Verwahrung (<ref-law>), (Nichtigkeitsbeschwerde gegen das Urteil des Obergerichts des Kantons Luzern [II. Kammer als Appellationsinstanz nach StPO] vom 8. Juli 1999 [21 98 61]), hat sich ergeben:
A.- Das Obergericht des Kantons Luzern als Appellationsinstanz fand W._ am 8. Juli 1999 schuldig:
- der mehrfachen Gefährdung des Lebens (Art. 129 Abs. 1 aStGB),
- des Diebstahls (Art. 137 Ziff. 1 aStGB),
- der Freiheitsberaubung (<ref-law>),
- der Notzucht (Art. 187 Abs. 1 aStGB),
- des unvollendeten Notzuchtversuchs (Art. 187 Abs. 1 aStGB i.V.m. <ref-law>),
- der mehrfachen Vergewaltigung (<ref-law>),
- des mehrfachen Vergewaltigungsversuchs (<ref-law> i.V.m. <ref-law>) und
- der Gewalt und Drohung gegen Beamte (<ref-law>).
Es stellte das Strafverfahren wegen Amtsanmassung nach <ref-law> und mehrfachen Führens eines Personenwagens trotz Führerausweisentzugs nach <ref-law> infolge Verjährung ein.
Das Obergericht bestrafte W._ unter Annahme einer in mittlerem Grade verminderten Zurechnungsfähigkeit mit 7 Jahren Zuchthaus (abzüglich 1'518 Tage Freiheitsentzug), teilweise als Zusatzstrafe zum Urteil des Gerichtspräsidenten II von Interlaken vom 1. Dezember 1989. Es ordnete unter Aufschub des Strafvollzugs die Verwahrung von W._ nach <ref-law> an, verbunden mit einer psychotherapeutischen Behandlung (Dispositiv Ziff. 4).
B.- W._ erhebt Nichtigkeitsbeschwerde mit dem Antrag, das Urteil des Obergerichts (bezüglich Ziff. 4 des Dispositivs betreffend die Verwahrung) aufzuheben, die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen und ihm die unentgeltliche Rechtspflege zu gewähren.
C.- Das Obergericht des Kantons Luzern beantragt in der Vernehmlassung, die Beschwerde abzuweisen. Der Beschwerdeführer bringe Tatsachen vor, die sich auf den Zeitraum nach dem Urteilszeitpunkt beziehen würden. Die Rückfallgefahr sei nach wie vor hoch.
Die Staatsanwaltschaft des Kantons Luzern beantragt in der Vernehmlassung, die Rechtzeitigkeit der Beschwerde und die Frage, ob ein emeritierter Professor als Rechtsvertreter vor Bundesgericht auftreten dürfe (Art. 29 OG), zu prüfen. Der Beschwerdeführer ziehe überholte Erkenntnisse heran und kritisiere nicht das Urteil des Obergerichts, sondern die Vollzugsanordnung durch das Justizdepartement. Statt darzulegen, inwiefern eidgenössisches Recht verletzt sei, bringe er vor, wie er sich für therapiefähig halte. Er sei nicht therapiewillig, offensichtlich kaum therapiefähig, und es bestehe Rückfallgefahr. Die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden könne.
D.- Mit Entscheid heutigen Datums weist das Bundesgericht eine staatsrechtliche Beschwerde von W._ ab, soweit es darauf eingetreten ist.

Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1.- Das Bundesgericht prüft die Zulässigkeit der bei ihm eingereichten Rechtsmittel von Amtes wegen und mit freier Kognition (vgl. <ref-ruling> E. 1).
a) Die Nichtigkeitsbeschwerde ist fristgerecht eingereicht worden (Art. 272 BStP).
b) In Zivil- und Strafsachen können nur patentierte Anwälte sowie die Rechtslehrer an schweizerischen Hochschulen (les professeurs de droit des universités suisses; i professori di diritto delle Università svizzere) als Parteivertreter vor Bundesgericht auftreten. Vorbehalten bleiben Fälle aus Kantonen, in welchen der Anwaltsberuf ohne behördliche Bewilligung ausgeübt werden darf (Art. 29 Abs. 2 OG).
