Oblak atomske bombe nad Nagasakijem iz Koyagi-jjima 1945. godine bio je jedna od prvih nuklearnih detonacija koja se dogodila na ovom svijetu. Nakon desetljeća mira, Sjeverna Koreja ponovo eksplodira bombe. Zasluge: Hiromichi Matsuda.

Znanost zna testira li nacija nuklearne bombe

Potres? Nuklearna eksplozija? Fisija ili fuzija? Znamo, čak i ako svjetski lideri lažu.

„Sjeverna Koreja je naučila sjajnu lekciju svim zemljama svijeta, posebno neravnim zemljama diktature ili što već: ako ne želite da ih napadne Amerika, nabavite nešto nuklearnog oružja.“ -Michael Moore

Na međunarodnoj sceni svijet je uopće zastrašujuće za svijet od gipke mogućnosti nuklearnog rata. Mnoge nacije imaju bombu - neke su bombama koje imaju samo fisiju, druge su postigle smrtonosniju nuklearnu fuziju - ali ne objavljuju se svi javno što imaju. Neki detoniraju nuklearne uređaje, iako ih negiraju; drugi tvrde da posjeduju fuzijske bombe kad nemaju mogućnosti. Zahvaljujući dubokom razumijevanju znanosti, Zemlji i kako tlačni valovi putuju kroz nju, ne treba nam istinita nacija da bismo shvatili stvarnu priču.

Fotografija Kim Jong-Una, objavljena samo nekoliko tjedana prije najnovije nuklearne detonacije u Sjevernoj Koreji. Pokazuje vođu zemlje na farmi Catfish na neotkrivenom mjestu u Sjevernoj Koreji. Kreditna slika: KNS / AFP / Getty Images.

U siječnju 2016., sjevernokorejska vlada tvrdila je da je detonirala hidrogensku bombu, koju su obećali upotrijebiti protiv svih agresora koji prijete njihovoj zemlji. Iako su iz vijesti prikazane fotografije oblaka gljiva uz njihovo izvještavanje, one nisu dio modernih nuklearnih testova; to su bili arhivski snimci. Zračenje koje se ispušta u atmosferu je opasno i moglo bi predstavljati očito kršenje Ugovora o sveobuhvatnoj zabrani nuklearnog ispitivanja iz 1996. godine. Dakle, ono što općenito rade, ako žele testirati nuklearno oružje, jesu li to tamo gdje nitko ne može otkriti zračenje: duboko pod zemljom.

U Južnoj Koreji izvještavanje o situaciji je strašno, ali netočno, jer prikazani oblaci gljiva stari su desetljećima i nepovezani su snimci na sjevernokorejskim testovima. Kreditna slika: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Bombu možete eksplodirati bilo gdje: u zraku, podmorju u oceanu ili moru ili podzemlju. Sva su trojica u principu moguće otkriti, iako se energija eksplozije "prigušuje" bilo kojim medijem kroz koji prolazi.

  • Zrak je, najmanje gust, najgori posao prigušivanja zvuka. Grmljavinske oluje, vulkanske erupcije, rakete i nuklearne eksplozije ne emitiraju samo zvučne valove na koje su naša uši osjetljiva, već infrazvučne (dugačka valna duljina, niska frekvencija) valovi koji su - u slučaju nuklearne eksplozije - toliko energični da detektore širom svijeta svijet bi to lako znao.
  • Voda je gušća, pa iako zvučni valovi putuju brže u vodi nego što to čine u zraku, energija se znatno više rasipa na daljinu. Međutim, ako se nuklearna bomba detonira pod vodom, oslobođena energija je tolika da se tlačni valovi mogu vrlo lako pokupiti hidroakustičnim detektorima koje su mnoge zemlje postavile. Osim toga, ne postoje vodeni prirodni fenomeni koji bi se mogli zamijeniti s nuklearnom eksplozijom.
  • Dakle, ako neka zemlja želi pokušati i sakriti nuklearni test, njihova je najbolja opklada provesti test pod zemljom. Iako generirani seizmički valovi mogu biti vrlo snažni od nuklearne eksplozije, priroda ima još jaču metodu stvaranja seizmičkih valova: zemljotresi! Jedini način da im se razdvoji je da odrede točnu lokaciju, jer se potresi vrlo, vrlo rijetko događaju na dubini od 100 metara ili manje, dok se nuklearni testovi (dosad) uvijek događaju samo na maloj udaljenosti pod zemljom.

