Chmura z bomby atomowej nad Nagasaki z Koyagi-jima w 1945 r. Była jedną z pierwszych detonacji jądrowych na tym świecie. Po dekadach pokoju Korea Północna ponownie detonuje bomby. Źródło: Hiromichi Matsuda.

Nauka wie, czy naród testuje bomby atomowe

Trzęsienie ziemi? Wybuch jądrowy? Rozszczepienie czy synteza? Wiemy, nawet jeśli światowi przywódcy kłamią.

„Korea Północna udzieliła wspaniałej lekcji wszystkim krajom na świecie, a zwłaszcza nieuczciwym krajom dyktatur itp.: Jeśli nie chcesz być atakowany przez Amerykę, zdobądź broń nuklearną”. -Michael Moore

Na scenie międzynarodowej jest niewiele rzeczy bardziej przerażających dla całego świata niż nadciągająca możliwość wojny nuklearnej. Wiele narodów ma bombę - niektóre z bombami tylko rozszczepiającymi się, inne osiągnęły bardziej śmiercionośną syntezę jądrową - ale nie wszyscy publicznie deklarują, co mają. Niektórzy detonują urządzenia jądrowe, zaprzeczając temu; inni twierdzą, że posiadają bomby termojądrowe, gdy nie mają takiej możliwości. Dzięki głębokiemu zrozumieniu nauki, Ziemi i temu, jak przemieszczają się przez nią fale ciśnienia, nie potrzebujemy prawdziwego narodu, aby dowiedzieć się prawdziwej historii.

Zdjęcie Kim Jong-Un, opublikowane kilka tygodni przed ostatnią detonacją jądrową w Korei Północnej. Pokazuje lidera kraju na farmie Catfish w nieujawnionym miejscu w Korei Północnej. Źródło zdjęcia: KNS / AFP / Getty Images.

W styczniu 2016 r. Rząd Korei Północnej twierdził, że zdetonował bombę wodorową, którą obiecał użyć przeciwko agresorom zagrażającym ich krajowi. Mimo że w wiadomościach obok raportów pojawiły się zdjęcia chmur grzybów, nie są one częścią współczesnych testów jądrowych; to był materiał archiwalny. Promieniowanie uwalniane do atmosfery jest niebezpieczne i stanowiłoby wyraźne naruszenie traktatu o całkowitym zakazie prób jądrowych z 1996 r. Więc co narody robią, jeśli chcą przetestować broń nuklearną, robią to tam, gdzie nikt nie może wykryć promieniowania: głęboko pod ziemią.

W Korei Południowej doniesienia o sytuacji są tragiczne, ale niedokładne, ponieważ pokazane chmury grzybów mają dziesięciolecia i są niepowiązanymi materiałami z testów w Korei Północnej. Źródło zdjęcia: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Możesz zdetonować bombę w dowolnym miejscu: w powietrzu, pod wodą w oceanie, morzu lub pod ziemią. Wszystkie trzy są w zasadzie wykrywalne, chociaż energia eksplozji zostaje „stłumiona” przez dowolne medium, przez które przechodzi.

  • Powietrze, będąc najmniej gęstym, wykonuje najgorsze zadanie tłumienia dźwięku. Burze, wybuchy wulkanów, wyrzutnie rakiet i eksplozje jądrowe emitują nie tylko fale dźwiękowe, na które nasze uszy są wrażliwe, ale również fale infradźwiękowe (o długiej fali, niskiej częstotliwości), które - w przypadku wybuchu jądrowego - są tak energetyczne, że detektory w całym świat z łatwością by to wiedział.
  • Woda jest gęstsza i dlatego chociaż fale dźwiękowe przemieszczają się szybciej w środku wody niż w powietrzu, energia rozprasza się bardziej na odległość. Jeśli jednak bomba atomowa zostanie zdetonowana pod wodą, uwolniona energia jest tak duża, że ​​generowane fale ciśnienia można bardzo łatwo wychwycić za pomocą detektorów hydroakustycznych rozmieszczonych przez wiele narodów. Ponadto nie ma naturalnych zjawisk wodnych, które można by pomylić z wybuchem jądrowym.
  • Jeśli więc kraj chce spróbować „ukryć” test nuklearny, najlepiej postawić test pod ziemią. Podczas gdy generowane fale sejsmiczne mogą być bardzo silne z wybuchu jądrowego, natura ma jeszcze silniejszą metodę generowania fal sejsmicznych: trzęsienia ziemi! Jedynym sposobem ich rozróżnienia jest triangulacja dokładnej lokalizacji, ponieważ trzęsienia ziemi tylko bardzo, bardzo rzadko występują na głębokości 100 metrów lub mniej, podczas gdy próby nuklearne (jak dotąd) zawsze odbywały się na niewielkiej odległości pod ziemią.

