Ang ulap mula sa bomba ng atom sa Nagasaki mula Koyagi-jima noong 1945 ay isa sa mga unang detonasyong nuklear na maganap sa mundong ito. Matapos ang mga dekada ng kapayapaan, muling hinuhuli ng North Korea ang mga bomba. Credit: Hiromichi Matsuda.

Alam ng agham kung ang isang bansa ay sumusubok sa mga bomba nukleyar

Lindol? Pagsabog ng Nukleyar? Fission o pagsasanib? Alam natin, kahit na ang mga pinuno ng mundo ay nagsisinungaling.

"Ang North Korea ay nagturo ng isang mahusay na aralin sa lahat ng mga bansa sa mundo, lalo na ang mga bihasang bansa ng diktadura o anuman: kung hindi mo nais na ma-invaded ng Amerika, kumuha ng ilang mga armas nuklear." -Michael Moore

Sa pang-internasyonal na yugto, may ilang mga bagay na mas nakakatakot sa mundo nang malaki kaysa sa umuusbong na posibilidad ng digmaang nuklear. Maraming mga bansa ang may bomba - ang ilan ay may mga bomba lamang-fission, ang iba ay nakamit ang mas patay na nuclear fusion - ngunit hindi lahat ng tao ay nagpapahayag ng mayroon sila. Ang ilang mga paputok na mga nukleyar na aparato habang tinatanggihan ito; ang iba ay nagsasabing nagtataglay ng fusion bomba kapag wala silang kakayahan. Salamat sa isang malalim na pag-unawa sa agham, sa Daigdig, at kung paano lumilipas ang mga alon ng presyon, hindi namin kailangan ng isang makatotohanang bansa upang malaman ang totoong kuwento.

Ang isang larawan ni Kim Jong-Un, ay inilabas mga linggo bago ang pinakahuling Hilagang nuclear nuclear detonation. Ipinapakita nito ang pinuno ng bansa sa sakahan ng Catfish sa isang hindi detalyadong lokasyon sa Hilagang Korea. Imahe ng Larawan: Mga Larawan ng KNS / AFP / Getty.

Noong Enero ng 2016, inangkin ng pamahalaang Hilagang Korea na pinaputukan nila ang isang Hydrogen Bomb, na ipinangako nilang gagamitin laban sa anumang mga agresista na nagbanta sa kanilang bansa. Kahit na ang mga news outlet ay nagpakita ng mga larawan ng mga ulap ng kabute sa tabi ng kanilang pag-uulat, ang mga ito ay hindi isang bahagi ng mga modernong pagsubok sa nuclear; iyon ay footage ng archival. Ang radiation na mapapalabas sa kapaligiran ay mapanganib, at magiging isang malinaw na paglabag sa 1996 Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty. Kaya kung ano ang karaniwang ginagawa ng mga bansa, kung nais nilang subukan ang mga sandatang nukleyar, ginagawa nila ito kung saan walang makakapansin ng radiation: malalim na ilalim ng lupa.

Sa Timog Korea, ang pag-uulat sa sitwasyon ay kakila-kilabot, ngunit hindi tumpak, dahil ang mga ulap ng kabute na ipinakita ay mga dekada na gulang at walang kaugnayan na footage sa mga pagsubok sa Hilagang Korea. Credit ng larawan: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Maaari kang maglagay ng bomba kahit saan mo gusto: sa hangin, sa ilalim ng dagat sa karagatan o dagat, o sa ilalim ng lupa. Ang lahat ng tatlo sa mga ito ay makikita sa prinsipyo, bagaman ang enerhiya ng pagsabog ay makakakuha ng "muffled" sa pamamagitan ng anumang daluyan na ito ay dumadaan.

  • Ang hangin, na hindi bababa sa siksik, ay gumagawa ng pinakamasamang trabaho sa pag-ungol ng tunog. Ang mga bagyo, pagsabog ng bulkan, paglulunsad ng rocket at pagsabog ng nuklear ay hindi lamang ang mga tunog ng tunog na ating mga tainga ay sensitibo sa, ngunit ang mga infrasonic (mahabang haba ng daluyong, mababang dalas) na mga alon na - sa kaso ng isang pagsabog ng nukleyar - ay napakalakas na ang mga detektor sa buong madaling malaman ito ng mundo.
  • Mas matindi ang tubig, at kahit na ang mga alon ng tunog ay mas mabilis na maglakbay sa daluyan ng tubig kaysa sa ginagawa nila sa hangin, ang enerhiya ay nagwawasak nang higit sa layo. Gayunpaman, kung ang isang bomba ng nukleyar ay detonated sa ilalim ng dagat, ang enerhiya na inilabas ay napakahusay na ang mga alon ng presyon na nabuo ay napakadaling mapili ng mga detektor ng hydroacoustic na maraming mga bansa na na-deploy. Bilang karagdagan, walang mga likas na likas na pangyayari na maaaring malito sa isang pagsabog ng nukleyar.
  • Kaya kung nais ng isang bansa na subukan at "itago" ng isang pagsubok sa nuklear, ang kanilang pinakamahusay na pusta ay upang magsagawa ng pagsubok sa ilalim ng lupa. Habang ang mga seismic waves na nabuo ay maaaring maging napakalakas mula sa isang pagsabog nukleyar, ang kalikasan ay may mas malakas na pamamaraan ng seismic wave generation: lindol! Ang tanging paraan upang sabihin sa kanila ang hiwalay ay ang pag-triangulate ng eksaktong lokasyon, dahil ang mga lindol lamang, napakabihirang mangyari sa lalim ng 100 metro o mas kaunti, habang ang mga pagsubok sa nuklear (hanggang ngayon) ay laging naganap lamang sa isang maliit na distansya sa ilalim ng lupa.

