。特に、軍備管理軍縮局長官のウィリアム・C・フォスターの主張がケネディの心を動かした。フォスターは、米国がソ連の核実験シリーズに対応しなければ、モスクワは2回目の核実験シリーズを命じる可能性があり、ソ連に大きな優位性を与えることになると主張した。さらに、米国が報復措置を取らない場合、2回目の核実験シリーズは核実験禁止の推進を損ない、いかなる合意も上院で批准される可能性を低くする可能性がある。 ^{[ 122 ]} 1962年3月2日、1961年11月の発表を踏まえ、ケネディは、モスクワが英米の核実験禁止提案に抵抗し続けるならば、1962年4月末までに大気圏内核実験を再開すると約束した。^{[ 65 ]}ある程度、この発表は妥協であり、ケネディは大気圏内核実験を「絶対に必要」で、地下では実行不可能で、放射性降下物を最小限に抑える実験に限定した。ソ連が英米の提案に反対し続ける場合にのみ実験を再開するという条件は、政権内の反対意見やマクミランに対する譲歩でもあった。^{[ 122 ]}

ケネディは、核実験の再開は米国の決意を示すために必要不可欠だと主張した。米国がソ連の核実験シリーズに対応しなければ、モスクワは「善意ではなく意志の弱さ、西側諸国の優位性に対する自信ではなく世界世論への恐れだと考えるだろう」とケネディは説明した。米国が強い立場を維持することが、核実験禁止を実現させるために必要だとケネディは主張した。^{[ 123 ]}

米国の大気圏核実験の中止は1962年4月25日に解除された。^{[ 65 ] [ 124 ]}

1962年3月までに、ジュネーブでの三者協議は国連軍縮会議での18カ国協議へと移行した。^{[ 125 ]} 1962年8月27日、同会議において、米国と英国はソ連に2つの条約草案を提示した。第一案は、国家指揮下の管制所で検証される包括的な禁止条約であったが、国際的な監視と現地査察を義務付けていた。ソ連はこの査察義務を理由にこれを拒否した。代替案は、地下核実験を除外した部分的な核実験禁止条約であり、超国家機関の監視なしに国家探知メカニズムによって検証されるものであった。^{[ 65 ] [ 126 ]}

1962年10月、米国とソ連はキューバ危機を経験し、両超大国は核戦争の瀬戸際に立たされた。この緊迫した対立を受け、ケネディ大統領とフルシチョフ書記長は緊張緩和と将来の衝突回避の緊急性を認識し、関係改善を加速させるべく行動を起こした。 ^{[ 2 ] [ 113 ] [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ]}長年にわたる停滞または停滞した交渉の後、アメリカとイギリスの交渉担当者はその後、強力な協力関係を築き、1962 年後半にソ連の交渉担当者と核実験制限に関する共通点を見出した。^{[ 131 ]}包括的な禁止を長年追求した後、フルシチョフは部分的な禁止を受け入れるよう説得された。これは、クルチャトフ、サハロフ、ユーリー・ハリトンなどのソ連の核科学者の努力によるもので、彼らは大気圏核実験は人間の健康に深刻な影響を与えると主張した。^{[ 113 ] [ 132 ]}フルシチョフは、地下核実験におけるアメリカの経験の豊富さから、部分的な禁止に懸念を抱いていた。 1962年までに、米国は89回の核実験を実施したが、ソ連はわずか2回だった（ソ連はより安価で高出力の大気圏内核実験に重点を置いていた）。このため、ソ連の兵器産業の多くの人々は、部分的禁止によって米国が核能力で優位に立つことになると主張した。^{[ 133 ]}フルシチョフは後に、キューバ危機後の緊張緩和の場として核実験禁止交渉を最重要視していたと語っている。^{[ 134 ]}

世界が核戦争にどれほど近づいていたかに衝撃を受けたフルシチョフは、米国との緊張緩和を提案した。1962年10月30日付のケネディ大統領宛書簡で、フルシチョフは核戦争の可能性を防ぐための大胆な一連の構想を概説した。彼の提案には、NATOとワルシャワ条約機構間の不可侵条約、あるいはこれらの軍事ブロックの解体、すべての核兵器実験を停止する条約、そしてすべての核兵器の完全廃絶が含まれていた。彼はまた、東西双方が西ドイツと東ドイツの存在を正式に承認し、米国が中国本土政府を承認するよう求めることで、ドイツをめぐる論争を解決することも提案した。