Der Begriff der "Rechtslehrer an schweizerischen Hochschulen" im Sinne von Art. 29 Abs. 2 OG ist nicht klar und in der französisch- und italienischsprachigen Fassung (Rechtsprofessoren an schweizerischen Universitäten) enger. Birchmeier (Handbuch des Bundesgesetzes über die Organisation der Bundesrechtspflege, Zürich 1950, S. 31 N 6) und Messmer/Imboden (Die eidgenössischen Rechtsmittel in Zivilsachen, Zürich 1992, S. 17, Ziff. 14/28) führen die emeritierten Professoren in ihrer Aufzählung der zur Parteivertretung befugten Rechtslehrer nicht auf. Soweit ersichtlich, äussert sich nur Poudret (Commentaire de la loi fédérale d'organisation judiciaire, vol. I, Berne 1990, p. 165) dahin gehend, man könne zugestehen, dass emeritierte Professoren diese Eigenschaft bewahren ("On peut admettre que les professeurs honoraires ou émérites conservent cette qualité").
Im alten Recht konnte jede handlungsfähige Person von einer Partei mit ihrer Vertretung beauftragt werden (Alexander Reichel, Das Bundesgesetz über die Organisation der Bundesrechtspflege, Bern 1896, S. 79 f., Art. 75). Das neue Recht schränkte die Parteivertretung in Art. 29 Abs. 2 OG auf die patentierten Anwälte und die Rechtslehrer ein (vorbehältlich des kantonalen Rechts) und erfüllte damit nach der Botschaft des Bundesrates vom 18. Februar 1943 zum Entwurf eines neuen Bundesgesetzes über die Organisation der Bundesrechtspflege ein altes, auch im Interesse des Bundesgerichts gelegenes Postulat der Rechtsanwaltschaft (BBl 1943 I 97, S. 112). Das Bundesgericht wandte in der Folge diese Bestimmung streng "selon la lettre" an (<ref-ruling> E. 4) und ging davon aus, dass Art. 29 OG in Abs. 1 (Beibringen einer Vollmacht) und Abs. 2 (Parteivertretung) unterschiedliche Sachverhalte regelt, so dass ein Mangel im Sinne von Art. 29 Abs. 2 OG gleich dem Fehlen einer Unterschrift (Art. 30 Abs. 1 aOG) die Ungültigkeit der vorgenommenen Rechtshandlung zur Folge hatte (vgl. <ref-ruling>; <ref-ruling> E. 2; <ref-ruling> E. 4; nicht veröffentlichter Entscheid der I. Zivilabteilung vom 26. Januar 1988, E. 2 [C.477/1987]; <ref-ruling> E. 5b; <ref-ruling> E. 3c).
Heute gelten für den Fall eines Mangels im Sinne von Art. 29 Abs. 2 OG andere Voraussetzungen. Nach dem auf den 15. Februar 1992 in Kraft gesetzten revidierten Art. 30 Abs. 2 OG wird eine angemessene Frist zur Behebung des Mangels angesetzt, wenn der Unterzeichner als Vertreter nicht zugelassen ist (BGE <ref-ruling> E. 5c und E. 6 mit Hinweis auf den nicht veröffentlichten Entscheid der I. öffentlichrechtlichen Abteilung vom 15. Juni 1993 in Sachen Z., E. 2; <ref-ruling> E. 4b; Poudret, op. cit. , p. 185 f.).