Hanggang dito, ang mga bansa na napatunayan ang Nuclear Test-Ban Treaty ay nag-set up ng mga istasyon ng seismic sa buong mundo upang maagaw ang anumang mga pagsubok sa nuklear na nagaganap.

International system na pagsusuri sa nuclear test, ipinakita ang limang pangunahing uri ng pagsubok at ang mga lokasyon ng bawat istasyon. Sinabi ng lahat, mayroong 337 aktibong istasyon sa kasalukuyan. Credit ng larawan: CTBTO.

Ito ang pagkilos ng seismic monitoring na nagbibigay-daan sa amin upang makagawa ng mga konklusyon tungkol sa kung gaano kalakas ang pagsabog, pati na rin kung saan sa Earth - sa tatlong sukat - nangyari ito. Ang kaganapan ng seismic ng Hilagang Korea na naganap noong 2016 ay napansin sa buong mundo; mayroong 337 aktibong istasyon ng pagsubaybay sa buong Daigdig na sensitibo sa mga kaganapan tulad nito. Ayon sa United States Geological Survey (USGS), mayroong isang kaganapan na naganap sa Hilagang Korea noong ika-6 ng Enero, 2016, iyon ay katumbas ng isang lindol na 5.1 na lindol, na naganap sa lalim ng 0.0 na kilometro. Batay sa kadakilaan ng Lindol at mga seismic waves na napansin, maaari nating pareho na muling itayo ang dami ng enerhiya na pinakawalan ng kaganapan - sa paligid ng katumbas ng 10 kiloton ng TNT - at matukoy kung ito ay malamang isang nukleyar na kaganapan o hindi.

Salamat sa pagiging sensitibo ng mga istasyon ng pagmamanman, ang lalim, kadakilaan, at lokasyon ng putok na naging sanhi ng pagyanig ng Earth sa Enero 6, 2016, ay maaaring maitatag nang maayos. Credit ng larawan: Estados Unidos na Geological Survey, sa pamamagitan ng http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

Ang totoong susi, na lampas sa mga katibayan ng kadahilanan ng lakas at lalim ng lindol, ay nagmula sa mga uri ng mga seismic waves na nabuo. Sa pangkalahatan, mayroong mga S-alon at P-alon, kung saan ang S ay nakatayo para sa pangalawa o paggugupit, habang ang P ay nangangahulugang pangunahin o presyon. Ang mga lindol ay kilala upang makabuo ng napakalakas na S-alon kumpara sa P-alon, habang ang mga pagsubok sa nukleyar ay nakakagawa ng mas malakas na P-alon. Ngayon, inangkin ng Hilagang Korea na ito ay isang bomba ng hydrogen (pagsasanib), na marami, mas patay kaysa sa mga bomba ng fission. Sapagkat ang enerhiya na inilabas ng isang armas na fusion na nakabase sa Uranium o Plutonium ay karaniwang ayon sa pagkakasunud-sunod ng 2-50 kiloton ng TNT, isang H-bomba (o Hydrogen bomba) ay maaaring magkaroon ng paglabas ng enerhiya na isang libong beses na mahusay, kasama ang talaan na gaganapin ng 1961 pagsubok ng Soviet Union ng Tsar Bomba, na may halaga ng 50 megatons na TNT ng enerhiya na pinakawalan.

Ang pagsabog ng Tsar Bomba noong 1961 ay ang pinakamalaking nukleyar na pagsabog na naganap sa Earth, at marahil ang pinakatanyag na halimbawa ng isang sandatang fusion na nilikha. Credit ng larawan: Andy Zeigert / flickr.

