Oblak z atomsko bombo nad Nagasakijem iz Koyagi-jime leta 1945 je bil ena prvih jedrskih eksplozij na tem svetu. Po desetletjih miru Severna Koreja spet eksplodira bombe. Zasluge: Hiromichi Matsuda.

Znanost ve, ali država preizkuša jedrske bombe

Potres? Jedrska eksplozija? Fisija ali fuzija? Vemo, tudi če lažejo svetovni voditelji.

"Severna Koreja se je naučila veliko lekcij za vse države na svetu, zlasti rogaške diktature ali kaj drugega: če ne želite, da bi jih Amerika napadla, si priskrbite jedrsko orožje." -Michael Moore

Na mednarodnem prizorišču je svet na splošno bolj zastrašujoč kot možnost jedrske vojne. Številne države imajo bombo - nekatere z bombami samo z deljenjem, druge pa so dosegle smrtonosno jedrsko fuzijo - vendar pa vsi javno ne izjavijo, kaj imajo. Nekateri eksplodirajo jedrske naprave, medtem ko to zanikajo; drugi trdijo, da imajo fuzijske bombe, ko nimajo zmogljivosti. Zahvaljujoč globokemu razumevanju znanosti, Zemlji in kako tlačni valovi potujejo po njej, ne potrebujemo resničnega naroda, da bi ugotovili resnično zgodbo.

Fotografija Kim Jong-Un-a, objavljena nekaj tednov pred zadnjo severnokorejsko jedrsko eksplozijo. Pokaže vodjo države na kmetiji Catfish na nerazkriti lokaciji v Severni Koreji. Kreditna slika: KNS / AFP / Getty Images.

Januarja 2016 je severnokorejska vlada trdila, da je eksplodirala vodikovo bombo, ki so jo obljubili, da jo bodo uporabili proti agresorjem, ki so grozili njihovi državi. Čeprav so v prodajnih hišah poleg poročanja prikazane fotografije gobjih oblakov, ti niso del modernih jedrskih testov; to je bil arhivski posnetek. Sevanje, ki se sprosti v ozračje, je nevarno in bi očitno kršilo Pogodbo o celoviti prepovedi jedrskih poskusov iz leta 1996. Torej, kar običajno počnejo države, če želijo preizkusiti jedrsko orožje, to počnejo tam, kjer nihče ne more zaznati sevanja: globoko pod zemljo.

V Južni Koreji je poročanje o razmerah grozno, vendar netočno, saj so prikazani gobji oblaki stari več desetletij in niso povezani s severnokorejskimi testi. Kreditna slika: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Bombo lahko eksplodirate kjer koli želite: v zraku, pod vodo v oceanu ali morju ali pod zemljo. Vse to so načeloma zaznavne, čeprav se energija eksplozije "utiša" ne glede na to, skozi kateri medij potuje.

  • Zrak, ki je najmanj gost, opravi najslabši način, da utiša zvok. Nevihte, vulkanske izbruhe, izstrelki raket in jedrske eksplozije ne oddajajo samo zvočnih valov, na katera so naša ušesa občutljiva, ampak infrazvočne (dolge valovne dolžine, nizke frekvence), ki so - v primeru jedrske eksplozije - tako energične, da so detektorji povsod. svet bi to zlahka vedel.
  • Voda je gostejša, in čeprav zvočni valovi potujejo hitreje v vodi, kot se to dogaja v zraku, se energija bistveno razprši na daljavo. Če pa jedrska bomba eksplodira pod vodo, je sproščena energija tako velika, da lahko ustvarjene tlačne valove zelo enostavno poberejo hidroakustični detektorji, ki so jih uvedle številne države. Poleg tega ni vodnih naravnih pojavov, ki bi jih lahko zamenjali z jedrsko eksplozijo.
  • Če torej država želi poskusiti in "skriti" jedrski test, je njihova najboljša stava izvesti preizkus pod zemljo. Medtem ko so lahko ustvarjeni potresni valovi zelo močni zaradi jedrske eksplozije, ima narava še močnejšo metodo nastajanja potresnih valov: potresi! Edini način, da jih ločimo, je določiti natančno lokacijo, saj se potresi zelo, zelo redko pojavljajo na globini 100 metrov ali manj, medtem ko so jedrski testi (doslej) vedno potekali le na majhni razdalji pod zemljo.

V ta namen so države, ki so potrdile pogodbo o prepovedi jedrskih poskusov, postavile potresne postaje po vsem svetu, da bi izdihnile kakršne koli jedrske preizkuse.

Mednarodni sistem za spremljanje jedrskih preizkusov, ki prikazuje pet glavnih vrst preskusov in lokacije posamezne postaje. Po vsem povedanem je trenutno 337 aktivnih postaj. Kreditna slika: CTBTO.

To dejanje seizmičnega spremljanja nam omogoča, da lahko sklepamo o močni eksploziji in kje na Zemlji - v treh dimenzijah -. Severnokorejski potresni dogodek, ki se je zgodil leta 2016, je bil zaznan po vsem svetu; Po vsem svetu je 337 aktivnih nadzornih postaj, ki so občutljive na take dogodke. Po podatkih ameriškega geološkega zavoda (USGS) se je v Severni Koreji 6. januarja 2016 zgodil dogodek, ki je bil enak potresu magnitude 5,1, ki se je zgodil na globini 0,0 kilometra. Na podlagi jakosti potresa in zaznanih potresnih valov lahko oba rekonstruiramo količino energije, ki jo je dogodek sprostil - približno enakovredno 10 kilotonom TNT - in ugotovimo, ali gre verjetno za jedrski dogodek ali ne.