Die Frage, ob entpflichtete Hochschullehrer bzw. Hochschullehrer im Ruhestand (emeritus) den "Rechtslehrern an schweizerischen Hochschulen" im Sinne von Art. 29 Abs. 2 OG gleichzustellen sind, kann indessen offen bleiben. Die Nichtigkeitsbeschwerde ist in jedem Fall abzuweisen.
c) Beschwerdegegenstand ist der angefochtene Entscheid. Das Bundesgericht ist an die tatsächlichen Feststellungen der kantonalen Behörde gebunden (Art. 277bis Abs. 1 BStP). Ausführungen, die sich gegen die tatsächlichen Feststellungen des Entscheids richten, das Vorbringen neuer Tatsachen, neue Einreden, Bestreitungen und Beweismittel sind unzulässig (Art. 273 Abs. 1 lit. b BStP). Soweit die Vorbringen unzulässig sind, ist auf die Beschwerde daher nicht einzutreten.
2.- a) Der Beschwerdeführer will die Anordnung einer Massnahme gemäss <ref-law> erreichen und richtet sich gegen die unter Aufschub des Strafvollzugs angeordnete Verwahrung (<ref-law>).
Der Beschwerdeführer äussert sich zur Vorgeschichte und führt zum Massnahmenvollzug aus, von einer Erfüllung der im Basler Gutachten an eine stationäre Behandlung gestellten Anforderungen könne schon gar keine Rede sein (Psychiatrische Universitätsklinik Basel, Gutachten vom 12. November 1998, S. 32). Nach dem angefochtenen Urteil gehöre er zu der zweiten Kategorie von Betroffenen, bei denen nach der bundesgerichtlichen Praxis eine Verwahrung in Betracht komme (<ref-ruling> E. 5b/bb). Er wende sich gegen diese Klassifikation.
Das entscheidende Argument im Luzerner Gutachten (Forensische Psychiatrie Luzern, Gutachten vom 14. Februar 1998) sei, dass er während seines vierjährigen Aufenthalts in Jena die Möglichkeit gehabt hätte, sich behandeln zu lassen, dies aber nicht getan habe. Damit werde die Situation eines flüchtigen Straftäters völlig verkannt. Trotzdem habe die Vorinstanz diesen Vorwurf sinngemäss übernommen. Das Basler Gutachten (S. 32 und 33) komme zum entgegengesetzten Ergebnis, dass es nämlich ganz offensichtlich zu positiven Veränderungen im Persönlichkeitsbereich gekommen sei und dass diese Entwicklung geeignet scheine, eine weitere therapeutische Massnahme zu rechtfertigen, um das bisher Erreichte zu festigen und eine (notwendige) weitere Entwicklung zu fördern. Die Empfehlung einer Massnahme gemäss <ref-law> werde im Basler Gutachten (S. 34) offenkundig nur im Blick auf entsprechende therapeutische Möglichkeiten in der Strafanstalt Pöschwies ausgesprochen; Pöschwies werde diese Erwartungen aber in absehbarer Zeit nicht erfüllen können.
Die entscheidende Frage dürfte daher sein, ob im Falle der gebotenen ärztlichen Behandlung weiterhin ernstlich die Gefahr von Gewaltdelikten bestehe, so dass nur die Massnahme gemäss <ref-law> bleibe. Das Basler Gutachten (S. 35) sage sehr klar, die Rückfallgefahr sei ohne eine langfristige adäquate Therapie als eher hoch einzuschätzen; es sage aber nicht, dass sie auch trotz solcher Therapie bestehe. Dieses Gutachten habe die Mechanismen verdeutlicht, die seinen Deliktsserien zu Grunde liegen. Dieser Druck könne im Normalstrafvollzug gerade wieder aufgebaut werden, und so könne die Massnahme die Rückfallgefahr überhaupt erst wieder begründen. Er sei gewillt, den Kreis von Gewalt und Freiheitsstrafen zu durchbrechen, werde dies aber möglicherweise ohne intensive therapeutische Hilfe aus eigener Kraft nicht schaffen. Auch wenn man keine direkte Parallele zum Fall von <ref-ruling> ziehen wolle, so sei doch zu sagen, dass er, auch und gerade im Interesse der Allgemeinheit, endlich eine Chance erhalten sollte, jenes Ziel zu erreichen. Das angefochtene Urteil verletze deshalb nach seiner Auffassung die für die Anwendung von <ref-law> geltenden Regeln.