U tu svrhu, zemlje koje su potvrdile Ugovor o zabrani nuklearnih ispitivanja postavile su seizmičke stanice u cijelom svijetu kako bi izvrgavale sve nuklearne testove.

Međunarodni sustav praćenja nuklearnih testova, koji prikazuje pet glavnih vrsta ispitivanja i lokacije svake stanice. Sve u svemu, trenutno ima 337 aktivnih stanica. Kreditna slika: CTBTO.

Upravo taj čin seizmičkog nadzora omogućava nam da izvučemo zaključke o tome koliko je eksplozija bila snažna, kao i gdje se na Zemlji - u tri dimenzije - dogodila. Sjevernokorejski seizmički događaj koji se dogodio 2016. godine otkriven je u cijelom svijetu; Širom Zemlje postoji 337 aktivnih nadzornih stanica koje su osjetljive na događaje poput ovoga. Prema američkom Geološkom istraživanju (USGS), dogodio se događaj koji se dogodio u Sjevernoj Koreji 6. siječnja 2016., a to je bio ekvivalent potresa magnitude 5,1, koji se dogodio na dubini od 0,0 kilometara. Na temelju jačine potresa i otkrivenih seizmičkih valova, možemo obojiti rekonstrukciju količine energije koju je događaj oslobodio - oko protuvrijednosti 10 kilotona TNT-a - i odrediti je li to vjerojatno nuklearni događaj ili ne.

Zahvaljujući osjetljivosti stanica za praćenje, dubina, veličina i mjesto eksplozije zbog koje se Zemlja trese 6. siječnja 2016., mogu se utvrditi. Kreditna slika: Sjedinjene Države Geological Survey, putem http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

Pravi ključ, izvan eksplicitnih dokaza veličine i dubine potresa, potječe od vrsta nastalih seizmičkih valova. Općenito, postoje S-valovi i P-valovi, pri čemu S znači sekundarno ili smicanje, dok P označava primarni ili tlačni. Poznato je da potresi stvaraju vrlo jake S-valove u usporedbi s P-valovima, dok nuklearni testovi stvaraju mnogo jače P-valove. Sada je Sjeverna Koreja tvrdila da je to vodikova (fuzijska) bomba, koja je puno, mnogo smrtonosnija od bombi s fisijama. Dok energija koju oslobađa fuzijsko oružje na bazi urana ili plutonija tipično bude reda od 2 do 50 kilotona TNT-a, H-bomba (ili Vodikova bomba) može imati ispuštanje energije i tisuću puta veće, s tim podacima održana je testom carske bombe iz Sovjetskog Saveza 1961., uz 50 megatona u vrijednosti TNT-a.

Eksplozija Tsar Bomba iz 1961. godine bila je najveća nuklearna detonacija koja se ikada dogodila na Zemlji i možda je najpoznatiji primjer fuzijskog oružja ikad stvorenog. Kreditna slika: Andy Zeigert / flickr.

