Το σύννεφο από την ατομική βόμβα πάνω από το Ναγκασάκι από το Koyagi-jima το 1945 ήταν μια από τις πρώτες πυρηνικές εκρήξεις που πραγματοποιήθηκαν σε αυτόν τον κόσμο. Μετά από δεκαετίες ειρήνης, η Βόρεια Κορέα πυροδοτεί ξανά βόμβες. Πίστωση: Hiromichi Matsuda.

Η επιστήμη γνωρίζει εάν ένα έθνος δοκιμάζει πυρηνικές βόμβες

Σεισμός? Πυρηνική έκρηξη; Σχάση ή σύντηξη; Γνωρίζουμε, ακόμη και αν οι παγκόσμιοι ηγέτες ψεύδονται.

«Η Βόρεια Κορέα έχει διδάξει ένα μεγάλο μάθημα σε όλες τις χώρες του κόσμου, ειδικά στις αδίστακτες χώρες της δικτατορίας ή οτιδήποτε άλλο: εάν δεν θέλετε να εισβάλλετε από την Αμερική, πάρτε μερικά πυρηνικά όπλα». -Μιχαήλ Μουρ

Στη διεθνή σκηνή, υπάρχουν λίγα πράγματα πιο τρομακτικά στον κόσμο γενικά από την επικείμενη πιθανότητα πυρηνικού πολέμου. Πολλά έθνη έχουν τη βόμβα - μερικά με βόμβες μόνο σχάσης, άλλα έχουν επιτύχει τη θανατηφόρα πυρηνική σύντηξη - αλλά δεν δηλώνουν όλοι δημοσίως τι έχουν. Μερικοί πυροδοτούν πυρηνικές συσκευές ενώ το αρνούνται. Άλλοι ισχυρίζονται ότι διαθέτουν βόμβες σύντηξης όταν δεν έχουν την ικανότητα. Χάρη στη βαθιά κατανόηση της επιστήμης, της Γης και του τρόπου με τον οποίο τα κύματα πίεσης περνούν μέσα από αυτήν, δεν χρειαζόμαστε ένα αληθινό έθνος για να καταλάβουμε την πραγματική ιστορία.

Μια φωτογραφία του Kim Jong-Un, που κυκλοφόρησε λίγες εβδομάδες πριν από την πιο πρόσφατη πυρηνική έκρηξη της Βόρειας Κορέας. Δείχνει τον ηγέτη του έθνους στο γατόψαρο σε μια άγνωστη τοποθεσία στη Βόρεια Κορέα. Πιστωτική εικόνα: KNS / AFP / Getty Images.

Τον Ιανουάριο του 2016, η κυβέρνηση της Βόρειας Κορέας ισχυρίστηκε ότι πυροδότησαν μια βόμβα υδρογόνου, την οποία υποσχέθηκαν να χρησιμοποιήσουν εναντίον τυχόν επιτιθέμενων που απειλούσαν τη χώρα τους. Παρόλο που τα πρακτορεία ειδήσεων έδειξαν φωτογραφίες με σύννεφα μανιταριών παράλληλα με τις αναφορές τους, αυτές δεν αποτελούν μέρος των σύγχρονων πυρηνικών δοκιμών. αυτό ήταν αρχειακό υλικό. Η ακτινοβολία που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα είναι επικίνδυνη και θα ήταν σαφής παραβίαση της Συνθήκης για την Απαγόρευση των Πυρηνικών Δοκιμών του 1996. Αυτό που κάνουν τα έθνη γενικά, εάν θέλουν να δοκιμάσουν πυρηνικά όπλα, το κάνουν εκεί όπου κανείς δεν μπορεί να ανιχνεύσει την ακτινοβολία: βαθιά υπόγεια.

Στη Νότια Κορέα, η αναφορά για την κατάσταση είναι τρομερή, αλλά ανακριβής, καθώς τα σύννεφα μανιταριών που εμφανίζονται είναι δεκαετίες παλιά και άσχετα πλάνα με τις δοκιμές της Βόρειας Κορέας. Πιστωτική εικόνα: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Μπορείτε να πυροδοτήσετε μια βόμβα οπουδήποτε θέλετε: στον αέρα, υποβρύχια στον ωκεανό ή στη θάλασσα ή υπόγεια. Και τα τρία από αυτά είναι κατ 'αρχήν ανιχνεύσιμα, αν και η ενέργεια της έκρηξης γίνεται «σιγασμένη» από οποιοδήποτε μέσο ταξιδεύει.

