Koyagi-jimasta vuonna 1945 peräisin olevan Nagasakin ydinpommin pilvi oli yksi ensimmäisistä ydinräjähdyksistä, joita tapahtui tässä maailmassa. Vuosikymmenien rauhan jälkeen Pohjois-Korea räjäyttää jälleen pommeja. Luotto: Hiromichi Matsuda.

Tiede tietää, testaako kansakunta ydinpommeja

Maanjäristys? Ydinräjähdys? Fissio tai fuusio? Tiedämme, vaikka maailman johtajat valehtelevat.

"Pohjois-Korea on antanut loistavan kokemuksen kaikille maailman maille, etenkin diktatuurien roistovaltioille tai muillekin: jos et halua tulla Yhdysvaltojen hyökkääjään, hanki ydinaseita." -Michael Moore

Kansainvälisellä areenalla on muutama koko maailmaa pelottavampi asia kuin ydinsotaa uhkaava mahdollisuus. Monilla kansakunnilla on pommi - toisissa vain fissiopommeilla, toisissa on saavutettu kuolevampi ydinfuusio - mutta kaikki eivät julkisesti ilmoita mitä heillä on. Jotkut räjäyttävät ydinlaitteet kieltäytymällä siitä; toiset väittävät hallussaan fuusiopommeja, kun heillä ei ole kykyä. Tieteen, maan ja sen läpi kulkevien paineaaltojen syvän ymmärtämisen ansiosta emme tarvitse totuudenmukaista kansakuntaa selvittämään todellista tarinaa.

Kuva Kim Jong-Unista, joka julkaistiin vain viikkoja ennen viimeisintä Pohjois-Korean ydinräjäytystä. Se osoittaa kannan johtajan monni-tiloilla, joita ei ole julkistettu Pohjois-Koreassa. Kuvahyvitys: KNS / AFP / Getty Images.

Pohjois-Korean hallitus väitti tammikuussa 2016 räjäyttäneensä vetypommin, jonka he lupasivat käyttää kaikkia maata uhkaavia hyökkääjiä vastaan. Vaikka uutistoimistot näyttivät valokuvia sienipilvistä raporttiensa ohella, ne eivät ole osa nykyaikaisia ​​ydinkokeita; se oli arkistovideota. Ilmakehään vapautuva säteily on vaarallista, ja se loukkaa selvästi vuoden 1996 kokonaisvaltaista ydinkoekieltosopimusta. Joten mitä kansakunnat yleensä tekevät, jos haluavat testata ydinaseita, tekevätkö ne sen, missä kukaan ei voi havaita säteilyä: syvällä maanalainen.

Etelä-Koreassa tilanneraportointi on huonoa, mutta epätarkkaa, koska esitetyt sienipilvet ovat vuosikymmeniä vanhoja eivätkä liity kuvaan Pohjois-Korean testeihin. Kuvaluotto: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Voit räjäyttää pommin mistä tahansa haluat: ilmassa, vedenalaisessa valtameressä tai merellä tai maan alla. Kaikki nämä kolme ovat periaatteessa havaittavissa, vaikka räjähdyksen energia "vaimentuu" millä tahansa väliaineella, jonka se kulkee.

  • Ilma, joka on vähiten tiheä, tekee pahimman työn äänen vaimentamiseksi. Ukonilmat, tulivuorenpurkaukset, rakettien laukaisut ja ydinräjähdykset eivät aiheuta vain korviamme herkkiä ääniaaltoja, vaan myös infrapuna (pitkä aallonpituus, matalataajuus) aallot, jotka - ydinräjähdyksen tapauksessa - ovat niin energisiä, että ilmaisimet kaikkialla maailma tietäisi sen helposti.
  • Vesi on tiheämpää ja joten vaikka ääni-aallot kulkevat vedessä nopeammin kuin ilmassa, energia hajoaa huomattavasti etäisyyden yli. Kuitenkin, jos ydinpommi räjäytetään vedenalaisena, vapautuva energia on niin suuri, että syntyneet paineaallot voidaan helposti ottaa vastaan ​​useiden maiden käyttämien hydroakustisten ilmaisimien avulla. Lisäksi ei ole vesieliöiden luonnonilmiöitä, jotka voitaisiin sekoittaa ydinräjähdykseen.
  • Joten jos maa haluaa yrittää "piilottaa" ydinkokeen, heidän paras veto on suorittaa testi maanalainen. Vaikka muodostuneet seismiset aallot voivat olla erittäin voimakkaita ydinräjähdyksestä, luonnossa on vielä voimakkaampi menetelmä seismisten aaltojen muodostumiseen: maanjäristykset! Ainoa tapa erottaa heidät toisistaan ​​on trianguloida tarkka sijainti, koska maanjäristyksiä esiintyy vain hyvin, hyvin harvoin 100 metrin tai sitä pienemmässä syvyydessä, kun taas ydinkokeet (toistaiseksi) ovat aina tapahtuneet vain pienen matkan alla maan alla.