この書簡は対案を募り、平和的な交渉を通じてこれらの問題やその他の問題についてさらに検討することを奨励した。さらに、フルシチョフは、米国の主要定期刊行物の編集者であり反核兵器活動家であるノーマン・カズンズをケネディ大統領との連絡役として招いた。カズンズは1962年12月にフルシチョフと4時間会談した。 ^{[ 135 ]}カズンズの秘密の任務は、仲介役を務めた教皇ヨハネ23世の支援を受けた。公式には、カズンズは個人的な目的でローマを訪れていたが、バチカンからソ連へと向かった。1962年と1963年のカズンズのシャトル外交を通じて、教皇は交渉の中心に留まり、両国の指導者間の誤解を解消するのに役立った。^{[ 136 ] [ 137 ]}

ケネディはフルシチョフの提案に冷淡な反応を示したが、米国の国家安全保障機関の強硬派からの圧力により、これらの問題を探求することに制約を感じているとカズンズに伝えた。しかし、ケネディは部分的な核実験禁止に向けた交渉を続けた。^{[ 138 ]}

1962年11月13日、ツァラプキンは、ソ連が自動試験検出ステーション（「ブラックボックス」）と限定された数の現地査察を含む米ソ専門家による提案を受け入れる意向を示した。しかし、ブラックボックスの数については両国間で意見が合わず、米国は12～20のステーションを要求したが、ソ連は3を超えるものを拒否した。^{[ 126 ]} 1962年12月28日、ケネディは米国の要求を8～10ステーションに引き下げた。1963年2月19日、フルシチョフが3を超えることは主張しなかったため、その数はさらに7に引き下げられた。^{[ 124 ]}ケネディは数を6に減らす用意があったが、これはソ連には明確に伝えられなかった。^{[ 139 ]} 1963年4月20日、フルシチョフは3回の査察に対する支持を完全に撤回した。^{[ 140 ]}

1963 年初頭、米国議会の一部のグループがソ連の提案を破棄してジュネーブ体制を支持するよう求めたため、進展はさらに複雑化した。^{[ 126 ]} 1963 年 5 月 27 日、ハンフリーとトーマス J. ドッドを筆頭とする 34 人の米国上院議員が、ケネディ大統領に対し、国家監視と現地査察なしを含むソ連への部分的禁止を提案するよう求める決議案を提出した。ソ連の同意が得られない場合、決議案はケネディ大統領に対し、大気圏内および水中での全ての核実験を一時停止しながら、「可能な限り幅広い国際的な支持を求めて精力的に追求し続ける」よう求めた。決議案の効果は、核実験禁止に向けた一般的な動きを強化することであったが、ケネディ大統領は当初、それが包括的な禁止を確保しようとする試みを損なうのではないかと懸念し、政権関係者（統合参謀本部を含む）に包括的な禁止を求める声を改めて表明させた。^{[ 124 ] [ 141 ] [ 142 ]}しかし、同じ1963年の春、ケネディは反核活動家のノーマン・カズンズをモスクワに派遣し、フルシチョフと会談させた。カズンズは、米国の政治情勢により、フルシチョフが要求する条件での包括的な禁止にケネディが同意することは非常に困難であると説明した。カズンズはまた、ケネディはフルシチョフの提案した3年ごとの査察を拒否したが、依然として核実験禁止の実現に固執しているとフルシチョフに保証した。^{[ 143 ]} 1963年3月、ケネディは記者会見を開き、急速な核拡散を防ぐ手段としてソ連との交渉に改めて取り組むことを表明した。ケネディは核拡散を「考えうる最大の危険と脅威」と表現した。^{[ 144 ]}