W tym celu kraje, które zweryfikowały traktat o zakazie prób jądrowych, utworzyły stacje sejsmiczne na całym świecie w celu wykrycia wszelkich prób jądrowych.

Międzynarodowy system monitorowania testów jądrowych, prezentujący pięć głównych rodzajów testów i lokalizacje każdej stacji. Mówi się, że obecnie jest 337 aktywnych stacji. Źródło zdjęcia: CTBTO.

Jest to akt monitorowania sejsmicznego, który pozwala nam wyciągać wnioski o tym, jak potężna była eksplozja, a także gdzie na Ziemi - w trzech wymiarach - miała miejsce. Północno-koreańskie zdarzenie sejsmiczne, które miało miejsce w 2016 r., Zostało wykryte na całym świecie; na Ziemi istnieje 337 aktywnych stacji monitorujących, które są wrażliwe na takie zdarzenia. Według United States Geological Survey (USGS) miało miejsce zdarzenie, które miało miejsce w Korei Północnej w dniu 6 stycznia 2016 r., Co było równoznaczne z trzęsieniem ziemi o sile 5,1 wielkości, które miało miejsce na głębokości 0,0 km. Na podstawie wielkości wykrytego trzęsienia ziemi i wykrytych fal sejsmicznych możemy zarówno zrekonstruować ilość energii uwolnionej przez wydarzenie - około równowartości 10 kiloton TNT - i ustalić, czy jest to zdarzenie nuklearne, czy nie.

Dzięki czułości stacji monitorujących głębokość, wielkość i lokalizacja wybuchu, który spowodował wstrząsy Ziemi 6 stycznia 2016 r., Można ustalić. Źródło zdjęcia: United States Geological Survey, via http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

Prawdziwy klucz, poza poszlakami świadczącymi o wielkości i głębokości trzęsienia, pochodzi z rodzajów generowanych fal sejsmicznych. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją fale S i fale P, gdzie S oznacza wtórne lub ścinanie, podczas gdy P oznacza pierwotne lub ciśnienie. Wiadomo, że trzęsienia ziemi generują bardzo silne fale S w porównaniu z falami P, podczas gdy testy jądrowe generują znacznie silniejsze fale P. Teraz Korea Północna twierdziła, że ​​była to bomba wodorowa (fuzyjna), która jest znacznie bardziej zabójcza niż bomby rozszczepialne. Podczas gdy energia uwalniana przez broń fuzyjną na bazie uranu lub plutonu jest zwykle rzędu 2–50 kilogramów TNT, bomba H (lub bomba wodorowa) może mieć wyzwolenie energii, które jest tysiąc razy większe, z rekordem przeprowadzony przez ZSRR w teście cara Bomby w 1961 r., z uwolnioną energią TNT o wartości 50 megaton.

Wybuch Car Bomba w 1961 r. Był największą detonacją nuklearną, jaka kiedykolwiek miała miejsce na Ziemi, i być może najbardziej znanym przykładem broni termojądrowej, jaką kiedykolwiek stworzono. Źródło zdjęcia: Andy Zeigert / flickr.

