เมฆจากระเบิดปรมาณูเหนือนางาซากิจาก Koyagi-jima ในปี 1945 เป็นหนึ่งในการระเบิดนิวเคลียร์ครั้งแรกที่เกิดขึ้นในโลกนี้ หลังจากหลายทศวรรษแห่งสันติภาพสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนเกาหลีกำลังจุดชนวนระเบิดอีกครั้ง เครดิต: Hiromichi Matsuda

วิทยาศาสตร์รู้ว่าประเทศกำลังทดสอบระเบิดนิวเคลียร์หรือไม่

แผ่นดินไหว? ระเบิดนิวเคลียร์ ฟิชชันหรือฟิวชั่น? เรารู้แม้ว่าผู้นำโลกจะโกหก

“ เกาหลีเหนือได้สอนบทเรียนที่ยอดเยี่ยมให้กับทุกประเทศในโลกโดยเฉพาะอย่างยิ่งประเทศเผด็จการเผด็จการหรืออะไรก็ตาม: หากคุณไม่ต้องการถูกรุกรานจากอเมริกาให้เอาอาวุธนิวเคลียร์มาด้วย” - Michael Moore

ในเวทีระหว่างประเทศมีหลายสิ่งที่น่ากลัวไปทั่วโลกมากกว่าความเป็นไปได้ที่จะเกิดสงครามนิวเคลียร์ หลายประเทศมีระเบิด - บางคนมีระเบิดเป็นฟิชชันเท่านั้นและบางประเทศประสบความสำเร็จในการหลอมรวมด้วยนิวเคลียร์ - แต่ไม่ใช่ทุกคนที่ประกาศสิ่งที่พวกเขามีต่อสาธารณชน อุปกรณ์ระเบิดนิวเคลียร์บางตัวในขณะที่ปฏิเสธ คนอื่นอ้างว่ามีระเบิดฟิวชั่นเมื่อพวกเขาไม่มีความสามารถ ขอบคุณที่มีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์โลกและความกดดันของคลื่นที่เดินทางผ่านเราไม่จำเป็นต้องมีชาติที่แท้จริงที่จะเข้าใจเรื่องราวที่แท้จริง

ภาพของ Kim Jong-Un วางจำหน่ายเพียงไม่กี่สัปดาห์ก่อนการระเบิดนิวเคลียร์ของเกาหลีเหนือ มันแสดงให้เห็นถึงผู้นำของประเทศที่ฟาร์ม Catfish ในสถานที่ที่ไม่เปิดเผยในเกาหลีเหนือ เครดิตรูปภาพ: รูปภาพ KNS / AFP / Getty

ในเดือนมกราคมปี 2559 รัฐบาลเกาหลีเหนืออ้างว่าพวกเขาจุดชนวนระเบิดของไฮโดรเจนซึ่งพวกเขาสัญญาว่าจะใช้กับผู้รุกรานที่คุกคามประเทศของพวกเขา แม้ว่าช่องข่าวจะแสดงรูปถ่ายของเมฆเห็ดพร้อมกับการรายงาน แต่มันไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการทดสอบนิวเคลียร์สมัยใหม่ นั่นคือเอกสารสำคัญ การแผ่รังสีที่ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศนั้นเป็นอันตรายและจะเป็นการละเมิดข้อตกลงที่ครอบคลุมการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ในปี 1996 ถ้าหากพวกเขาต้องการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์พวกเขาทำในที่ที่ไม่มีใครสามารถตรวจจับรังสีได้: ใต้ดินลึก

ในเกาหลีใต้การรายงานเกี่ยวกับสถานการณ์เลวร้าย แต่ไม่ถูกต้องเนื่องจากก้อนเมฆเห็ดที่แสดงนั้นมีอายุหลายสิบปีและเป็นภาพที่ไม่เกี่ยวข้องกับการทดสอบของเกาหลีเหนือ เครดิตภาพ: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis

คุณสามารถระเบิดระเบิดได้ทุกที่ที่คุณต้องการ: ในอากาศใต้น้ำในมหาสมุทรหรือทะเลหรือใต้ดิน หลักการทั้งสามนี้สามารถตรวจพบได้ในหลักการแม้ว่าพลังงานของการระเบิดจะได้รับ "อู้อี้" ไม่ว่าจะผ่านสื่อใดก็ตาม