ケネディ大統領の顧問の一人、ウォルト・ホイットマン・ロストウは、ソ連がキューバから軍隊を撤退させ、1962年のラオスに関する合意を遵守することを条件に核実験禁止条約を締結するよう大統領に助言したが、ケネディは代わりに無条件の核実験禁止交渉を選択した。^{[ 145 ]} 1963年6月10日、核実験禁止条約を再活性化し、新たな文脈で捉え直すため、ケネディ大統領はアメリカン大学の卒業式での演説を「地球上で最も重要なテーマ、世界平和」に捧げ、条約締結の必要性を訴えた。^{[ 146 ]}ケネディはまず、平和は達成不可能だという考えを払拭するようアメリカ国民に呼びかけた。「私たちは、より現実的で、より達成可能な平和に焦点を当てよう」とケネディは述べた。「それは、人間の本性の突然の革命に基づくものではなく、人間の制度の漸進的な進化、つまり関係者全員の利益となる一連の具体的な行動と効果的な合意に基づくものである。」第二に、ケネディはソ連に対する新たな姿勢を訴え、アメリカ国民に対し「相手側を歪んだ絶望的な見方だけで判断せず、紛争を避けられないもの、妥協を不可能なもの、コミュニケーションを脅迫の応酬に過ぎないものと見なさない」よう呼びかけた。^{[ 147 ]}最後に、ケネディは冷戦の緊張緩和を主張し、核実験禁止条約を完全な軍縮への第一歩とした。

… 新たな出発が切実に必要とされているのは、核実験を禁止する条約である。このような条約の締結は、非常に近いようでいて、同時に非常に遠い。この条約が締結されれば、最も危険な分野の一つにおいて、エスカレートする軍拡競争に歯止めをかけることができるだろう。核保有国は、1963年に人類が直面する最大の危険の一つである核兵器のさらなる拡散に、より効果的に対処できる立場に置かれることになる。それは我々の安全保障を高め、戦争の可能性を低下させるだろう。確かにこの目標は、我々が着実に追求し、努力全体を放棄する誘惑にも、重要かつ責任ある保障措置への主張を放棄する誘惑にも屈しないに値するほど重要である。^{[ 147 ]}

ケネディは続けて、フルシチョフとマクミランとの間で、モスクワでの包括的な核実験禁止交渉を速やかに再開し、米国が一方的に大気圏内核実験を停止するという合意を発表した。^{[ 147 ]}この演説はフルシチョフに好評で、後に「ルーズベルト以来、アメリカ大統領による最高の演説」と評されたが、^{[ 148 ]}米国内では懐疑的な見方もあった。この演説はハンフリーや他の民主党員に支持されたが、共和党のバリー・ゴールドウォーター上院議員からは「恐ろしい間違い」 、上院共和党のリーダーであるエベレット・ダークセンからは「またしても譲歩の事例」と評された。ダークセンと下院共和党ナンバー2のチャールズ・A・ハレックは、再開された交渉が「事実上の降伏」で終わる可能性があると警告した。^{[ 124 ]}

軍備管理に関するこれまでの経験とフルシチョフとの個人的な関係から、元陸軍次官補のジョン・J・マクロイが当初モスクワでの米国首席交渉官の有力候補と目されていたが、夏の間に都合がつかないことが判明したため、その名前は取り下げられた。代わりに、モスクワで高く評価されていた元駐ソ連大使のW・アヴェレル・ハリマンが選ばれた。 ^{[ 149 ]}米国代表団には、エイドリアン・S・フィッシャー、カール・ケイセン、ジョン・マクノートン、ウィリアム・R・タイラーも含まれる。英国では、マクミランは当初、外務大臣の任期を終えたばかりのデイビッド・オームズビー＝ゴアを代表団のリーダーにしたいと考えていたが、オームズビー＝ゴアが米国の「手先」のように見えるのではないかという懸念があった（ケネディは彼を「自分が知っている中で最も聡明な男」と評した）。^{[ 75 ]}代わりに、マクミランはクインティン・ホッグを選んだ。ケネディの特別顧問であるアーサー・M・シュレジンジャー・ジュニアは、ホッグは「問題の技術的な側面について準備不足であり、どんな犠牲を払ってでも条約を結ぼうとする欲望に囚われていた」と考えていた。^{[ 150 ]} ソ連外務大臣のアンドレイ・グロムイコがモスクワの特使を務めた。^{[ 151 ]}

交渉に入る時点で、ケネディ政権内では、包括的禁止か部分的禁止かという問題についてまだ決着がついていなかった。前者を達成しようと、イギリスはソ連の懸念を和らげるために義務的査察の回数を減らすことを提案したが、ハリマンは、そのような削減はフルシチョフがソ連国内と中国に対して誇示できる他の譲歩と組み合わせる必要があると考えていた。キューバ危機後にすでに撤去されていなければ、イタリアとトルコからPGM-19ジュピターミサイルを撤去することも選択肢の一つだっただろう。交渉前の会談で、ケネディはハリマンに、ベルリン問題で譲歩する用意があると伝えた。^{[ 152 ]}