Tätä tarkoitusta varten maat, jotka ovat todenneet ydinkoekieltosopimuksen, ovat perustaneet seismiset asemat ympäri maailmaa tukahduttamaan mahdolliset ydinkokeet.

Kansainvälinen ydinkoekäyttövalvontajärjestelmä, joka esittelee viisi päätyyppistä testiä ja kunkin aseman sijainnit. Kaiken kaikkiaan, tällä hetkellä on 337 aktiivista asemaa. Kuvan luotto: CTBTO.

Tämä seismisen seurannan teko antaa meille mahdollisuuden tehdä johtopäätöksiä siitä, kuinka voimakas räjähdys oli, samoin kuin missä maapallolla - kolmessa ulottuvuudessa - se tapahtui. Vuonna 2016 tapahtunut Pohjois-Korean seisminen tapahtuma havaittiin kaikkialla maailmassa; Maapallon ympäri on 337 aktiivista seuranta-asemaa, jotka ovat herkkiä tällaisille tapahtumille. Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen (USGS) mukaan Pohjois-Koreassa tapahtui 6. tammikuuta 2016 tapahtuma, joka vastasi 0,05 kilometrin syvyydessä tapahtuvaa maanjäristystä, joka oli suuruusluokkaa 5,1. Maanjäristyksen voimakkuuden ja havaittujen seismisten aaltojen perusteella voimme molemmat rekonstruoida tapahtuman vapautuneen energian määrän - vastaavasti noin 10 kilotonnia TNT: tä - ja päättää, onko tämä todennäköisesti ydinapahtuma vai ei.

Valvonta-asemien herkkyyden ansiosta maapallon ravistamisen 6. tammikuuta 2016 aiheuttaneen räjähdyksen syvyys, voimakkuus ja sijainti voidaan saada vakiintuneeksi. Kuvaluotto: Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos, http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

Todellinen avain, joka sisältää epäsuoran näytön maanjäristyksen laajuudesta ja syvyydestä, tulee syntyneiden seismisten aaltojen tyypeistä. Yleisesti ottaen on S-aaltoja ja P-aaltoja, joissa S tarkoittaa sekundaari- tai leikkausvoimaa, kun taas P tarkoittaa primaarista tai paineita. Maanjäristysten tiedetään tuottavan erittäin voimakkaita S-aaltoja verrattuna P-aaltoihin, kun taas ydinkokeet tuottavat paljon voimakkaampia P-aaltoja. Nyt Pohjois-Korea väitti, että tämä oli vety (fuusio) pommi, joka on paljon, paljon tappavampaa kuin fissiopommit. Kun uraani- tai plutoniumipohjaisen fuusioaseen vapauttama energia on tyypillisesti luokkaa 2–50 kilotonnia TNT: tä, H-pommissa (tai vetypommissa) voi olla tuhat kertaa suurempia energiapäästöjä, ennätyksen mukaan pidettiin Neuvostoliiton tsaari Bomban vuonna 1961 suorittamassa testissä vapauttamalla 50 megatonnia TNT: n energiasta.

Vuoden 1961 tsaari Bomba -räjähdys oli suurin maapallolla koskaan tapahtunut ydinräjähdys, ja se on ehkä tunnetuin esimerkki koskaan luodusta fuusioaseesta. Kuvahyvitys: Andy Zeigert / flickr.

