Vanunu kemudian ditangkap oleh badan intelijen Israel, Mossad, setelah dibawa ke Roma melalui sebuah operasi rahasia. Ia dinyatakan bersalah atas pengkhianatan dan sejumlah tuduhan terkait spionase, lalu menjalani hukuman penjara selama 18 tahun, sebagian besar dalam tahanan isolasi.
Meski berbagai informasi mengenai program nuklir Israel telah beredar luas, pemerintah kedua negara tetap mempertahankan kebijakan tidak mengonfirmasi kepemilikan senjata nuklir tersebut.
Setelah Perang Dingin berakhir, alasan awal untuk menjaga kerahasiaan itu sebenarnya mulai berubah. Namun, Israel justru berupaya memperoleh jaminan dari Washington bahwa AS tidak akan menuntut pelucutan persenjataan nuklirnya.
Dalam beberapa kesempatan, pejabat Israel tetap menggunakan pernyataan bahwa negaranya tidak akan menjadi pihak pertama yang memperkenalkan senjata nuklir ke kawasan Timur Tengah.
Organisasi Nuclear Threat Initiative memperkirakan Israel memiliki sekitar 90 hulu ledak nuklir. Namun, jumlah tersebut merupakan perkiraan dan bukan data yang dikonfirmasi secara resmi oleh pemerintah Israel.
Kini, kebijakan ambiguitas tersebut menghadapi tantangan baru. Perang melawan Iran, ambisi nuklir Arab Saudi, serta pembahasan kerja sama nuklir Washington-Riyadh membuat persoalan persenjataan Israel semakin sulit dihindari.