Profil fal odbieranych na całym świecie mówi nam, że to nie było trzęsienie ziemi. Tak więc, Korea Północna prawdopodobnie zdetonowała bombę atomową. Ale czy była to bomba termojądrowa czy bomba rozszczepialna? Istnieje duża różnica między tymi dwoma:

  • Bomba atomowa rozszczepia ciężki pierwiastek z dużą ilością protonów i neutronów, takich jak niektóre izotopy uranu lub plutonu, i bombarduje je neutronami, które mają szansę zostać schwytane przez jądro. Kiedy zachodzi wychwytywanie, powstaje nowy, niestabilny izotop, który zarówno dysocjuje na mniejsze jądra, uwalniając energię, jak również dodatkowe wolne neutrony, umożliwiając reakcję łańcuchową. Jeśli konfiguracja zostanie przeprowadzona poprawnie, ogromna liczba atomów może ulec tej reakcji, zamieniając setki miligramów lub nawet gramów materii w czystą energię dzięki Einsteinie E = mc².
  • Jądrowa bomba termojądrowa przenosi lekkie pierwiastki, takie jak wodór, i pod ogromną energią, temperaturą i ciśnieniem powoduje, że pierwiastki te łączą się w cięższe pierwiastki, takie jak hel, uwalniając jeszcze więcej energii niż bomba rozszczepialna. Wymagane temperatury i ciśnienia są tak duże, że jedynym sposobem, w jaki wymyśliliśmy, jak stworzyć bombę fuzyjną, jest otoczenie bomby paliwa fuzyjnego bombą rozszczepiającą: tylko to ogromne uwolnienie energii może wywołać potrzebną reakcję syntezy jądrowej, której potrzebujemy aby uwolnić całą tę energię. Może to przekształcić się w kilogram materii w czystą energię na etapie fuzji.
Podobieństwa między znanymi testami rozszczepienia jądrowego a podejrzeniem testu rozszczepienia są jednoznaczne. Pomimo przedstawionych twierdzeń dowody wskazują na prawdziwą naturę tych urządzeń. Zauważ, że etykiety Pn i Pg są odwrócone, szczegóły, które być może zauważyłby tylko geofizyk. Zdjęcie: Alex Hutko na Twitterze, https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

Pod względem wydajności energetycznej po prostu nie ma mowy o trzęsieniu ziemi w Korei Północnej spowodowanym przez bombę termojądrową. Gdyby tak było, byłby to zdecydowanie najniższa energia, najbardziej wydajna reakcja syntezy jądrowej, jaka kiedykolwiek powstała na planecie, i dokonana w taki sposób, że nawet teoretycy nie są pewni, jak to może się zdarzyć. Z drugiej strony istnieje wiele dowodów na to, że była to tylko bomba rozszczepialna, ponieważ wynik tej stacji sejsmicznej - opublikowany i zarejestrowany przez sejsmologa Aleksandra Hutko - pokazuje niewiarygodne podobieństwo między północnokoreańską bombą rozszczepiającą w 2013 r. A eksplozją w 2016 r.

Różnica między naturalnie występującymi trzęsieniami ziemi, których średni sygnał jest pokazany na niebiesko, a próbą jądrową, jak pokazano na czerwono, nie pozostawia dwuznaczności co do natury takiego zdarzenia. Zdjęcie: „Sleuthing Seismic Signals”, Science and Technology Review, marzec 2009.

Innymi słowy, wszystkie dane, które mamy, wskazują na jeden wniosek: wynik tej próby jądrowej jest taki, że zachodzi reakcja rozszczepienia, bez śladu reakcji fuzji. Bez względu na to, czy dzieje się tak dlatego, że etap syntezy jądrowej został zaprojektowany i nie powiódł się, czy też pomysł, że Korea Północna ma bombę termojądrową, miał być zastraszającym podstępem, to zdecydowanie nie było trzęsienie ziemi! Fale S i P dowodzą, że Korea Północna detonuje broń nuklearną z naruszeniem prawa międzynarodowego, ale odczyty sejsmiczne, pomimo ich niesamowitych odległych lokalizacji, mówią nam, że nie była to bomba termojądrowa. Korea Północna ma technologię nuklearną z lat 40. XX wieku, ale nie dalej. Wszystkie ich testy były tylko rozszczepieniem, a nie fuzją. Nawet gdy światowi przywódcy kłamią, Ziemia powie nam prawdę.

Gra Starts With A Bang jest już dostępna na Forbes, a dzięki naszym zwolennikom Patreon została ponownie opublikowana na poziomie Medium. Ethan jest autorem dwóch książek, Beyond The Galaxy i Treknology: The Science of Star Trek, od Tricorderów po Warp Drive.