Ympäröivän maailman aaltojen profiili kertoo meille, ettei se ollut maanjäristys. Joten kyllä, Pohjois-Korea räjäytti todennäköisesti atomipommin. Mutta oliko se fuusiopommi vai fissiopommi? Näiden kahden välillä on suuri ero:

  • Ydinfissiopommi ottaa raskaan elementin, jossa on paljon protoneja ja neutroneja, kuten tietyt uraanin tai plutoniumin isotoopit, ja pommittaa niitä neutroneilla, joilla on mahdollisuus vangita ydin. Kun sieppausta tapahtuu, se luo uuden, epästabiilin isotoopin, joka sekä dissosioituu pienempiin ytimiin vapauttaen energiaa että myös ylimääräisiä vapaita neutroneja mahdollistaen ketjureaktion tapahtumisen. Jos asetukset tehdään oikein, valtava määrä atomeja voi käydä läpi tämän reaktion, muuttamalla satojen milligrammien tai jopa gramman arvoinen aine puhtaaseen energiaan Einsteinin E = mc² kautta.
  • Ydinfuusiopommi vie kevyitä elementtejä, kuten vety, ja aiheuttaa valtavissa energioissa, lämpötiloissa ja paineissa nämä elementit yhdistyvän raskaammiksi elementeiksi, kuten heliumiksi, vapauttaen vielä enemmän energiaa kuin fissiopommi. Vaadittavat lämpötilat ja paineet ovat niin suuria, että ainoa tapa, jolla olemme keksineet kuinka luoda fuusiopommi, on ympäröida fuusiopolttoainepelletti fissiopommilla: vain se, että valtava energian vapautuminen voi laukaista tarvitsemamme ydinfuusioreaktion. vapauttaa kaikki tuo energia. Tämä voi muuttua jopa kilogrammaksi ainetta puhtaana energiana fuusiovaiheessa.
Tunnettujen ydinfissiokokeiden ja epäiltyjen fissiokokeiden välinen samankaltaisuus on erehtymätön. Väitteistä huolimatta todisteet paljastavat näiden laitteiden todellisen luonteen. Huomaa, että Pn- ja Pg-etiketit ovat taaksepäin, yksityiskohdat, jotka ehkä vain geofysiikko huomaa. Kuvahyvitys: Alex Hutko Twitterissä, https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

Energiatehokkuuden suhteen ei ole mitään tapaa, että fuusiopommi olisi aiheuttanut Pohjois-Korean järistyksen. Jos se olisi, se olisi ylivoimaisesti alhaisin energia, tehokkain fuusioreaktio, joka koskaan on luotu planeetalla, ja se tehdään siten, että jopa teoreetikot ovat epävarmoja, kuinka se voisi tapahtua. Toisaalta on runsaasti todisteita siitä, että kyseessä ei ollut muuta kuin fissiopommi, koska tämä seismisen aseman tulos - seismologin Alexander Hutkon lähettämä ja kirjaama - osoittaa uskomattoman samankaltaisuuden vuoden 2013 Pohjois-Korean fissiopommin ja vuoden 2016 räjähdyksen välillä.

Ero luonnossa tapahtuvien maanjäristysten, joiden keskimääräinen signaali näytetään sinisellä, ja ydinkokeen välillä, joka on esitetty punaisella, ei jätä epäselvyyttä tällaisen tapahtuman luonteesta. Kuvaluotto: ”Seismisten signaalien hätkähdyttäminen”, Science and Technology Review, maaliskuu 2009.

Toisin sanoen kaikki meillä olevat tiedot osoittavat yhteen johtopäätökseen: Tämän ydinkokeen tuloksena on, että meillä tapahtuu fissioreaktio ilman vihjeitä fuusioreaktiosta. Ei väliä, johtuuko se siitä, että fuusiovaihe oli suunniteltu ja epäonnistunut, tai koska ajatus siitä, että Pohjois-Koreassa oli fuusiopommi, suunniteltiin pelottavaksi ruseksi, tämä ei ehdottomasti ollut maanjäristys! S- ja P-aallot todistavat, että Pohjois-Korea räjäyttää ydinaseita rikkoen kansainvälistä lakia, mutta seismiset lukemat uskomattomista syrjäisistä sijainnistaan ​​huolimatta kertovat meille, ettei se ollut fuusiopommi. Pohjois-Korealla on 1940-luvun ydinteknologiaa, mutta ei enää. Kaikki heidän testit ovat olleet pelkästään fissio, ei fuusio. Jopa kun maailman johtajat valehtelevat, maa kertoo meille totuuden.

Starts With A Bang on nyt Forbes-julkaisussa, ja se julkaistaan ​​uudelleen Medium-julkaisussa Patreon-tukijoidemme ansiosta. Ethan on kirjoittanut kaksi kirjaa, Beyond The Galaxy ja Treknology: The Star of Trek tiedestä Tricordersista Warp Driveen.