Profil valova primljenih širom svijeta govori nam da to nije bio potres. Pa da, Sjeverna Koreja je vjerojatno detonirala atomsku bombu. Ali, je li to bila fuzijska bomba ili fisiona bomba? Postoji velika razlika između to dvoje:

  • Bomba nuklearne fisije uzima težak element s puno protona i neutrona, poput određenih izotopa Urana ili Plutonanija, i bombardira ih neutronima koji imaju priliku zarobiti jezgro. Kad dođe do hvatanja, stvara novi, nestabilan izotop koji će se disocirati na manje jezgre, oslobađajući energiju, a također i dodatne slobodne neutrone, omogućujući pojavu lančane reakcije. Ako se postavljanje obavi pravilno, ogroman broj atoma može proći ovu reakciju, pretvarajući stotine miligrama ili čak grama vrijednu materiju u čistu energiju putem Einsteinove E = mc².
  • Nuklearna fuzijska bomba uzima lagane elemente, poput vodika, a pod ogromnim energijama, temperaturama i pritiscima, čini da se ti elementi kombiniraju u teže elemente poput helija, oslobađajući još više energije nego bomba koja se dijeli. Potrebne temperature i pritisci toliko su veliki da smo jedini način na koji smo smislili kako stvoriti fuzijsku bombu okružiti pelet fuzijskog goriva s bombom za deljenje: samo to ogromno oslobađanje energije može pokrenuti reakciju nuklearne fuzije koja nam je potrebna osloboditi svu tu energiju. To se u fazi fuzije može pretvoriti u kilogram materije u čistu energiju.
Sličnost između poznatih testova nuklearne fisije i sumnjivog testa fisije je nemjerljiva. Unatoč tvrdnjama o kojima se tvrdi, dokazi otkrivaju pravu prirodu ovih uređaja. Imajte na umu da su oznake Pn i Pg unatrag, detalji koje bi samo geofizičar mogao primijetiti. Bonus slike: Alex Hutko na Twitteru, putem https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

Što se tiče energetskog prinosa, skoro da nema načina da je sjevernokorejski potres izazvan fuzijskom bombom. Da jest, bila bi to daleko najniža energija, najučinkovitija fuzijska reakcija ikad stvorena na planeti, i to na način da čak ni teoretičari nisu sigurni kako bi se to moglo dogoditi. S druge strane, postoji dovoljno dokaza da ovo nije bilo ništa drugo nego bomba koja se dijeli, jer ovaj rezultat seizmičke stanice - objavio i zabilježio seizmolog Alexander Hutko - pokazuje nevjerojatnu sličnost između bombe za frizioniranje Sjeverne Koreje iz 2013. godine i eksplozije iz 2016. godine.

Razlika između prirodnih zemljotresa, čiji je prosječni signal prikazan plavom bojom, i nuklearnog testa, prikazanog crvenom bojom, ne ostavlja dvosmislenost u prirodi takvog događaja. Kreditna slika: 'Uspavani seizmički signali', Pregled znanosti i tehnologije, ožujak 2009.

Drugim riječima, svi podaci koji imamo upućuju na jedan zaključak: rezultat ovog nuklearnog testa je da imamo reakciju fisije, bez naznaka fuzijske reakcije. Bez obzira je li to bilo zato što je faza fuzije dizajnirana i nije uspjela ili zato što je ideja da Sjeverna Koreja ima fuzijsku bombu zamišljena kao zastrašujuća ruza, to definitivno nije bio potres! S-valovi i P-valovi dokazuju da Sjeverna Koreja detonira nuklearno oružje, kršeći međunarodno pravo, ali seizmička očitanja govore, unatoč nevjerojatnim udaljenim lokacijama, govore da to nije bila fuzijska bomba. Sjeverna Koreja ima nuklearnu tehnologiju iz 1940-ih, ali ne i dalje. Svi su njihovi testovi bili puka fisija, a ne fuzija. Čak i kad svjetski čelnici lažu, Zemlja će nam reći istinu.

Starts With A Bang je sada na Forbesu, a objavljen je na Mediumu zahvaljujući našim pristalicama Patreona. Ethan je autor dvije knjige, Beyond The Galaxy i Treknology: The Science of Star Trek od Tricorders do Warp Drive-a.