1963年7月2日、フルシチョフは、大気圏、宇宙空間、水中での核実験の部分的禁止を提案した。これは、地下核実験の探知という論争の的となっている問題を回避するためである。注目すべきは、フルシチョフはこの提案を（以前に提案されていたような）地下核実験の一時停止とは結びつけず、NATOとワルシャワ条約機構の間で不可侵条約を締結すべきだと述べたことである。^{[ 148 ]}「核実験禁止協定と両国間の不可侵条約の締結が組み合わさることで、軍縮を含む現代の主要な問題の解決により好ましい新たな国際環境が生まれるだろう」とフルシチョフは述べた。^{[ 153 ]}

核保有国は核実験禁止協定を追求する一方で、当時独自の核開発計画を進めていた台頭する共産主義中国にも対処しようとしていた。1955年、毛沢東はソ連に対し、中国は最初の核攻撃と1億 人以上の死傷者にも耐えられると信じていることを表明した。1950年代、ソ連は中国の核開発計画を支援したが、中国に実際の核爆弾を提供するまでには至らず、その後、1950年代後半から1960年代前半にかけて関係はますます緊張した。フルシチョフは1958年の核実験禁止交渉を中国との事前協議をほとんど行わずに開始し、両国の軍事技術協力協定は1959年6月に終了した。^{[ 154 ]} 1963年夏のモスクワ交渉に先立ち、ケネディはハリマンに対し、中国に関して「ソ連とアメリカの理解」に達するための大きな裁量権を与えた。^{[ 148 ]} 1963年7月の秘密の中国・ソ連会談では、両共産主義大国間のさらなる不和が明らかになった。ソ連は声明を発表し、「数億人の屍の上に『千倍も高い文明』を築くという中国指導部の見解には賛同しない」と述べた。ソ連はまた、中国の核政策に対するイデオロギー的批判も発表し、核戦争は「帝国主義者と労働者階級を区別しない」ため、中国の核戦争への明らかな開放性は「マルクス・レーニン主義の理念に真っ向から反する」と宣言した。^{[ 150 ]}

交渉は1963年7月15日にクレムリンでフルシチョフの出席のもと開始された。フルシチョフは、英米の査察計画はスパイ行為に相当すると改めて述べ、包括的な禁止の可能性を事実上否定した。1963年7月3日の演説の原稿に従い、フルシチョフは地下核実験の同時停止を要求せず、代わりに不可侵条約を提案した。ワシントンの指示により、ハリマンは米国は誠意をもって不可侵条約の可能性を探ると答えたが、核実験禁止は迅速に完了できるが、不可侵条約には長時間の協議が必要になると示唆した。さらに、そのような条約は西側諸国の西ベルリンへのアクセス問題を複雑化させるだろう。ハリマンはまた、核兵器の国家間移転を禁止する不拡散協定を提案する機会も利用した。フルシチョフは、そのような合意は将来的に検討されるべきだが、それまでの間は核実験禁止が核拡散を制限する上で同じ効果を持つだろうと述べた。^{[ 155 ]}

最初の協議の後、グロムイコとハリマンは核実験禁止協定の草案の検討を開始した。まず、草案の前文の文言は、自衛のための核兵器の使用を禁止しているようにハリマンには見えたため、ハリマンは明確化を強く求めた。さらにハリマンは、協定からの脱退に関する明確な条項を条約に追加するよう要求した。フルシチョフは、各国には脱退する主権的権利があり、それは当然のこととして想定されるべきだと考えていた。ハリマンはグロムイコに対し、脱退に関する条項がなければ（米国上院がそれを要求するだろうとハリマンは考えていた）、米国は同意できないと伝えた。^{[ 156 ]}最終的に、両者は妥協案の文言で合意した。

各締約国は、自国の主権を行使するにあたり、この条約の対象事項に関連する異常な出来事が自国の最高利益を危うくしたと判断した場合、この条約から脱退する権利を有する。^{[ 157 ]}

グロムイコとハリマンは、国際的に承認されていない国（例えば東ドイツと中国）がどのようにして協定に参加できるかについて議論した。米国は、条約への加盟は国際的な承認を意味するものではないと主張することを提案したが、これはソ連によって拒否された。最終的に、ケネディの承認を得て、米国の特使フィッシャーとマクノートンは、複数の政府が条約の保管者となり、各国が他の志を同じくする国々と連携して自国の政府が保有する協定のみに署名できるという制度を考案した。この解決策は、交渉における最も困難な障害の1つを克服しただけでなく、マクミランがワシントンに伝えた、協定が再び頓挫するのではないかという高まる懸念を和らげる役割も果たした。^{[ 158 ]}最後に、ソ連の当初の草案では、条約の発効にはフランスの署名が必要だった。ハリマンの主張により、この要件は削除された。^{[ 140 ]}