  • อากาศเป็นคนที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดและเป็นงานที่แย่ที่สุดในการทำเสียงห้าแต้ม พายุฝนฟ้าคะนองการปะทุของภูเขาไฟการยิงจรวดและการระเบิดนิวเคลียร์ไม่เพียง แต่คลื่นเสียงที่หูของเราไว แต่คลื่นเสียงความถี่สูงที่มีความยาวคลื่นยาวและความถี่ต่ำซึ่งในกรณีของการระเบิดนิวเคลียร์นั้นมีพลังมากที่เครื่องตรวจจับทั่ว โลกจะรู้ได้ง่าย
  • น้ำมีความหนาแน่นมากขึ้นดังนั้นแม้ว่าคลื่นเสียงจะเดินทางได้เร็วกว่าในน้ำมากกว่าอากาศ แต่พลังงานก็จะกระจายไปตามระยะทางมากขึ้น อย่างไรก็ตามหากมีการระเบิดระเบิดนิวเคลียร์ใต้น้ำพลังงานที่ปล่อยออกมานั้นยิ่งใหญ่มากจนสามารถรับคลื่นแรงดันที่เกิดขึ้นได้อย่างง่ายดายโดยเครื่องตรวจจับพลังเสียง นอกจากนี้ไม่มีปรากฏการณ์ทางธรรมชาติทางน้ำที่อาจสับสนกับการระเบิดของนิวเคลียร์
  • ดังนั้นหากประเทศต้องการลองและ "ซ่อน" การทดสอบนิวเคลียร์ทางออกที่ดีที่สุดของพวกเขาคือการดำเนินการทดสอบใต้ดิน ในขณะที่คลื่นแผ่นดินไหวที่สร้างขึ้นสามารถแข็งแกร่งมากจากการระเบิดของนิวเคลียร์ธรรมชาติมีวิธีการสร้างคลื่นแผ่นดินไหวที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น: แผ่นดินไหว! วิธีเดียวที่จะแยกพวกมันออกจากกันก็คือการหาตำแหน่งที่แน่นอนเนื่องจากแผ่นดินไหวเกิดขึ้นน้อยมากที่ระดับความลึก 100 เมตรหรือน้อยกว่าในขณะที่การทดสอบนิวเคลียร์ (จนถึงตอนนี้) มักจะเกิดขึ้นในระยะห่างใต้ดินเพียงเล็กน้อย

ด้วยเหตุนี้ประเทศที่ตรวจสอบสนธิสัญญานิวเคลียร์ทดสอบห้ามได้จัดตั้งสถานีแผ่นดินไหวทั่วโลกเพื่อดมกลิ่นการทดสอบนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้น

ระบบตรวจสอบการทดสอบนิวเคลียร์ระหว่างประเทศแสดงการทดสอบห้าประเภทหลักและที่ตั้งของแต่ละสถานี ทั้งหมดบอกว่ามีสถานีที่ใช้งานอยู่ 337 ในปัจจุบัน เครดิตรูปภาพ: CTBTO

นี่เป็นการกระทำของการเฝ้าระวังแผ่นดินไหวซึ่งทำให้เราสามารถสรุปได้ว่าการระเบิดนั้นทรงพลังเช่นเดียวกับที่บนโลก - ในสามมิติ - มันเกิดขึ้น เหตุการณ์แผ่นดินไหวของเกาหลีเหนือที่เกิดขึ้นในปี 2559 ได้รับการตรวจพบทั่วโลก มีสถานีตรวจสอบที่ใช้งานอยู่ 337 แห่งทั่วโลกที่ไวต่อเหตุการณ์เช่นนี้ จากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา (USGS) พบว่ามีเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเกาหลีเหนือเมื่อวันที่ 6 มกราคม 2016 ซึ่งเท่ากับเหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาด 5.1 ที่เกิดขึ้นที่ระดับความลึก 0.0 กิโลเมตร ขึ้นอยู่กับขนาดของแผ่นดินไหวและคลื่นแผ่นดินไหวที่ตรวจพบเราสามารถสร้างปริมาณพลังงานที่เหตุการณ์ที่ปล่อยออกมา - ประมาณ 10 กิโลตันเทียบเท่ากับทีเอ็นทีและตรวจสอบว่าเป็นไปได้ว่าจะเกิดเหตุการณ์นิวเคลียร์หรือไม่

ด้วยความไวของสถานีตรวจสอบความลึกขนาดและตำแหน่งของการระเบิดที่ทำให้โลกสั่นเมื่อวันที่ 6 มกราคม 2016 สามารถสร้างได้อย่างดี เครดิตรูปภาพ: การสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกาผ่านทาง http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map

