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地震和辐射监测如何揭示朝鲜的核秘密

朝鲜核试验引发全球关注,地震波证实地下爆炸,表明其核计划取得进展。

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甚至在朝鲜宣布进行第二次地下核武器试验之前,世界各地的科学家们就已经在描绘事件的景象。通过结合地震和辐射监测,科学家们预计很快就能大致了解这个流氓国家核计划的进展程度。

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周一上午9点55分,日本海岸的两处地震监测站探测到来自朝鲜2006年最后一次核试验区域的地震波。该地区自然地震活动很少,专家指出,这些波形与地震产生的模式不符。天然断层线的运动主要通过“s波”传递能量,而单点爆炸则通过压缩性p波释放更大比例的能量。在日本探测到的波形中,s波分量仅为p波的五分之一。“你不能说自然地震是不可能的,但这将非常罕见,”东京日本气象厅的Gen Aoki说道[《自然新闻》]。

专家指出,尽管规模不大,但用于《全面禁止核试验条约》(尚未生效)的爆炸探测器网络似乎已经准确地将此次爆炸识别为核试验。[1998年,美国参议院]在很大程度上拒绝了CTBT,部分原因是担心各国可能通过声称小型秘密武器试验是地震来欺骗。朝鲜此次试验的探测结果,让人希望参议院将不再有反对的理由[《新科学家》]。但科学家们需要做的不仅仅是证明地下爆炸产生了地面的涟漪;他们还需要确定炸弹的威力有多大,并证明震动不是由常规炸药引起的。

美国地质调查局报告称,此次地震事件的震级为4.7级。虽然根据震波计算地下爆炸的威力需要了解该地区的地理特征,但在此案例中,研究人员得益于2006年朝鲜在同一地点引爆其第一颗原子弹时进行的研究。2006年的试验被认为是“熄火”,即核装置未能产生自持链式反应,爆炸当量被评定为600吨TNT,即0.6千吨。

将2006年和此次爆炸的地震数据进行比较,专家估计周一的试验当量约为4千吨。虽然这比2006年的试验威力大得多,但专家指出,这仍然远低于印度和巴基斯坦等国试验的炸弹威力,也远低于1945年投在广岛的炸弹威力,其爆炸当量为15千吨。“这是又一次熄火吗?”美国科学家联合会核专家Hans M. Kristensen问道。“我们必须等待对地震数据的进一步分析,但到目前为止,早期媒体关于‘广岛级’核爆炸的报道似乎被夸大了。”[《纽约时报》]

地震学家Paul Richards也表示,爆炸不太可能来自常规炸药。“对我来说,数千吨的化学爆炸,所有物质在同一瞬间被引爆,是不可信的场景,”他说[《自然新闻》]。为了证实这一评估,专家将寻找从该地点飘散出的辐射痕迹;特别是,他们将寻找放射性氙同位素,其比例与其他来源(如核电站)释放的比例不同[《自然新闻》]。美国空军可能已经派出了一架载有特种“探测器”的飞机,能够探测风中的辐射,日本和俄罗斯的地面放射性核素监测站可能在几天内得到初步结果。

图片:美国地质调查局

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