Jordbävning? Kärnkraftsexplosion? Fission eller fusion? Vi kommer att ta reda på det även om världsledarna ljuger. Det finns inte många saker på den internationella scenen som är mer skrämmande än möjligheten till ett kärnkraftkrig. Många länder har stridsspetsar - vissa med fission, andra med mer dödlig fusion - men inte alla hävdar öppet att de har dem. Vissa detonerar kärnenheter i förnekande; andra påstår sig ha termonukleära bomber när de i verkligheten inte gör det. Med vår djupa kunskap om vetenskap, jorden och hur tryckvågorna reser genom den behöver vi inte tortera ett lands ledare för att ta reda på sanningen, säger Ethan Siegel från Medium.com.
I januari 2016 tillkännagav den nordkoreanska regeringen att den hade sprängit en vätebomb, som den också lovade att använda mot alla aggressörer som hotar landet. Även om detaljerade fotografier av svampmoln visades i nyhetsställen, visade sig filmen vara arkiverad; testerna var inte moderna. Strålning som kommer in i atmosfären är farlig och skulle vara en klar överträdelse av 1996 års fördrag om omfattande testförbud. Så om länder vill testa kärnvapen gör de det där ingen kan hitta strålning: under jord.
I Sydkorea var rapporteringen om situationen kuslig, men felaktig, eftersom de visade svampmolnen är gamla bilder, inte relaterade till det nordkoreanska testet.
Du kan spränga en bomb var som helst: i luften, under vattnet i havet eller under jord. Alla tre explosioner kan i princip detekteras, även om explosionens energi kommer att "dämpas" beroende på den miljö som den sprider sig i.
Luften, som är minst tät, drunker ut låter som värst. Åskväder, vulkanutbrott, raketuppskjutningar och kärnkraftsexplosioner avger inte bara ljudvågor som kan höras, utan också infrasonic (långvåg, lågfrekvens), som - i händelse av en kärnkraftsexplosion - är så energiskt kraftfulla att detektorer runt om i världen lätt kan känna igen.
Kärnkraftsexplosionsmoln över Nagasaki
Vatten är tätare, och även om ljudvågorna går snabbare i vatten än i luft, sprids energi snabbare med kört avstånd. Men om en kärnbombe exploderar under vattnet, är den frigjorda energin så stor att de genererade tryckvågorna lätt kan upptäckas av hydroakustiska detektorer som distribueras av många länder. Dessutom finns det inga vattenfenomen som kan förväxlas med en kärnkraftsexplosion.
Kampanjvideo:
Därför, om ett land vill försöka dölja ett kärnkraftsprov, är det bäst att utföra det under jord. Medan de genererade seismiska vågorna kan vara mycket starka från en kärnkraftsexplosion, har naturen ett ännu starkare sätt att generera seismiska vågor: jordbävningar! Det enda sättet att berätta om dem är genom att triangulera den exakta positionen, eftersom jordbävningar mycket, mycket sällan inträffar på ett djup av 100 meter eller mindre, och kärnkraftsförsök (hittills) har alltid ägt rum på ett grunt djup under jord.
För detta ändamål har de länder som undertecknat fördraget om kärnprövningsförbud inrättat seismiska stationer runt om i världen för att sniffa ut alla kärnkraftsprov som pågår.
Internationellt spårningssystem för kärnkraftsprov, som visar fem huvudsakliga testtyper och alla stationer. Totalt är 337 kända stationer aktiva
Det är den här seismiska övervakningen som gör att vi kan dra slutsatser om hur kraftfull explosionen var och var på jorden - i tre dimensioner - den ägde rum. Nordkoreas seismiska händelse som inträffade 2016 har registrerats världen över; 337 aktiva övervakningsstationer över hela jorden var tillräckligt känsliga för detta. Enligt U. S. Geological Survey, den 6 januari 2016, upplevde Nordkorea motsvarigheten till en jordbävning på 5,1 på ett djup av 0,0 kilometer. Baserat på storleken på jordbävningen och seismiska vågor som registrerats, kan vi återvinna mängden frigiven energi - i storleksordningen 10 kiloton TNT-ekvivalent - och förstå om det var en kärnkraftsexplosion eller inte.