กุญแจที่แท้จริงนอกเหนือจากหลักฐานตามสถานการณ์ของขนาดและความลึกของแผ่นดินไหวนั้นมาจากคลื่นแผ่นดินไหวที่สร้างขึ้น โดยทั่วไปจะมีคลื่น S และคลื่น P ซึ่ง S หมายถึงคลื่นทุติยภูมิหรือแรงเฉือนในขณะที่ P หมายถึงคลื่นปฐมภูมิหรือความดัน การเกิดแผ่นดินไหวเป็นที่รู้จักกันในการสร้าง S-wave ที่แข็งแกร่งมากเมื่อเทียบกับ P-wave ในขณะที่การทดสอบนิวเคลียร์จะสร้าง P-Wave ที่แข็งแกร่งขึ้น ตอนนี้เกาหลีเหนืออ้างว่านี่เป็นระเบิดไฮโดรเจน (ฟิวชั่น) ซึ่งมีจำนวนมากและอันตรายยิ่งกว่าระเบิดฟิชชัน ในขณะที่พลังงานที่ปล่อยออกมาจากอาวุธฟิวชั่นที่ใช้ยูเรเนียมหรือพลูโทเนียมนั้นโดยปกติแล้วจะอยู่ที่ลำดับ 2-50 กิโลตันของทีเอ็นที H-bomb (หรือไฮโดรเจนระเบิด) สามารถปล่อยพลังงานออกมาได้อย่างยอดเยี่ยมเป็นพันเท่า ถูกจัดขึ้นโดยการทดสอบของซาร์บอมปาซาร์เมื่อปี 2504 ของสหภาพโซเวียตโดยมีการปล่อยพลังงานทีเอ็นที 50 เมกะตัน

การระเบิดของซาร์บอมปาในปี 1961 เป็นระเบิดนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดที่เคยเกิดขึ้นบนโลกและอาจเป็นตัวอย่างที่โด่งดังที่สุดของอาวุธฟิวชั่นที่เคยสร้างขึ้น เครดิตภาพ: Andy Zeigert / flickr

โปรไฟล์ของคลื่นที่ได้รับทั่วโลกบอกเราว่าไม่ใช่แผ่นดินไหว ใช่เกาหลีเหนืออาจระเบิดด้วยระเบิดปรมาณู แต่มันเป็นระเบิดฟิวชั่นหรือระเบิดฟิชชัน? มีความแตกต่างใหญ่ระหว่างสอง:

  • ระเบิดนิวเคลียร์ฟิชชันใช้องค์ประกอบหนักที่มีโปรตอนและนิวตรอนจำนวนมากเช่นไอโซโทปของยูเรเนียมหรือพลูโตเนียมบางชนิดและทิ้งระเบิดด้วยนิวตรอนที่มีโอกาสถูกจับโดยนิวเคลียส เมื่อการดักจับเกิดขึ้นมันจะสร้างไอโซโทปใหม่ที่ไม่เสถียรซึ่งจะแยกตัวออกเป็นนิวเคลียสที่เล็กลงปล่อยพลังงานและยังมีนิวตรอนอิสระเพิ่มเติมทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ หากการตั้งค่าทำได้อย่างถูกต้องอะตอมจำนวนมหาศาลสามารถรับปฏิกิริยานี้ได้โดยการเปลี่ยนสสารหลายร้อยมิลลิกรัมหรือแม้แต่ค่ากรัมของสสารเป็นพลังงานบริสุทธิ์ผ่าน E = E²ของ Einstein
  • ระเบิดนิวเคลียร์ฟิวชั่นใช้องค์ประกอบแสงเช่นไฮโดรเจนและภายใต้พลังงานมหาศาลอุณหภูมิและแรงกดดันทำให้องค์ประกอบเหล่านี้รวมกันเป็นองค์ประกอบที่หนักกว่าเช่นฮีเลียมปล่อยพลังงานมากขึ้นกว่าระเบิดฟิชชัน อุณหภูมิและความดันที่ต้องการนั้นยอดเยี่ยมมากจนวิธีเดียวที่เราจะหาวิธีสร้างระเบิดฟิวชั่นคือการล้อมรอบเชื้อเพลิงฟิวชั่นด้วยฟิชชันระเบิด: การปล่อยพลังงานมหาศาลสามารถกระตุ้นปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นที่เราต้องการ เพื่อปลดปล่อยพลังงานทั้งหมด สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนสสารเป็นพลังงานบริสุทธิ์ได้ในระยะฟิวชั่น
ความคล้ายคลึงกันระหว่างการทดสอบการแตกตัวของนิวเคลียร์ที่รู้จักและการทดสอบฟิชชันที่สงสัยว่าไม่มีความแน่นอน แม้จะมีการอ้างสิทธิ์ แต่หลักฐานก็แสดงให้เห็นถึงลักษณะที่แท้จริงของอุปกรณ์เหล่านี้ โปรดทราบว่าป้ายกำกับ Pn และ Pg อยู่ด้านหลังรายละเอียดที่อาจมีเพียงนักธรณีฟิสิกส์เท่านั้นที่จะสังเกตเห็น เครดิตรูปภาพ: Alex Hutko บน Twitter ผ่าน https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1