  • Ο αέρας, που είναι ο λιγότερο πυκνός, κάνει τη χειρότερη δουλειά να σιγώσει τον ήχο. Καταιγίδες, ηφαιστειακές εκρήξεις, εκτοξεύσεις πυραύλων και πυρηνικές εκρήξεις εκπέμπουν όχι μόνο τα ηχητικά κύματα που είναι ευαίσθητα στα αυτιά μας, αλλά και τα κύματα υπερήχων (μακρύ μήκος κύματος, χαμηλής συχνότητας) που - σε περίπτωση πυρηνικής έκρηξης - είναι τόσο ενεργητικά που οι ανιχνευτές σε όλο το ο κόσμος θα το γνώριζε εύκολα.
  • Το νερό είναι πιο πυκνό και έτσι, παρόλο που τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν γρηγορότερα στο μέσο του νερού από ό, τι στον αέρα, η ενέργεια διαχέεται ουσιαστικά σε απόσταση. Ωστόσο, εάν μια πυρηνική βόμβα πυροδοτηθεί υποβρύχια, η ενέργεια που απελευθερώνεται είναι τόσο μεγάλη που τα κύματα πίεσης που παράγονται μπορούν πολύ εύκολα να ληφθούν από τους υδροακουστικούς ανιχνευτές που έχουν αναπτύξει πολλά έθνη. Επιπλέον, δεν υπάρχουν υδάτινα φυσικά φαινόμενα που θα μπορούσαν να συγχέονται με μια πυρηνική έκρηξη.
  • Επομένως, εάν μια χώρα θέλει να δοκιμάσει και να «κρύψει» μια πυρηνική δοκιμή, το καλύτερο στοίχημά τους είναι να διεξαγάγει τη δοκιμή υπόγεια. Ενώ τα παραγόμενα σεισμικά κύματα μπορεί να είναι πολύ ισχυρά από μια πυρηνική έκρηξη, η φύση έχει μια ακόμη ισχυρότερη μέθοδο παραγωγής σεισμικών κυμάτων: σεισμούς! Ο μόνος τρόπος να τους ξεχωρίσουμε είναι να τριγωνίσουμε την ακριβή τοποθεσία, καθώς οι σεισμοί μόνο πολύ, σπάνια συμβαίνουν σε βάθος 100 μέτρων ή λιγότερο, ενώ πυρηνικές δοκιμές (μέχρι στιγμής) έχουν πραγματοποιηθεί πάντα σε μικρή απόσταση υπόγεια.

Για το σκοπό αυτό, οι χώρες που έχουν επαληθεύσει τη Συνθήκη για την Απαγόρευση των Πυρηνικών Δοκιμών έχουν δημιουργήσει σεισμικούς σταθμούς σε όλο τον κόσμο για να μυρίσουν τυχόν πυρηνικές δοκιμές που συνέβησαν.

Διεθνές σύστημα παρακολούθησης πυρηνικών δοκιμών, που παρουσιάζει τους πέντε βασικούς τύπους δοκιμών και τις τοποθεσίες κάθε σταθμού. Συνολικά, αυτή τη στιγμή υπάρχουν 337 ενεργοί σταθμοί. Πιστωτική εικόνα: CTBTO.

Είναι αυτή η πράξη σεισμικής παρακολούθησης που μας επιτρέπει να εξαγάγουμε συμπεράσματα για το πόσο ισχυρή ήταν μια έκρηξη, καθώς και πού στη Γη - σε τρεις διαστάσεις - συνέβη. Το σεισμικό συμβάν της Βόρειας Κορέας που συνέβη το 2016 εντοπίστηκε σε όλο τον κόσμο. Υπάρχουν 337 ενεργοί σταθμοί παρακολούθησης σε όλη τη Γη που είναι ευαίσθητοι σε γεγονότα όπως αυτό. Σύμφωνα με τη Γεωλογική Έρευνα των Ηνωμένων Πολιτειών (USGS), υπήρξε ένα συμβάν που συνέβη στη Βόρεια Κορέα στις 6 Ιανουαρίου 2016, που ισοδυναμούσε με σεισμό 5,1 μεγέθους, που έλαβε χώρα σε βάθος 0,0 χιλιομέτρων. Με βάση το μέγεθος του σεισμού και τα σεισμικά κύματα που εντοπίστηκαν, μπορούμε και οι δύο να ανακατασκευάσουμε την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώθηκε από το συμβάν - περίπου το ισοδύναμο των 10 kilotons TNT - και να προσδιορίσουμε εάν αυτό είναι πιθανό πυρηνικό γεγονός ή όχι.