協定は交渉開始からわずか10日後の1963年7月25日に仮署名された。翌日、ケネディは協定について26分間のテレビ演説を行い、核兵器の発明以来、「全人類は地球上の大量破壊という暗い見通しから逃れようと奮闘してきた …昨日、一条の光が闇を切り裂いた」と述べた。ケネディは、核実験禁止条約がより広範な和解への第一歩となり、放射性降下物を制限し、核拡散を抑制し、軍拡競争を減速させ、米国の安全保障を強化することを期待すると表明した。ケネディは、2年前にウィーンでフルシチョフと交わした際に引用した中国のことわざに触れて演説を締めくくった。「『千里の道も一歩から』」とケネディは述べた。「そして、その旅が千里であろうと、あるいはそれ以上であろうと、我々がこの地で、この時に、最初の一歩を踏み出したことを歴史に記録させよう。」^{[ 159 ] [ 160 ]}

合意後のモスクワでの演説で、フルシチョフは、この条約は軍拡競争を終わらせるものではなく、それ自体では「戦争の危険を回避する」ことはできないと宣言し、NATOとワルシャワ条約機構の不可侵協定の提案を改めて表明した。^{[ 124 ]}フルシチョフにとって、核実験禁止交渉は、ソ連の国際的なイメージを向上させ、西側諸国との関係における緊張を緩和する手段として長らく位置づけられていた。^{[ 134 ]}また、ソ連国内の軍事専門家の中には、核実験禁止を、ソ連の核抑止力を回避しながら戦場に小型核兵器を配備する米国の意欲を高める可能性のある戦術核兵器の開発を制限する手段と見なしていた者もいた。^{[ 161 ]}包括的な禁止がソ連の兵器庫の近代化を遅らせるという懸念が、フルシチョフを部分的な禁止へと駆り立てたのかもしれない。^{[ 162 ]}部分的禁止への動きに対抗したのは、フルシチョフが核実験への支出削減に関心を持っていたことだった。地下核実験はソ連が行っていた大気圏内核実験よりも費用がかさむため、フルシチョフは核実験の費用を完全に排除できる包括的な禁止を望んでいた。^{[ 163 ]}さらに、核拡散、特にフランスと中国が核兵器保有の敷居を越える可能性や、西ドイツが核兵器を保有する一歩と見なされていた多国間NATO核軍の可能性について、国内で懸念があった（1955年のソ連初の核実験禁止提案は、西ドイツがNATOに加盟したのと同じ月に行われた）。^{[ 164 ]}

合意が成立した後になって初めて、交渉担当者たちはフランスと中国の条約参加の問題を取り上げました。ハリマンはフルシチョフに、米国がフランスに働きかけ、ソ連が中国の署名を求めることを提案しました。フルシチョフは「それはあなたの問題だ」と答えました。^{[ 165 ]}それ以前に、ソ連の駐米大使ミハイル・A・メンシコフは、米国が「フランスを引き渡せるか」と尋ねたと伝えられています。^{[ 166 ]}ケネディとマクミランは共にド・ゴールに直接参加を呼びかけ、その見返りとしてフランスの核開発計画への支援を申し出ました。^{[ 167 ]}それにもかかわらず、1963年7月29日、フランスは条約に参加しないと発表した。2日後には中国もそれに続いた。^{[ 124 ]}

中国は、この条約を米国とソ連による中国に対する再編を示すものと捉え、陳毅元帥はこの条約を「我々を標的とした」ものだと評した。^{[ 168 ] : 96}条約が署名される前に、周恩来首相は第二機械製造部と関係専門家に、その影響について報告するよう求めた。 ^{[ 169 ] : 141}専門家らは、禁止条約に参加した3カ国はすでに十分な大気圏核実験を行っており、禁止条約は核開発計画にほとんど影響を与えないだろうと主張した。^{[ 169 ] : 141}参加国は地下核実験を継続し、核兵器庫を拡大することもできる。^{[ 169 ] : 141}したがって、このグループは、条約の目的は核紛争の脅威を減らすことではなく、参加国が核独占を維持することであると結論付けた。^{[ 169 ] : 141}この報告書は、条約署名時に中国が「世界の人々を欺く大きな詐欺」であり、中国の核兵器開発を妨害する策略だと述べた背景を提供した。^{[ 169 ] : 141}署名国ではなかったものの、中国政府は地下核実験を追求するよう国際社会からの圧力を感じていた。^{[ 169 ] : 141}中国は1969年に最初の地下核実験を実施した。 ^{[ 170 ]}