b) Der Beschwerdeführer stützt sich auf das Basler Gutachten. Darin wird ausgeführt, dass seine Persönlichkeitsstörung auch heute noch als entscheidender Faktor im Bedingungsgefüge der sexuellen Delinquenz anzusehen ist. Die Deliktsserien hätten vor allem dann eingesetzt und stattgefunden, wenn er sich beruflich oder privat überfordert, in die Ecke gedrängt und sich dem Willen anderer unterworfen gefühlt habe. Persönlichkeitsstörungen seien nur schwer zu behandeln; gleichwohl seien Modifikationen des Verhaltens und Erlebens möglich. Soweit bekannt, sei der Beschwerdeführer seit seiner Flucht 1993 strafrechtlich nicht mehr in Erscheinung getreten. Was aber potentielle Rückfälle verhindert habe, sei nicht eindeutig zu beantworten. Es sei aber ganz offensichtlich zu positiven Veränderungen im Persönlichkeitsbereich gekommen. Der Beschwerdeführer sei introspektiver und selbstkritischer geworden, könne etwas besser mit Kränkungen und Enttäuschungen umgehen und scheine vor allem zunehmend mehr in der Lage zu sein, persönliche Probleme anzusprechen und nach Lösungen zu suchen. Hinsichtlich seiner Delinquenz werde sein Bemühen erkennbar, sich mit seinen Straftaten auseinander zu setzen und ihre Tragweite für die Opfer zu erfassen (Gutachten S. 32). Im Gegensatz zum Luzerner Gutachten sei eine Entwicklung aufzuzeigen, die durchaus als positiv zu beschreiben sei und geeignet scheine, eine weitere therapeutische Massnahme zu rechtfertigen, um das bisher Erreichte zu festigen und eine (notwendige) weitere Entwicklung zu fördern. Allerdings stelle sich die Frage, wo eine solche Massnahme zu vollziehen wäre. Notwendig sei eine spezialisierte Einrichtung, die gezielt auf die Persönlichkeits- und Deliktsproblematik einzugehen vermöge, um diese - soweit möglich - positiv zu verändern und andernfalls Strategien im Umgang mit ihr zu entwickeln. Dieser Prozess sei als längerfristig anzusehen und eine stationäre Behandlung zunächst unumgänglich (Gutachten S. 33). Solche Behandlungsinstitutionen gebe es aber in der Schweiz kaum. Psychiatrische Kliniken seien in der Regel nicht geeignet, persönlichkeitsgestörte Sexualstraftäter aufzunehmen. In Frage käme am ehesten die geplante Spezialabteilung in Pöschwies; könne diese nicht verwirklicht werden, wäre gleichwohl diese Strafanstalt vorzuziehen. Hier wäre dann aber wohl eine Massnahme nach <ref-law> nicht zu umgehen, da die erforderliche Dauer der Behandlung derzeit nicht abzusehen sei und eine ambulante Massnahme während eines zeitlich begrenzten Vollzugs angesichts der Schwere der Störung keine ausreichenden Erfolgsaussichten biete (Gutachten S. 34). Zusammenfassend sei, sofern vollziehbar, eine stationäre Massnahme angezeigt. Ausgehend von Anamnese und den erhobenen Befunden sei ohne eine langfristige adäquate Therapie die Rückfallgefahr als eher hoch einzuschätzen. Liesse sich also eine stationäre Behandlung nicht durchführen, so wären zur Rückfallsvermeidung primär sichernde Massnahmen angezeigt. Diese sollten dann allerdings von einer Therapie begleitet und in Pöschwies durchgeführt werden (Gutachten S. 35).