Zahvaljujoč občutljivosti opazovalnih postaj se lahko globina, obseg in lokacija eksplozije, zaradi katere se je 6. januarja 2016 Zemlja tresela, dobro uveljavijo. Kreditna slika: Združeni ameriški geološki zavod, preko http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

Pravi ključ, razen naključnih dokazov o velikosti in globini potresa, izvira iz vrst ustvarjenih potresnih valov. Na splošno obstajajo S-valovi in ​​P-valovi, kjer S pomeni sekundarno ali strižno, P pa primarno ali tlačno. Znano je, da potresi ustvarjajo zelo močne S-valove v primerjavi s P-valovi, medtem ko jedrski testi ustvarjajo veliko močnejše P-valove. Zdaj je Severna Koreja trdila, da gre za vodikovo (fuzijsko) bombo, ki je veliko, veliko smrtonosnejša od cepljivih bomb. Medtem ko je energija, ki jo sprosti fuzijsko orožje na osnovi urana ali plutonija, ponavadi od 2 do 50 kilotona TNT-ja, lahko H-bomba (ali vodikova bomba) sprosti energijo, ki je tisočkrat večja, z zapisom potekal je test Sovjetske zveze na caru Bombi iz leta 1961, pri čemer je bilo sproščenih 50 megatov TNT energije.

Eksplozija car Bomba iz leta 1961 je bila največja jedrska eksplozija, ki se je kdajkoli zgodila na Zemlji, in je morda najbolj znan primer fuzijskega orožja, ki je bilo kdajkoli ustvarjeno. Kreditna slika: Andy Zeigert / flickr.

Profil valov, sprejetih po vsem svetu, nam pove, da ni bil potres. Torej, da, Severna Koreja je verjetno eksplodirala atomsko bombo. Toda, ali je bila fuzijska bomba ali cepljiva bomba? Med obema je velika razlika:

  • Bomba jedrske cepitve je težka prvina z veliko protonov in nevtronov, kot nekateri izotopi Urana ali Plutonanija, in jih bombardira z nevtroni, ki jih lahko zajame jedro. Ko pride do zajetja, ustvari nov, nestabilen izotop, ki se bo tako ločil v manjša jedra, sprostil energijo in tudi dodatne proste nevtrone, kar bo omogočilo verižno reakcijo. Če namestitev poteka pravilno, se lahko ogromno atomov podvrže tej reakciji, s pomočjo stotine miligramov ali celo gramov, ki so vredni snovi, v čisto energijo prek Einsteinove E = mc².
  • Jedrska fuzijska bomba prevzame lahke elemente, kot je vodik, in pod ogromnimi energijami, temperaturami in pritiski povzroči, da se ti elementi združijo v težje elemente, kot je helij, sprostijo še več energije kot cepljiva bomba. Potrebne temperature in tlaki so tako veliki, da je edini način, kako smo ustvarili fuzijsko bombo, obdati pelet fuzijskega goriva s cepljeno bombo: le tako ogromno sproščanje energije lahko sproži reakcijo jedrske fuzije, ki jo potrebujemo sprostiti vso to energijo. To lahko v fazi zlivanja do kilograma snovi postane čista energija.
Podobnost med znanimi testi jedrskega cepljenja in domnevnim testom cepitve je neizpodbitna. Kljub trditvam, dokazi razkrivajo resnično naravo teh naprav. Upoštevajte, da sta oznaki Pn in Pg nazaj, podrobnosti, ki jih morda opazi le geofizik. Kreditna slika: Alex Hutko na Twitterju, preko https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

Kar zadeva izkoristek energije, skoraj ni mogoče, da bi fuzijsko bombo povzročil severnokorejski potres. Če bi bil, bi bil to daleč najnižja energija, najučinkovitejša fuzijska reakcija, ki je bila kdajkoli ustvarjena na planetu, in to na način, da tudi teoretiki niso prepričani, kako bi se lahko zgodilo. Po drugi strani je veliko dokazov, da to ni bilo nič drugega kot cepljiva bomba, saj ta rezultat potresne postaje - objavil in zabeležil seizmolog Aleksander Hutko - kaže na neverjetno podobnost med severnokorejsko cepljivo bombo iz leta 2013 in eksplozijo leta 2016.

Razlika med naravno potresi, katerih povprečni signal je prikazan v modri barvi, in jedrskim testom, prikazanim v rdeči barvi, ne dopušča dvoumnosti glede narave takega dogodka. Kreditna slika: 'Sleep Seismic Signals', Znanstveni in tehnološki pregled, marec 2009.

Z drugimi besedami, vsi podatki, ki jih imamo, kažejo na en zaključek: rezultat tega jedrskega testa je, da imamo reakcijo cepitve, brez namigovanja na fuzijsko reakcijo. Ne glede na to, ali je bila faza fuzije zasnovana in neuspešna ali ker je bila ideja, da ima Severna Koreja fuzijsko bombo zasnovana kot zastrašujoča nevarnost, to zagotovo ni bil potres! S-valovi in ​​P-valovi dokazujejo, da Severna Koreja detonira jedrsko orožje v nasprotju z mednarodnim pravom, vendar seizmične odčitke kljub neverjetnim oddaljenim lokacijam sporočajo, da to ni bila fuzijska bomba. Severna Koreja ima jedrsko tehnologijo iz 19. stoletja, vendar ne več. Vsi njihovi testi so bili samo cepitev in ne fuzija. Tudi ko bodo svetovni voditelji lagali, nam bo Zemlja povedala resnico.

Starts With A Bang je zdaj objavljen na Forbesu in ponovno objavljen na Medium zahvaljujoč našim podpornikom Patreona. Ethan je avtor dveh knjig, Beyond The Galaxy in Treknology: The Science of Star Trek od Tricorders do Warp Drive.