1963年8月5日、イギリス外務大臣アレック・ダグラス＝ホーム、ソ連外務大臣グロムイコ、アメリカ合衆国国務長官ディーン・ラスクが最終合意に署名した。^{[ 3 ] [ 65 ]}

1963年8月8日から27日にかけて、米国上院外交委員会は条約に関する公聴会を開催した。ケネディ政権は、この協定を支持する統一戦線をほぼ示した。かつて反対していた統合参謀本部（JCS）と原子力委員会（AEC）の指導者たちは、この条約が純利益をもたらすことを認めたが、JCSとAECの元メンバーであるテラーと戦略航空軍司令官は、断固として反対することを明確にした。^{[ 142 ]}反対派の主張は4つのテーマに集約された。第一に、大気圏内での実験を禁止すると、米国はLGM-30ミニットマンミサイルサイロの堅牢性を確保できなくなり、第二に、有能なミサイル防衛システムを開発できなくなる。第三に、ソ連は米国よりも高出力核兵器の開発で先行しており（1961年のソ連のツァーリ・ボンバ実験を思い出せ）、これは条約で禁止されている大気圏内での核実験を必要とする一方、米国はソ連よりも低出力核兵器の開発で先行しており、これは地下で実験され、条約で許可されるだろうと主張された。第四に、この禁止は核爆発の平和的、民生的な利用を妨げるだろう。テラーは、この条約は「安全から遠ざかり、おそらく…戦争に向かう一歩となるだろう」と述べた。^{[ 124 ]} 

政権側の証言は、これらの主張に対抗しようとした。ロバート・マクナマラ国防長官は外交委員会で条約への「明確な支持」を表明し、米国の核戦力は安全であり、ソ連の核戦力よりも明らかに優れており、ソ連が大規模な核実験を行えば必ず探知されると主張した。原子力委員会のグレン・T・シーボーグ委員長も証言で条約を支持し、国防総省の主任科学者であるハロルド・ブラウン氏と、ロスアラモス研究所の長年の所長であるノリス・ブラッドベリー氏も同様だった。統合参謀本部議長のマックスウェル・D・テイラー氏もこの協定を支持する証言をした。テイラー氏とカーティス・ルメイ氏を含む統合参謀本部の他のメンバーは、条約への支持を4つの「保障措置」に条件付けた。(1) 継続的かつ積極的な地下核実験計画、(2) 継続的核研究計画、(3) 大気圏内核実験再開の継続的な準備、(4) 検証装置の改善。ケネディは、米国は戦争で核兵器を使用する能力を保持し、ソ連が条約に違反した場合は条約に拘束されず、積極的な地下核実験計画を継続すると強調した。ケネディはまた、核禁止は核戦争を防ぐための重要な一歩であると強調した。^{[ 124 ]}

統合参謀本部の証言は、懸念を払拭するのに特に効果的だったと見なされ、キューバ危機後にソ連に対する断固たる姿勢で評判を得ていたケネディ大統領による安心させる発言も同様だった。さらに、アイゼンハワー大統領、アイゼンハワー副大統領のリチャード・ニクソン、そして当初は条約に懐疑的だったエベレット・ダークセン上院議員など、多くの著名な共和党員が条約を支持した。アイゼンハワー大統領の科学顧問で元PSAC議長のジョージ・キスティアコウスキーも条約を支持した。ハリー・S・トルーマン元大統領も支持を表明した。条約支持者たちは、全米自動車労働組合（AFL-CIO）、健全な核政策のための全国委員会、平和のための女性ストライキ、メソジスト、ユニテリアン・ユニバーサリスト、改革派ユダヤ教団体など、さまざまな民間団体による積極的なロビー活動を含む、大規模な圧力キャンペーンを展開した。 PSACの議長であるジェローム・ウィーズナーは後に、この公的な提唱がケネディの核実験禁止推進の主な動機であったと述べた。^{[ 163 ]}この協定に対する市民の反対はそれほど目立たなかったが、退役軍人会は国際キリスト教会協議会とともにこの協定への反対を表明し、同協議会は「無神論的な権力との盟約」を拒否した。1963年8月下旬の世論調査では、アメリカ人の60%以上がこの協定を支持し、反対は20%未満であったことが示された。^{[ 124 ] [ 171 ]}