Tack vare observationsstationernas känslighet kan djupet, storleken och positionen för explosionen som fick jord att skaka den 6 januari 2016 tydligt fastställas
Den viktigaste ledtråden, förutom indirekta bevis på jordbävningens storlek och djup, kommer från de typer av seismiska vågor som genereras. I allmänhet finns det S- och P-vågor, skjuvning eller sekundära vågor och kompressionsvågor, som ibland kallas primära. Jordbävningar är kända för att producera de mest kraftfulla S-vågorna jämfört med P-vågor, och kärnkraftsprov genererar kraftigare P-vågor. Och så påstår Nordkorea att det var en vätebomb (fusion) som är mycket dödligare än fissionsbomber. Medan energin som frigörs av klyvningsbaserade uran- eller plutoniumbomber har ett utbyte av cirka 2-50 kiloton TNT-ekvivalent, släpper vätebomber energi tusentals gånger kraftigare. Evenemangets rekordhållare är den sovjetiska tsarbomben med en kapacitet på 50 megatons TNT-ekvivalent.
Explosionen av Tsar Bomba 1961 var den största kärnkraftsexplosionen på jorden och blev en av de viktigaste för att ytterligare bestämma ödet för kärnvapen.
Vågformer över hela världen indikerar att detta inte är en jordbävning. Så ja, Nordkorea har troligen detonerat en kärnbombe. Men vilken? Det finns en skillnad mellan fusions- och fissionsbomber:
- En kärnklyvningsbombe tar ett tungt element med många protoner och neutroner, såsom isotoper av uran eller plutonium, och bombarderar dem med neutroner som kan fångas av kärnan. När infångningen inträffar, föds en ny, instabil isotop som dissosierar i mindre kärnor, frigör energi samt ytterligare fria neutroner, vilket gör att en kedjereaktion kan börja. Om det görs rätt kan ett stort antal atomer genomgå denna reaktion och omvandla miljoner milligram eller till och med gram material till ren energi med formeln E = mc2.
”En fusionsbaserad termonukleär bomber tar lätta element som väte och använder enorma energier, temperaturer och tryck för att smälta dessa element till tyngre sådana som helium, vilket släpper ut ännu mer energi än en klyvningsbombe. Temperaturen och trycket är så hög att det enda sättet att skapa en termonukleär bombardera är att omge en fusionspellet med en fissionbombe, så att en enorm sprängning av energi kan utlösa fusionsreaktionen. Upp till ett kilogram av ett ämne kan omvandlas till ren energi vid syntesstadiet.
Många förvirrar testning med fission och fusionsbomber. Men forskare skiljer dem otvetydigt
När det gäller energiproduktion orsakades utan tvekan den nordkoreanska joltten av en klyvningsbombe. Om detta inte var så skulle det vara den svagaste, mest effektiva explosionen med en fusionsreaktion på planeten, som till och med i teorin inte kan skapas. Å andra sidan finns det tydliga bevis för att det just var en explosion med en klyvningsreaktion, eftersom register över seismiska stationer visade en otroligt likartad explosion 2013, alla i samma Nordkorea.
Skillnaden mellan naturligt förekommande jordbävningar visas i blått och ett kärnkraftsprov som visas i rött lämnar inget tvivel om arten av en sådan händelse.
Med andra ord, alla data som vi har pekar på en slutsats: klyvningsreaktionen, inte fusion, var grunden för denna kärnkraftsexplosion. Och det var definitivt inte en jordbävning. S- och P-vågor har bevisat att Nordkorea detonerar kärnbomber i strid med internationell rätt, men seismiska rapporter, trots avlägsna, visar att det inte är fusionsbomber. Nordkorea har kärnteknologi från 1940-talet. Även om världsledarna ljuger kommer jorden att säga sanningen.
Ilya Khel