Ang profile ng mga alon na natanggap sa buong mundo ay nagsasabi sa amin na hindi ito lindol. Kaya oo, marahil ang North Korea ay nag-detonate ng isang bomba ng atom. Ngunit, ito ba ay isang fusion bomba o isang fission bomba? Mayroong malaking pagkakaiba sa pagitan ng dalawa:

  • Ang isang bomba ng nuclear fission ay tumatagal ng isang mabibigat na elemento na may maraming mga proton at neutron, tulad ng mga tiyak na isotopes ng Uranium o Plutonium, at binomba ang mga ito gamit ang mga neutron na may pagkakataong makuha ng nucleus. Kapag naganap ang pagkuha, lumilikha ito ng isang bago, hindi matatag na isotop na kapwa mag-iisa sa mas maliit na nuclei, magpapalabas ng enerhiya, at magdaragdag din ng mga libreng neutono, na nagpapahintulot sa pagkakaroon ng reaksyon ng kadena. Kung ang pag-setup ay tapos na nang maayos, ang napakaraming bilang ng mga atom ay maaaring sumailalim sa reaksyon na ito, ang pag-on sa daan-daang mga milligrams o kahit na gramo na halaga ng bagay sa dalisay na enerhiya sa pamamagitan ng E = mc² ng Einstein.
  • Ang isang bomba ng nuclear fusion ay tumatagal ng mga magaan na elemento, tulad ng hydrogen, at sa ilalim ng napakalakas na enerhiya, temperatura at panggigipit, na nagiging sanhi ng mga sangkap na ito na pagsamahin sa mas mabibigat na elemento tulad ng helium, naglalabas ng mas maraming enerhiya kaysa sa isang fission bomba. Ang mga temperatura at pagpilit na kinakailangan ay napakahusay na ang tanging paraan na nalaman namin kung paano lumikha ng isang fusion bomba ay palibutan ang isang pellet ng fusion fuel na may fission bomba: tanging ang napakalaking paglabas ng enerhiya ay maaaring mag-trigger ng reaksyon ng nuclear fusion na kailangan namin upang palabasin ang lahat ng enerhiya. Maaari itong umabot sa isang kilo ng bagay sa dalisay na enerhiya sa yugto ng pagsasanib.
Ang pagkakapareho sa pagitan ng mga kilalang pagsubok sa nuclear fission at isang pinaghihinalaang pagsubok ng fission ay hindi mapag-isipan. Sa kabila ng ginagawa ng mga pag-angkin, ang ebidensya ay nagpapakita ng totoong katangian ng mga aparatong ito. Tandaan na ang mga label ng Pn at Pg ay paurong, ang mga detalye na marahil ay isang napansin na geophysicist. Credit credit ng larawan: Alex Hutko sa Twitter, sa pamamagitan ng https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

Sa mga tuntunin ng ani ng enerhiya, walang paraan ang lindol sa North Korea ay sanhi ng isang fusion bomba. Kung ito ay, ito ay sa pinakamababang enerhiya, pinaka mabisang reaksyon ng pagsasanib na nilikha sa planeta, at nagawa ito sa paraang kahit na ang mga teorista ay hindi sigurado kung paano ito maganap. Sa kabilang banda, mayroong maraming katibayan na ito ay higit pa sa isang bomba ng fission, dahil ang resulta ng seismic station na ito - nai-post at naitala ng seismologist na si Alexander Hutko - ay nagpapakita ng hindi kapani-paniwalang pagkakapareho sa pagitan ng 2013 North Korean fission bomba at ang 2016 pagsabog.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga natural na naganap na lindol, na ang average na signal ay ipinakita sa asul, at isang nuclear test, tulad ng ipinapakita sa pula, ay walang dahon na kalabuan ng kalikasan ng naturang kaganapan. Imahe ng credit: 'Sleuthing Seismic Signals', Review sa Science at Teknolohiya, Marso 2009.

Sa madaling salita, ang lahat ng data na mayroon kami ay nagtuturo sa isang konklusyon: ang resulta ng pagsubok na ito ng nuklear ay mayroon kaming naganap na reaksyon ng fission, na walang pahiwatig ng isang reaksyon ng pagsasanib. Hindi mahalaga kung ito ay dahil sa isang yugto ng pagsasanib ay dinisenyo at nabigo, o dahil ang ideya na ang Hilagang Korea ay may isang fusion bomba ay idinisenyo upang maging isang nakakatakot na gulo, tiyak na ito ay hindi isang lindol! Ang S-alon at P-alon ay nagpapatunay na ang North Korea ay nagpaputok ng mga sandatang nukleyar, sa paglabag sa internasyonal na batas, ngunit ang pagbabasa ng seismic, sa kabila ng kanilang hindi kapani-paniwalang mga liblib na lokasyon, sabihin sa amin na hindi ito isang bula ng pagsasanib. Ang Hilagang Korea ay mayroong 1940s-panahon na nukleyar na teknolohiya, ngunit wala pa. Ang lahat ng kanilang mga pagsubok ay pawang pagsasama lamang, hindi pagsasanib. Kahit na ang mga pinuno ng mundo ay nagsisinungaling, sasabihin sa atin ng Daigdig ang katotohanan.

Ang Starts With A Bang ay nasa Forbes na ngayon, at nai-publish sa Medium salamat sa aming mga tagasuporta ng Patreon. Mayroong akda si Ethan ng dalawang libro, Beyond The Galaxy, at Treknology: Ang Science of Star Trek mula sa Tricorder hanggang Warp Drive.