3.- Die Voraussetzungen einer Massnahme gemäss <ref-law> sind gegeben. Es kann sich einzig fragen, ob die Einweisung in eine Heil- oder Pflegeanstalt (<ref-law>) oder aber die Verwahrung im Sinne von <ref-law> anzuordnen ist. Zu verwahren ist nur, wenn diese Massnahme notwendig ist (<ref-law>; <ref-ruling> E. 4c).
a) Unter dem Gesichtspunkt der Notwendigkeit unterschied das Bundesgericht in <ref-ruling>00 E. 2, die Rechtsprechung zusammenfassend, in einer Typisierung mit blosser Orientierungsfunktion, folgende Tätertypen, bei denen eine Verwahrung gemäss <ref-law> in Betracht kommt: Nämlich zunächst die hochgefährlichen Täter, die keiner Behandlung zugänglich sind, sowie jene, die zwar einer Behandlung zugänglich sind, von denen aber auch während einer Behandlung schwere Delikte zu befürchten wären, wenn sie im Sinne von <ref-law> ambulant oder in einer Heil- oder Pflegeanstalt behandelt würden. Es unterschied sodann als dritten Tätertypus jene, die noch nicht eindeutig aus dem Anwendungsbereich von <ref-law> herausfallen und deshalb auch noch nicht klar jenem von <ref-law> zugeordnet werden können, bei denen also die Heilchancen kurz- oder mittelfristig als gut erscheinen, jedoch in bestimmten Situationen ein Risiko besteht, so dass einer trotz Behandlung möglichen Gefahr mit sichernden Mitteln begegnet werden können muss. Dagegen sind unter <ref-law> jene Täter einzuordnen, bei denen eine Behandlung notwendig ist, jedoch der Sicherungsaspekt deutlich zurücktritt, sowie nicht gefährliche Täter und schliesslich die in diesem Zusammenhang wenig problematischen Täter, die lediglich einer ambulanten Massnahme bedürfen, sei es im Vollzug oder in der Freiheit. Die Einordnung in diesen Massnahmenraster von <ref-law> erfolgt nach Massgabe des Grades der Krankhaftigkeit und der strafrechtsrelevanten Aussenwirkung. Eine Verwahrung kommt nur bei Gefährlichkeit in Betracht. In dieser Beurteilung steht der Vorinstanz ein erhebliches Ermessen zu (<ref-law>; <ref-ruling>00 E. 2 S. 103; vgl. <ref-ruling> E. 2b; <ref-ruling> E. 2c).
b) Die Vorinstanz ordnet den Beschwerdeführer in die zweite Kategorie ein (angefochtenes Urteil S. 18). Soweit sich der Beschwerdeführer gegen diese Klassifikation wehrt, müsste er zumindest in die dritte Kategorie eingeordnet werden, da wegen seiner Gefährlichkeit eine unproblematische Einordnung unter <ref-law> (in die vierte Kategorie) zurzeit nicht in Betracht kommt. Eine blosse ambulante Massnahme unter Aufschub des Strafvollzugs ist zum Vornherein ausgeschlossen.
Der Beschwerdeführer verkennt offensichtlich den Schweregrad seiner Persönlichkeitsstörung, die auch heute noch als entscheidender Faktor der sexuellen Delinquenz anzusehen ist, auch wenn es zu positiven Veränderungen im Persönlichkeitsbereich gekommen ist. Auch das Basler Gutachten betrachtet eine längerfristige stationäre Behandlung als unumgänglich und kommt zum Ergebnis, soweit die ideale Spezialabteilung nicht zur Verfügung stehe, sei letztlich eine Massnahme nach <ref-law> wohl nicht zu umgehen. Der Gutachter nimmt an, wenn sich eine stationäre Behandlung nicht durchführen lasse (gemeint ist damit eine stationäre Therapie gemäss <ref-law> in der damals geplanten Spezialabteilung in Pöschwies), so wären zur Rückfallvermeidung primär sichernde Massnahmen angezeigt. Damit kommt hier aber nur noch eine Massnahme gemäss <ref-law> in Betracht. Diese Massnahme sollte nach dem Gutachter allerdings von einer Therapie begleitet werden. Das Basler Gutachten setzt somit für eine Behandlung gemäss <ref-law> eine Sicherung voraus, wie sie Heil- und Pflegeanstalten im Sinne von <ref-law> in der Regel nicht bieten können.
