Skyen fra atombomben over Nagasaki fra Koyagi-jima i 1945 var en av de første atomoner som foregikk på denne verden. Etter flere tiår med fred detonerer Nord-Korea bomber igjen. Kreditt: Hiromichi Matsuda.

Vitenskapen vet om en nasjon tester atombomber

Jordskjelv? Atomeksplosjon? Fisjon eller fusjon? Vi vet, selv om verdensledere lyver.

"Nord-Korea har lært en stor leksjon for alle landene i verden, spesielt de useriøse landene med diktaturer eller hva som helst: hvis du ikke vil bli invadert av Amerika, få noen atomvåpen." -Michael Moore

På den internasjonale scenen er det få ting som er mer skremmende for hele verden enn den truende muligheten for atomkrig. Mange nasjoner har bomben - noen med bare fisjon-bomber, andre har oppnådd den dødeligere atomfusjonen - men ikke alle erklærer offentlig hva de har. Noen detoner atomvåpen mens de benekter det; andre hevder å ha fusjonsbomber når de ikke har evnen. Takket være en dyp forståelse av vitenskapen, jorden, og hvordan trykkbølger beveger seg gjennom den, trenger vi ikke en sannferdig nasjon for å finne ut den virkelige historien.

Et bilde av Kim Jong-Un, som ble utgitt bare uker før den siste nordkoreanske kjernedonasjonen. Det viser nasjonens leder på Catfish farm på et ikke avslørt sted i Nord-Korea. Bildekreditt: KNS / AFP / Getty Images.

I januar 2016 hevdet den nordkoreanske regjeringen at de detonerte en hydrogenbombe, som de lovet å bruke mot eventuelle aggressorer som truet landet deres. Selv om nyhetsstedene viste bilder av soppskyer ved siden av rapporteringen, er de ikke en del av moderne kjernefysiske tester; det var arkivopptak. Strålingen som blir sluppet ut i atmosfæren er farlig, og vil være et klart brudd på traktaten om omfattende kjernefysisk testforbud fra 1996. Så hva nasjoner generelt gjør, hvis de vil teste atomvåpen, er de gjør det der ingen kan oppdage strålingen: dypt under jorden.

I Sør-Korea er rapporteringen om situasjonen alvorlig, men unøyaktig, da soppskyene som er vist er tiår gamle og ikke relatert opptak til de nordkoreanske testene. Bildekreditt: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Du kan detonere en bombe hvor du vil: i luften, under vann i havet eller havet eller under jorden. Alle tre av disse er i prinsippet påviselige, selv om energien fra eksplosjonen blir "dempet" av hvilket medium den reiser gjennom.

  • Air, som den minst tette, gjør den verste jobben med å dempe lyden. Tordenvær, vulkanutbrudd, rakettoppskytninger og atomeksplosjoner avgir ikke bare lydbølgene ørene våre er følsomme for, men infrasonic (lang bølgelengde, lav frekvens) bølger som - i tilfelle av en atomeksplosjon - er så energiske at detektorer over hele verden ville lett vite det.
  • Vann er tettere, og selv om lydbølger beveger seg raskere i vannmediet enn de gjør i luft, forsvinner energien mer betydelig over avstanden. Imidlertid, hvis en atombombe blir detonert under vann, er energien som frigjøres så stor at trykkbølgene som genereres veldig lett kan bli plukket opp av de hydroakustiske detektorene mange nasjoner har utplassert. I tillegg er det ingen vannlevende naturfenomener som kan forveksles med en atomeksplosjon.
  • Så hvis et land vil prøve å "skjule" en kjernefysisk test, er deres beste alternativ å gjennomføre testen under jorden. Mens de dannede seismiske bølger kan være veldig sterke fra en kjernefysisk eksplosjon, har naturen en enda sterkere metode for seismikkbølgenerering: jordskjelv! Den eneste måten å skille dem fra hverandre er å triangulere den nøyaktige plasseringen, ettersom jordskjelv bare veldig, veldig sjelden forekommer på en dybde på 100 meter eller mindre, mens kjernefysiske tester (så langt) alltid har skjedd bare en liten avstand under jorden.

For dette formål har landene som har bekreftet traktaten om kjernefysisk testforbud, opprettet seismiske stasjoner over hele verden for å sniffe ut kjernefysiske tester som oppstår.

Internasjonalt overvåkningssystem for kjernefysisk test, som viser frem de fem hovedtyper av tester og plasseringene til hver stasjon. Alt i alt er det 337 aktive stasjoner for tiden. Bildekreditt: CTBTO.

Det er denne seismiske overvåkningen som lar oss trekke konklusjoner om hvor kraftig en eksplosjon var, samt hvor på jorden - i tre dimensjoner - den skjedde. Den nordkoreanske seismiske hendelsen som skjedde i 2016 ble oppdaget over hele verden; det er 337 aktive overvåkningsstasjoner over hele jorden som er følsomme for hendelser som dette. I følge United States Geological Survey (USGS) var det en hendelse som skjedde i Nord-Korea 6. januar 2016, det tilsvarte et jordskjelv på 5,1, som skjedde på 0,0 kilometer. Basert på jordskjelvets omfang og de seismiske bølgene som ble oppdaget, kan vi begge rekonstruere energimengden som hendelsen frigjorde - rundt tilsvarer 10 kiloton TNT - og bestemme om dette sannsynligvis er en kjernefysisk hendelse eller ikke.

