2016年1月6日,朝鲜政府宣称成功进行了首次氢弹试验,但科学家们则对此却持怀疑态度,美国白宫也表示,初步分析的结果与朝方的说法"并不符合"。那么,朝鲜究竟引爆的是什么呢?来听下科学家们的分析吧。
朝鲜曾在2006年、2009年和2013年进行过3次核试验,1月6日,他们在前3次核试验的地点附近进行了第4次爆炸试验。据地震监测站的记录显示,6日发生的5.1级地震波形与朝鲜早些时候进行核试验产生的波形几乎相同,这似乎印证了朝鲜的说法。美国地震学家布莱恩?斯顿普(Brian Stump)认为,相同的波形说明是爆炸引发了地震,考虑到震级应该是核爆炸。
不过,核爆炸并不等同于"氢弹试验成功",尽管朝鲜一直以来希望制造出氢弹,但氢弹显然要比原子弹复杂得多。麻省理工学院核物理学家R?斯科特?坎普(R. Scott Kemp)猜测,朝鲜6日的试验很可能只是开了个头——即先引爆一颗小型原子弹以引爆氢弹。如果事实真是这样,那么氢弹可能根本不存在,或者说氢弹引爆失败了。还有一种可能,就是此次试验可能只是一次主要依靠铀或钚的标准裂变式原子弹爆炸。
坎普称,氢弹和核聚变助爆装置是有区别的,后者只是一种涡轮增压式的原子弹(核裂变),仅仅通过小型热核反应来增加威力。而传统的氢弹则是拥有次级热核的二级装置,初级是裂变爆炸,依靠初级裂变能量爆发出的X射线引发次级的原子聚变反应,从而释放巨大能量,而次级反应(核聚变)则是产生巨大威力的关键。引爆核聚变助爆装置就相对简单很多。将重氢(氚和氚气)注入钚心,裂变反应的热量可以点燃用来增强威力的短暂聚变反应,但威力仍达不到二级原子弹的程度。美国卡内基国际和平基金会(Carnegie Endowment for International Peace)核分析师表示,1月6日的试验更像是使用了这种装置而非氢弹,因此很可能只是引爆了一枚助爆原子弹。
从数据也能看出一些事实。1月6日的爆炸威力大约为7000到1万吨当量(衡量核武器爆炸后释放出能量的单位),与通过氢聚变产生威力的标准氢弹相比显得十分微不足道,要知道有史以来威力最大的氢弹可达5000万吨当量,威力大约是美国在二战结束时向长崎投放原子弹的2000多倍。事实上,朝鲜的这次的“氢弹试验”基本相当于一个小型裂变式原子弹,威力还不及二战末期美国在日本广岛和长崎投放的两颗原子弹“小男孩”(1.3-1.8万吨当量)和“胖子”(2.0-2.2万吨当量)。
聚变反应产生的中子数量大约是裂变产生中子数量的7倍,即氢弹与裂变式原子弹产生的放射性同位素种类不同。所以,通过检测未来几天泄漏到大气中以氚为主的放射性气体中的氚元素,将为人们判断朝鲜这次是否成功引爆了氢弹提供很大帮助。但坎普称,能否检测到氚元素取决于放射性气体泄露到大气中的速度,泄露时间越长越难采集。
全面禁止核试验条约组织(CTBTO)运营着一个全球性检测放射性气体的监测网,但日本、韩国、美国都拥有惰性气体监测装置,并且灵敏度要高于CTBTO的监测装置,但以上各国从未把朝鲜此前试验中的监测结果公布于世。有理由相信,这次试验的结果很可能也是如此。
(科学之家,译审/编辑:Mignon)