【博科园-科学科普】在国际舞台上没有什么比核战争的可能性更可怕的了。许多国家都有核弹——有些国家只有裂变核弹，而有一些国家已经实现了更致命的核聚变，但并非所有国家都公开宣称拥有核武器。一些引爆核装置的同时否认它，另一些声称他们在没有能力的情况下拥有聚变炸弹。
1945年来自koyagi - jima的原子弹在长崎上空的蘑菇云成为世界上第一次核爆炸。经过几十年的和平，朝鲜再次引爆炸弹。图片版权：Hiromichi Matsuda
由于对科学、地球和压力波的深入理解，我们不需要一个国家来自己说他们有核武器。
在最近的朝鲜核爆炸前几周，金正恩发布了一张照片。在朝鲜的一个秘密地点，图片显示了这个国家在鲶鱼农场的领导人。图片版权：KNS/AFP/Getty Images
2016年1月朝鲜政府声称他们引爆了一枚氢弹，他们承诺将对任何威胁他们国家的侵略者使用。尽管新闻媒体在报道中展示了蘑菇云的照片，但这些并不是现代核试验的一部分，这是档案片段。释放到大气中的辐射是危险的，而且将明显违反1996年《全面禁止核试验条约》。因此如果他们想要测试核武器，他们通常做的是，在没有人能探测到辐射的地方：在地下深处。
在韩国对形势的报道是可怕的，但不准确，因为所展示的蘑菇云已经几十年了，与朝鲜核试验无关。图片版权：Yao Qilin/Xinhua Press/Corbis
你可以在任何你喜欢的地方引爆炸弹：在空中，在水下或在海上或者在地下。这三种方法在理论上都可以探测到，尽管爆炸的能量通过任何介质“被抑制”：
1、空气密度最小，最糟糕就是把声音弄乱。雷暴、火山爆发、火箭发射和核爆炸发出的声音不仅是我们耳朵敏感的声波，而且是红外线(长波长，低频)的波，在核爆炸的情况下，它是如此的充满活力，以至于全世界的探测器都很容易知道它。
2、水的密度更大，虽然声波在水中的传播速度比在空气中要快，但在距离上能量消耗更大。然而如果一枚核弹在水下被引爆，释放的能量是如此之大，以至于许多国家已经部署的水声探测器可以很容易地捕捉到产生的压力波。此外没有任何可能与核爆炸相混淆的水生自然现象。
3、因此如果一个国家想要“隐藏”核试验，那么他们最好的方法就是在地下进行测试。虽然从核爆炸中产生的地震波可以很强烈，但自然有一种更强的地震波产生方法——地震！把它们区分开来的唯一方法就是把准确的位置进行三角测量，因为地震很少发生在100米或更低的深度，而核试验(到目前为止)一直只发生在地下很短的距离。
为了实现这一目标，加入《核禁试条约》的国家已经在世界各地建立了地震监测站，以探测任何发生的核试验。
国际核测试监测系统，展示了五种主要类型的测试和每个站的位置。总的来说目前有337个活跃站点。图片版权：CTBTO
这是一种地震监测的行为，它允许我们得出关于爆炸有多大威力的结论，以及在地球上的三维空间中发生的情况。2016年发生的朝鲜地震事件在世界各地都有被发现；地球上有337个对类似事件敏感的监测站。根据美国地质调查局(USGS)的数据，2016年1月6日发生在朝鲜的事件相当于5.1级地震，深度为0.0公里。根据地震的震级和探测到的地震波，我们可以重建事件释放的能量，大约相当于10千吨TNT——并确定这是否可能是核事件。
由于监测站的敏感性，在2016年1月6日造成地球震动的爆炸的深度、震级和位置都可以得到确认。图片版权：United States Geological Survey, via
真正关键的是超越了地震的大小和深度的间接证据，来自于产生的地震波的类型。一般来说有横波(S波)和纵波(P波）。众所周知与p波相比，地震能产生很强的横波(S波)，而核测试则产生更强的纵波(P波）。现在朝鲜声称这是一个氢(聚变)炸弹，比裂变炸弹更致命。而铀或钚聚变武器释放出的能量通常是2-50吨的 TNT，氢弹 (或氢弹)的能量释放量是1000倍，（下图）这是苏联对沙皇上1961测试的记录，有5700万吨TNT的能量释放 。
1961年的沙皇炸弹爆炸是有史以来在地球上发生的最大的核爆炸，也许是有史以来最著名的核聚变武器。图片版权：Andy Zeigert / flickr
在世界各地收到的海浪资料告诉我们这不是地震。朝鲜可能引爆了一枚原子弹。但是它是一颗核聚变炸弹还是一枚裂变炸弹？两者之间有很大的区别：
1、核裂变炸弹携带大量的质子和中子，就像某些铀或钚的同位素，用中子轰击它们，这些中子有机会被原子核捕获。当捕获发生时它会产生一种新的不稳定的同位素，它既可以分解成较小的原子核，释放能量，也可以释放额外的自由中子，从而产生连锁反应。如果设置得通过爱因斯坦的E = mc ^ 2当巨大数量的原子可以进行这个反应把数百毫克甚至克的物质变成纯粹的能量。
2、一颗核聚变炸弹就像氢气一样，在巨大的能量、温度和压力下，将这些元素组合成更重的元素，比如氦释放出比裂变核弹更多的能量。所需的温度和压力太大,唯一的方法，我们想出了如何创建一个聚变核弹是围绕一个小球的聚变燃料裂变炸弹，只有巨大能量释放可以触发核聚变反应我们需要释放所有的能量。这可以在聚变阶段将一公斤物质转化为纯能量。
已知的核裂变测试和可疑的裂变测试之间的相似性是显而易见的。尽管提出了什么要求，但这些证据揭示了这些设备的真实本质。注意Pn和Pg标签是反向的，可能只有地球物理学家会注意到的细节。图片版权：Alex Hutko onTwitter, via
就能源产量而言，朝鲜的地震绝不可能是由一枚核弹造成的。如果是这样的话它将是迄今为止在地球上创造的最低能量、最有效的聚变反应，而且在某种程度上，即使是理论家也不确定它会如何发生。另一方面有充分的证据表明，这只不过是一枚核裂变炸弹，地震学家亚历山大·哈科(Alexander Hutko)在其发布和记录下的地震台站结果显示，2013年的朝鲜核裂变炸弹与2016年的爆炸之间惊人的相似。
自然发生的地震其平均信号以蓝色显示和一个核试验如红色所示，不同于这样一个事件的性质。图片：'Sleuthing Seismic Signals', Science and Technology Review, March 2009
换句话说我们所有的数据都指向一个结论：这次核试验的结果是发生了裂变反应，没有任何聚变反应的迹象。无论是否因为一个融合阶段被设计和失败或者因为朝鲜有一个融合炸弹被设计成令人生畏的诡计，但在这绝对不是地震！横波(S波)和纵波(P波）证明朝鲜在违反国际法的情况下正在引爆核武器，但地震数据显示，尽管朝鲜拥有令人难以置信的偏远地区，但它并不是一枚核弹。朝鲜的确拥有1940年代的核技术，但仅此而已。他们所有的测试都只是裂变，而不是核聚变。即使有领导人说谎，地球也会告诉我们真相。
作者：Ethan Siegel（天体物理学家）
来自：forbes
编译：卿君侧
审校：博科园