Χάρη στην ευαισθησία των σταθμών παρακολούθησης, το βάθος, το μέγεθος και η τοποθεσία της έκρηξης που προκάλεσε την ανατάραξη της Γης στις 6 Ιανουαρίου 2016, μπορούν να τεκμηριωθούν. Πιστωτική εικόνα: Γεωλογική έρευνα των Ηνωμένων Πολιτειών, μέσω http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

Το αληθινό κλειδί, πέρα ​​από τα περιστατικά στοιχεία για το μέγεθος και το βάθος του σεισμού, προέρχεται από τους τύπους σεισμικών κυμάτων που παράγονται. Γενικά, υπάρχουν S-κύματα και P-κύματα, όπου το S σημαίνει δευτερεύουσα ή διάτμηση, ενώ το P σημαίνει πρωτογενή ή πίεση. Οι σεισμοί είναι γνωστό ότι παράγουν πολύ ισχυρά κύματα S σε σύγκριση με τα κύματα P, ενώ οι πυρηνικές δοκιμές παράγουν πολύ ισχυρότερα κύματα P. Τώρα, η Βόρεια Κορέα ισχυρίστηκε ότι πρόκειται για βόμβα υδρογόνου (σύντηξη), η οποία είναι πολύ, πολύ πιο θανατηφόρα από τις βόμβες σχάσης. Ενώ η ενέργεια που απελευθερώνεται από ένα όπλο σύντηξης με βάση το Ουράνιο ή το Πλουτώνιο είναι συνήθως της τάξης των 2-50 χιλιοτόνων TNT, μια βόμβα Η (ή βόμβα υδρογόνου) μπορεί να έχει απελευθερώσεις ενέργειας που είναι χίλιες φορές μεγαλύτερη, με το ρεκόρ διεξάγεται από τη δοκιμή της Σοβιετικής Ένωσης το 1961 για το Tsar Bomba, με 50 TN Megatons ενέργειας που απελευθερώθηκε.

Η έκρηξη του Tsar Bomba του 1961 ήταν η μεγαλύτερη πυρηνική έκρηξη που έγινε ποτέ στη Γη και είναι ίσως το πιο διάσημο παράδειγμα ενός όπλου σύντηξης που δημιουργήθηκε ποτέ. Πιστωτική εικόνα: Andy Zeigert / flickr.

Το προφίλ των κυμάτων που λαμβάνονται σε όλο τον κόσμο μας λένε ότι δεν ήταν σεισμός. Ναι, η Βόρεια Κορέα μάλλον πυροδότησε ατομική βόμβα. Όμως, ήταν μια βόμβα σύντηξης ή μια βόμβα σχάσης; Υπάρχει μια μεγάλη διαφορά μεταξύ των δύο:

  • Μια βόμβα πυρηνικής σχάσης παίρνει ένα βαρύ στοιχείο με πολλά πρωτόνια και νετρόνια, όπως ορισμένα ισότοπα ουρανίου ή πλουτωνίου, και τους βομβαρδίζει με νετρόνια που έχουν την πιθανότητα να συλληφθούν από τον πυρήνα. Όταν συμβαίνει η σύλληψη, δημιουργεί ένα νέο, ασταθές ισότοπο που και οι δύο θα αποσυνδεθούν σε μικρότερους πυρήνες, απελευθερώνοντας ενέργεια, καθώς και επιπλέον ελεύθερα νετρόνια, επιτρέποντας την εμφάνιση αλυσιδωτής αντίδρασης. Εάν η ρύθμιση γίνει σωστά, τεράστιος αριθμός ατόμων μπορεί να υποστεί αυτήν την αντίδραση, μετατρέποντας εκατοντάδες χιλιοστόγραμμα ή ακόμη και γραμμάρια ύλης σε καθαρή ενέργεια μέσω του Einstein's E = mc².
  • Μια πυρηνική βόμβα σύντηξης παίρνει ελαφριά στοιχεία, όπως το υδρογόνο, και υπό τεράστιες ενέργειες, θερμοκρασίες και πιέσεις, προκαλεί αυτά τα στοιχεία να συνδυαστούν σε βαρύτερα στοιχεία όπως το ήλιο, απελευθερώνοντας ακόμη περισσότερη ενέργεια από μια βόμβα σχάσης. Οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις που απαιτούνται είναι τόσο μεγάλες που ο μόνος τρόπος που έχουμε καταλάβει πώς να δημιουργήσουμε μια βόμβα σύντηξης είναι να περιβάλλουμε ένα σφαιρίδιο καυσίμου σύντηξης με μια βόμβα σχάσης: μόνο αυτή η τεράστια απελευθέρωση ενέργειας μπορεί να προκαλέσει την αντίδραση πυρηνικής σύντηξης που χρειαζόμαστε να απελευθερώσει όλη αυτή την ενέργεια. Αυτό μπορεί να μετατραπεί σε ένα κιλό ύλης σε καθαρή ενέργεια στο στάδιο της σύντηξης.
Η ομοιότητα μεταξύ των γνωστών δοκιμών πυρηνικής σχάσης και μιας ύποπτης δοκιμής σχάσης είναι αδιαμφισβήτητη. Παρά τα όσα ισχυρίζονται, τα στοιχεία αποκαλύπτουν την πραγματική φύση αυτών των συσκευών. Σημειώστε ότι οι ετικέτες Pn και Pg είναι προς τα πίσω, λεπτομέρειες που ίσως μόνο ένας γεωφυσικός θα παρατηρούσε. Πιστωτική εικόνα: Alex Hutko στο Twitter, μέσω https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

Όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση, δεν υπάρχει κανένας τρόπος να προκληθεί ο σεισμός της Βόρειας Κορέας από μια βόμβα σύντηξης. Εάν ήταν, θα ήταν μακράν η χαμηλότερη ενέργεια, η πιο αποτελεσματική αντίδραση σύντηξης που δημιουργήθηκε ποτέ στον πλανήτη και το έκανε με τέτοιο τρόπο ώστε ακόμη και οι θεωρητικοί να είναι αβέβαιοι για το πώς θα μπορούσε να συμβεί. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν άφθονες ενδείξεις ότι αυτό δεν ήταν τίποτα περισσότερο από μια βόμβα σχάσης, καθώς αυτό το αποτέλεσμα του σεισμικού σταθμού - που δημοσιεύτηκε και καταγράφηκε από τον σεισολόγο Alexander Hutko - δείχνει την απίστευτη ομοιότητα μεταξύ της βόμβας σχάσης της Βόρειας Κορέας του 2013 και της έκρηξης του 2016.

Η διαφορά μεταξύ των φυσικών σεισμών, των οποίων το μέσο σήμα εμφανίζεται με μπλε χρώμα και μιας πυρηνικής δοκιμής, όπως φαίνεται με κόκκινο χρώμα, δεν αφήνει καμία αμφιβολία ως προς τη φύση ενός τέτοιου γεγονότος. Πιστωτική εικόνα: «Sleuthing Seismic Signals», Επιστήμη και Τεχνολογία, Μάρτιος 2009.

Με άλλα λόγια, όλα τα δεδομένα που έχουμε δείχνουν σε ένα συμπέρασμα: το αποτέλεσμα αυτής της πυρηνικής δοκιμής είναι ότι έχουμε μια αντίδραση σχάσης που λαμβάνει χώρα, χωρίς καμία ένδειξη αντίδρασης σύντηξης. Ανεξάρτητα από το αν ήταν επειδή ένα στάδιο σύντηξης σχεδιάστηκε και απέτυχε, ή επειδή η ιδέα ότι η Βόρεια Κορέα είχε μια βόμβα σύντηξης σχεδιάστηκε για να είναι μια εκφοβιστική εξαπάτηση, σίγουρα δεν ήταν σεισμός! Τα κύματα S και P-κύματα αποδεικνύουν ότι η Βόρεια Κορέα πυροδοτεί πυρηνικά όπλα, κατά παράβαση του διεθνούς δικαίου, αλλά οι σεισμικές αναγνώσεις, παρά τις απίστευτες απομακρυσμένες τοποθεσίες τους, μας λένε ότι δεν ήταν μια βόμβα σύντηξης. Η Βόρεια Κορέα διαθέτει πυρηνική τεχνολογία της δεκαετίας του 1940, αλλά όχι περισσότερο. Όλες οι δοκιμές τους ήταν απλώς σχάση, όχι σύντηξη. Ακόμα και όταν οι παγκόσμιοι ηγέτες ψεύδονται, η Γη θα μας πει την αλήθεια.

Το Starts With A Bang είναι τώρα στο Forbes και αναδημοσιεύεται στο Medium χάρη στους υποστηρικτές του Patreon. Ο Ethan έχει συγγράψει δύο βιβλία, το Beyond The Galaxy και το Treknology: The Science of Star Trek από το Tricorder στο Warp Drive.