c) Somit führt auch das Heranziehen nur des Basler Gutachtens zur Anordnung einer Massnahme gemäss <ref-law>. Die Vorinstanz hat die Frage denn auch eingehend geprüft (angefochtenes Urteil S. 17 - 28). Der Beschwerdeführer legt nicht eigentlich dar, inwiefern durch die angefochtene Entscheidung Bundesrecht verletzt sein sollte (worauf die Staatsanwaltschaft in ihrer Vernehmlassung hinweist). Er beschränkt sich letztlich darauf, zu sagen, dass er, auch und gerade im Interesse der Allgemeinheit, endlich eine Chance erhalten sollte, sein Ziel zu erreichen; das angefochtene Urteil verletze deshalb nach seiner Auffassung die geltenden Regeln (oben E. 2a). Dem ist zu entgegnen, dass er frühere Möglichkeiten nicht wahrgenommen hat (oder auch krankheitsbedingt nicht wahrnehmen konnte), dass er seine Krankheit unterschätzt und dass er die Möglichkeiten des Massnahmenrechts überschätzt. <ref-law> stellt nicht ein allgemeines Therapieangebot zur Verfügung, aus dem der Betroffene seinen Wünschen und Bedürfnissen nach auswählen könnte. Es handelt sich vielmehr um eine spezifische Form der strafrechtlichen Sanktion mit dem Ziel, die Gefahr künftiger Verbrechen oder Vergehen zumindest zu vermindern (vgl. <ref-ruling> E. 3b). Das Basler Gutachten betont allerdings (S. 32 f.), dass die Deliktserien vor allem dann einsetzten, wenn sich der Beschwerdeführer überfordert, in die Ecke gedrängt und dem Willen anderer unterworfen gefühlt habe; es ist daher auch nachvollziehbar, dass die Inhaftierung zu einer Verschlechterung seines Zustandes geführt hatte (Gutachten S. 32, 33). Diese Reaktion ist eine unmittelbare Folge seiner Persönlichkeitsstörungen, die auch in einer Behandlungssituation auftreten kann und die die Vorinstanz in ihrer Entscheidung berücksichtigen musste. Die Vorinstanz konnte diese Persönlichkeitsstörungen und die damit zusammenhängende Rückfallgefahr nicht aus der Welt schaffen, sondern musste im Rahmen der tatsächlichen und rechtlichen Möglichkeiten die angemessene Massnahme anordnen, auch wenn die im Basler Gutachten skizzierte ideale Lösung nicht existiert, wie diesem Gutachten selber zu entnehmen ist.
4.- Der angefochtene Massnahmeentscheid verletzt die für die Anwendung von <ref-law> geltenden Regeln nicht. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege kann gutgeheissen werden. Es sind daher keine Kosten zu erheben. Eine unentgeltliche Verbeiständung wurde nicht beantragt. Der Vertreter des Beschwerdeführers hat in jedem Falle auf ein Honorar verzichtet (Beschwerde S. 9). Es ist daher keine Parteientschädigung auszurichten.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.- Die Nichtigkeitsbeschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.- Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird gutgeheissen.
3.- Es werden keine Kosten erhoben und keine Entschädigung ausgerichtet.
4.- Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, der Staatsanwaltschaft und dem Obergericht (II. Kammer) des Kantons Luzern schriftlich mitgeteilt.
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Lausanne, 6. Juli 2000
Im Namen des Kassationshofes
des SCHWEIZERISCHEN BUNDESGERICHTS
Der Präsident:
Der Gerichtsschreiber: