分解して答えていきます。
>合衆国はイラクに対して宣戦布告なんてしなかった
まずこの点については誤りです。
国家が国家に宣戦布告を為す場合、伝統的国際法(旧式)によれば、一方的に、かつ如何なる方法でも
なし得るため、上のリンクのような「最後通牒後自動的に戦闘状態に入る」という形での宣戦布告も有効です。
宣戦布告の要件です。武力行使の旨が含まれる、国家の意思表示、と言えます。
これに照らせば、宣戦布告は「行われた」ことになります。
もっとも、「自衛権の行使」のみを武力行使の正当化事由とする国際法から考えると、
自らが一度経験した”テロ”の遠因撲滅を自衛権の範囲に含めるのは無理があると思われ、違法の色合いの方は相当強いです。
さてクラスター爆弾の子爆弾の炸裂、という今回の事例ですが、
これについての損害賠償は、いっそ日本国内の「大戦期の毒ガス弾が出てきてそれの中毒になって医療費がかかった」と
いうのとパラレルに考えられるんではないでしょうか。「戦後不始末」とでも申しましょうか。
で出てくるのが上のリンク。
戦後不始末に関しては、基本的に立法にその補償云々をゆだねる、すなわち国民総意たる国会に判断させる、というのが
司法府の立場になるようですね。
もっとも、日本法と欧米法だと相当異なるので結論は変わるかもしれません。