ในแง่ของผลผลิตพลังงานนั้นไม่มีทางที่แผ่นดินไหวเกาหลีเหนือเกิดจากระเบิดฟิวชั่น ถ้าเป็นเช่นนั้นมันจะเป็นพลังงานที่ต่ำที่สุดปฏิกิริยาฟิวชั่นที่มีประสิทธิภาพที่สุดที่เกิดขึ้นบนโลกและทำในลักษณะที่แม้แต่นักทฤษฎียังไม่แน่ใจว่ามันจะเกิดขึ้นได้อย่างไร ในอีกด้านหนึ่งมีหลักฐานเพียงพอว่านี่ไม่ใช่อะไรมากไปกว่าการระเบิดฟิชชันเนื่องจากผลลัพธ์ของสถานีแผ่นดินไหว - โพสต์และบันทึกโดยนัก seismologist Alexander Hutko - แสดงความคล้ายคลึงกันอย่างไม่น่าเชื่อระหว่างระเบิดฟิชชันเกาหลี 2013 และการระเบิดปี 2559

ความแตกต่างระหว่างการเกิดแผ่นดินไหวตามธรรมชาติซึ่งมีสัญญาณเฉลี่ยแสดงเป็นสีน้ำเงินและการทดสอบนิวเคลียร์ดังที่แสดงเป็นสีแดงทำให้ไม่มีความคลุมเครือเกี่ยวกับลักษณะของเหตุการณ์ดังกล่าว เครดิตรูปภาพ: 'สัญญาณคลื่นไหวสะเทือนแบบ Sleuthing', รีวิววิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, มีนาคม 2009

ข้อมูลทั้งหมดที่เรามีชี้ไปที่ข้อสรุปหนึ่งอย่าง: ผลลัพธ์ของการทดสอบนิวเคลียร์นี้คือเรามีปฏิกิริยาฟิชชันเกิดขึ้นโดยไม่มีคำใบ้ของปฏิกิริยาฟิวชั่น ไม่ว่าจะเป็นเพราะเวทีฟิวชั่นได้รับการออกแบบและล้มเหลวหรือเนื่องจากความคิดที่ว่าเกาหลีเหนือมีระเบิดฟิวชั่นได้รับการออกแบบมาเพื่อเป็นเล่ห์เหลี่ยมข่มขู่นี้แน่นอนไม่ใช่แผ่นดินไหว! คลื่น S และคลื่น P- พิสูจน์ให้เห็นว่าเกาหลีเหนือกำลังจุดชนวนอาวุธนิวเคลียร์โดยฝ่าฝืนกฎหมายระหว่างประเทศ แต่การอ่านคลื่นไหวสะเทือนแม้จะอยู่ในสถานที่ห่างไกลพวกเขาบอกเราว่ามันไม่ใช่ระเบิดฟิวชั่น เกาหลีเหนือมีเทคโนโลยีนิวเคลียร์ยุค 1940 แต่ไม่มีอะไรเพิ่มเติม การทดสอบทั้งหมดของพวกเขาเป็นเพียงการแยกเท่านั้นไม่ใช่การฟิวชั่น แม้ว่าผู้นำโลกจะโกหกโลกก็จะบอกความจริงกับเรา

Starts With A Bang ได้เข้าร่วมฟอร์บส์และได้รับการตีพิมพ์ซ้ำในสื่อขอบคุณผู้สนับสนุน Patreon ของเรา อีธานได้ประพันธ์หนังสือสองเล่ม Beyond the Galaxy และ Treknology: วิทยาศาสตร์ของ Star Trek จาก Tricorders ถึง Warp Drive