Takket være følsomheten til overvåkningsstasjonene, kan dybden, størrelsen og plasseringen av eksplosjonen som fikk jorden til å riste 6. januar 2016 være godt etablert. Bildekreditt: United States Geological Survey, via http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

Den sanne nøkkelen, utover det faktiske beviset på jordskjelvets størrelse og dybde, kommer fra de typer seismiske bølger som genereres. Generelt er det S-bølger og P-bølger, der S står for sekundær eller skjær, mens P står for primær eller trykk. Jordskjelv er kjent for å generere veldig sterke S-bølger sammenlignet med P-bølger, mens kjernefysiske tester genererer mye sterkere P-bølger. Nå hevdet Nord-Korea at dette var en hydrogen (fusjons) bombe, som er mye, mye dødeligere enn fisjon bomber. Mens energien som frigjøres av et uran- eller plutoniumbasert fusjonsvåpen typisk er i størrelsesorden 2–50 kilo TNT, kan en H-bombe (eller Hydrogenbombe) ha energiutgivelser som er tusen ganger så store, med rekorden som ble avholdt av Sovjetunionens test fra 1961 av tsaren Bomba, med 50 megatons verdi av TNT energi frigitt.

Tsar Bomba-eksplosjonen fra 1961 var den største kjernedonasjonen noensinne som fant sted på jorden, og er kanskje det mest kjente eksemplet på et fusjonsvåpen som noen gang er skapt. Bildekreditt: Andy Zeigert / flickr.

Profilen til bølgene mottatt over hele verden forteller oss at det ikke var et jordskjelv. Så ja, Nord-Korea sprengte antagelig en atombombe. Men var det en fusjonsbombe eller en fisjon bombe? Det er en stor forskjell mellom de to:

  • En kjernefysjonsbombe tar et tungt element med mange protoner og nøytroner, som visse isotoper av uran eller plutonium, og bombarderer dem med nøytroner som har en sjanse til å bli fanget av kjernen. Når fangst oppstår, skaper den en ny, ustabil isotop som både vil dissosiere i mindre kjerner, frigjøre energi, og også ekstra frie nøytroner, slik at en kjedereaksjon kan oppstå. Hvis oppsettet gjøres på riktig måte, kan enorme antall atomer gjennomgå denne reaksjonen, og gjøre hundrevis av milligram eller til og med gram verdt stoff til ren energi via Einsteins E = mc².
  • En atomfusjonsbombe tar lette elementer, som hydrogen, og under enorme energier, temperaturer og trykk, får disse elementene til å bli kombinert i tyngre elementer som helium, og frigjør enda mer energi enn en fisjon-bombe. Temperaturene og trykket som kreves er så store at den eneste måten vi har funnet ut hvordan vi lager en fusjonsbombe er å omgi en pellet med fusjonsdrivstoff med en fisjoneringsbombe: bare den enorme frigjøringen av energi kan utløse den kjernefusjonsreaksjonen vi trenger å frigjøre all den energien. Dette kan bli opptil en kilo materie til ren energi i fusjonsstadiet.
Likheten mellom kjente klyvfisjonstester og en mistenkt fisjonstest er umiskjennelig. Til tross for hvilke påstander som fremmes, avslører bevisene den sanne naturen til disse enhetene. Legg merke til at Pn- og Pg-etikettene er bakover, detaljer som kanskje bare en geofysiker vil legge merke til. Bildekreditt: Alex Hutko på Twitter, via https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/foto/1.

Når det gjelder energiutbytte er det bare ingen måte det nordkoreanske skjelvet ble forårsaket av en fusjonsbombe. Hvis det var det, ville det være den desidert laveste energien, mest effektive fusjonsreaksjonen som noen gang er skapt på planeten, og gjort det på en måte som til og med teoretikere er usikre på hvordan den kan skje. På den annen side er det rikelig med bevis på at dette ikke var mer enn en fisjon-bombe, ettersom dette seismiske stasjonsresultat - lagt ut og registrert av seismolog Alexander Hutko - viser den utrolige likheten mellom den nordkoreanske fisjonasjonsbomben 2013 og eksplosjonen i 2016.

Forskjellen mellom naturlig forekommende jordskjelv, hvis gjennomsnittlige signal er vist i blått, og en kjernefysisk test, som vist i rødt, etterlater ingen tvetydighet med hensyn til arten av en slik hendelse. Bildekreditt: 'Sleuthing Seismic Signals', Science and Technology Review, mars 2009.

Med andre ord, alle dataene vi har peker på en konklusjon: resultatet av denne kjernefysiske testen er at vi har en fisjon-reaksjon som finner sted, uten antydning til en fusjonsreaksjon. Uansett om det var fordi et fusjonsstadium ble designet og mislyktes, eller fordi ideen om at Nord-Korea hadde en fusjonsbombe ble designet til å være en skremmende ruse, var dette definitivt ikke et jordskjelv! S-bølgene og P-bølgene beviser at Nord-Korea detonerer atomvåpen, i strid med folkeretten, men de seismiske avlesningene, til tross for deres utrolige avsidesliggende steder, forteller oss at det ikke var en fusjonsbombe. Nord-Korea har kjernefysisk teknologi fra 1940-tallet, men ikke lenger. Alle testene deres har vært bare fisjon, ikke fusjon. Selv når verdensledere lyver, vil jorden fortelle oss sannheten.

Starts With A Bang er nå på Forbes, og utgis på Medium takket være Patreon-supporterne. Ethan har forfatter to bøker, Beyond The Galaxy, og Treknology: The Science of Star Trek fra Tricorders til Warp Drive.