如何科学地辨别一颗氢弹的爆炸

你们难道不知道明天是恩恩生日么?

昨天上午,朝鲜“咚”的一声引爆了一颗核弹,不久后,我的手机也“咚”的一声收到该条新闻的推送。据朝鲜国家电视台报道,主体105年1月6日10时(即2016年,10时为平壤时间)朝鲜成功引爆了一个小型化氢核装置。

中国、美国均同时检测到,朝鲜主要的核试验场丰溪里附近发生了里氏5.1级的异常地震活动,而这距离中国边境仅14公里。

消息一出,迅速迎来国际的谴责与质疑。撇开政治上的纷争不说,朝鲜真的引爆了一颗氢弹吗?

要知道,同是核弹,氢弹的威力要比原子弹要大得多。美国1952年在太平洋试验引爆的第一颗氢弹(1000万吨TNT当量),威力要比二战投在日本的原子弹强大500倍,现代技术制造的氢弹威力还要翻倍。

Crossroads Baker

美国从1946年到1958年在马绍尔群岛共进行了20多次原子弹和氢弹的核试。

众所周知,朝鲜历来有“搞个大新闻”的传统。很多评论称朝鮮现阶段不具备相关技术,宣布消息只为“震撼效应”。我们当然不能指望金正恩允许国际无核组织的人员走进核试验的场所。唯一能辨别这次爆炸真伪的,只有那些从传感器收集得来的数据。

看看现有的科学技术,能否辨别一颗氢弹的爆炸。

 

地下的声波

无论朝鲜引爆的是什么弹,他是在地底下试验的,爆炸所产生的声浪,就能被监测得到,原理跟监测地震相同。目前,全面禁止核试验条约组织(CTBTO)已经在全球设有42个地震观察站。因此,人们也在第一时间察觉朝鲜的这次“核爆”。

爆炸、火山爆发和地下崩塌都会压缩岩石,首先产生P波(Pressure-wave)。紧接着,地震会使岩石产生错动和破裂,产生S波(Shear-wave)。

法医地震学家Terry Wallace在接受《连线》采访时表示,(氢弹)在地下引发一场大爆炸,把岩石瞬间从爆炸的核心推向四周,产生的大部分是S波。

从目前的地震规模看,里氏5.1级,科学家也很难判断这是炸药所致还是核弹所致。Wallace进一步指出,只要有足够的TNT或者其他常规炸药,任何一个国家都能够在地下制造一场类似的“核爆”。

bomb来源:theinitium、FT

 

辐射的痕迹

还有另外一个辨别核弹的方式:辐射颗粒。

玩过《辐射》系列的同学都知道,核爆过后的地方是灰蒙蒙的一片,因为充斥着致命的辐射颗粒。

如原子弹,爆炸所产生的辐射颗粒为大量不断衰变的铀和钚。氢弹也需要用到铀或钚,但他们大多数会在氢弹的核聚变反应中消耗掉,当氢弹爆炸后,辐射颗粒所含铀、钚的成分便会减少许多。科学家甚至可以从氢弹的辐射颗粒逆向推导出制造氢弹所需的成分。所以,各国对于辐射成分的检测结果一般是保密的。

另外一种办法是检测放射性气体,如氙气。铀和钚等元素的放射性衰变会产生大量的氙气。氙气是惰性气体,不易跟自然物质发生相互作用,即便是地下的核试验也难以防止氙气的泄漏。

科学家甚至还能从氙气的衰变率推算出准确的年龄。例如在朝鲜2013年的核试验中,日本监测到氙气的同位素,科学家推算其产生的日期为55天前,正是朝鲜核爆当天。

据悉,美国政府在本次核爆前即发现朝鲜有核试验的迹象,并派出了无人机进行实时的空气采样。但考虑到本次核爆可能发生在更深的山体中,如果密封措施到位的话,释放出放射性颗粒的可能性比较小。此外,空气采集也很容易受到风向、温度等因素的干扰。

 

更重要的事情

所谓核弹,除了是炸弹,更是飞弹。朝鲜至今尚未能证实其具有研发重返大气层载具的能力。国际也普遍质疑,朝鲜是否拥有将核武器小型化到能依赖导弹运载的技术。

在朝鲜此前的三次“银河”运载火箭实验中,第一次卫星并未进入预定轨道,第二次火箭在空中解体,第三次发射虽然成功,随后进入轨道的卫星很快失去控制,并可能会与其它卫星相撞而造成大量太空垃圾。

朝鲜现役最先进的弹道导弹为“大浦洞2号”,有效射程4000-4500km,最近一次试射是在2012年4月13日。当天,朝鲜发射了一枚大浦洞2号导弹,导弹升空后迅速解体,没有造成任何威胁。

美国科学家联合会的核子信息理事Hans M. Kristensen表示,朝鲜目前比较可行的方案是把核弹安放在船上,然后运往别人的港口。

毫无疑问的是,这一次爆炸的威力稍微高于2013年。白宫方面的最新表态是,初步分析朝鲜核试验的结果,与氢弹爆炸的说法并不相符,但仍需要进一步的确认。

大概,这是一枚叫做“氢弹”的原子弹吧。

 

题图:辐射4

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