1963年9月3日、外交委員会は16対1の投票で条約を承認した。1963年9月24日、米国上院は80対14で条約の批准を承認し、必要な3分の2の多数を14票上回った。ソビエト連邦は翌日、最高ソビエト幹部会の全会一致の投票で条約を批准した。^{[ 172 ]} 1963年10月10日、条約は発効した。^{[ 124 ] [ 173 ] [ 174 ]}

PTBTへの初期の遵守は良好だと考えられていたが、^{[ 190 ]}条約締約国による核廃棄物の大気中への偶発的な放出が数多く発生している。さらに、米国とソ連による地下実験の「ベント」も放射性廃棄物を大気中に放出し続けている。^{[ 184 ]}完全密閉型の地下実験も完全に「クリーン」ではなかった。地下実験は、ヨウ素131などの半減期の短い放射性核種によるリスクを低減し、一般的に他の形態の実験よりも安全である。しかし、地下実験は、セシウム135、ヨウ素129、プルトニウムなどの長寿命放射性核種が地中に浸透する原因にもなり得る。^{[ 191 ] [ 192 ]}

1965年1月15日に現在のカザフスタンで行われたソ連のチャガン核実験の後、放射性ガスが大気中に放出された。140キロトンの爆発で発生した放射性残骸の約20%が大気中に放出され、一部は日本上空に降下した。^{[ 193 ]}米国はモスクワに抗議したが、その後の措置は取られなかった。1966年4月25日、ネバダ州のピンストライプ地下核実験（フリントロック作戦の一部）でベントの不具合が発生し、放射性プルームが米国中西部に向かって発生した。AECは、この実験は人間の健康を脅かすものではないと判断した。^{[ 184 ]}

1970年12月18日、ネバダ核実験場で行われたベインベリー核実験（エメリー作戦の一部）の後にも、別の偶発的な放射性物質放出が発生した。10キロトンの地下爆発により地中に亀裂が生じ、放射性ガスが大気中に放出された。^{[ 194 ]}亀裂から放出された放射性物質は高度10,000フィート（3,000メートル）に達し、86人の作業員が放射線に被曝したが、いずれも過剰なレベルではなかった。^{[ 195 ]}この事故はその後、「世界最悪の核災害」の1つとして語られている。^{[ 196 ]} 

機密解除された米国の文書によると、米国は1972年にヘンリー・キッシンジャーの指示により、太平洋上で行われたフランスの大気圏核実験を監視・収集し、フランスの計画に協力した可能性があり、これはPTBTの大気圏核実験禁止規定に違反した可能性がある。機密解除された文書はまた、米国と英国が1964年から1965年にかけて、オーストラリア、フィジー、モーリシャス、パキスタン、南アフリカに一連の追加の監視拠点を設置することで、規定された検証システムを回避したことも示している。^{[ 184 ]}

1979年の南大西洋でのベラ事件は、PTBT条約の締約国であるイスラエルと南アフリカによる、PTBTに違反する大気圏核実験であった可能性がある。^{[ 197 ] [ 198 ]}

1988年1月8日、中華民国国立原子力研究所（NARI）副所長の張憲義大佐が米国に亡命し、核兵器開発の進捗状況を暴露した。その後、 1月13日に蒋経国総統が急逝した。1月20日、台北駐在代表処経済文化代表処の丁大佐は、台北駐在中華民国軍参謀総長の郝培孫将軍と会談し、1986年にNARI九鵬基地の実験場で核爆発が最小限に抑えられたことを示す米国の偵察衛星画像を提示した。 ^{[ 199 ] [ 200 ]}そして、台湾の核兵器開発計画を中止し、699本の核燃料棒を米国に返還するというロナルド・レーガン大統領と新総統の合意を尊重するよう要求した。国際原子力機関と米国当局の監督の下、機密データが押収され、原子炉は封鎖された。その後、6回の水素物質爆発と大規模な火災が発生し、最終的に燃料棒の輸送完了には3年を要した。^{[ 201 ] [ 202 ]}