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朝鲜真的是氢弹爆炸吗?为什么次声可以监测核爆炸?

发布时间:2019-06-24 11:41 来源:未知 编辑:admin

  朝鲜小朋友又闹事了!昨天这则消息刷爆了朋友圈,可怜笔者忙得太晚未能顾及,不过今天还是要赞下我们中科院的严谨和高效,中科大地空学院已经精确测定了朝鲜此次核爆炸的位置和当量。经过与2013年的地震波数据比对测定,确认朝鲜与2016年1月6日当地时间早上9点30分在朝鲜丰溪核实验基地进行了一次地下核实验。

  中科大地空学院这次测定核爆炸采用了地震波探测技术,这是有效检测核爆炸的四种手段之一。1994 年,联合国日内瓦裁军谈判中提出全面禁止核试验条约时,确定次声、水声、地震和放射性核素作为全面禁止核试验的四种重要监测技术手段。说到这里我们中科院声学研究所不免要得意一下了,其中有两种方法都是属于声学领域的技术手段哦。

  水声顾名思义就是和水这种介质有关的声了,这个分类与次声和超声按频率划分不同,是按其作用的介质来划分的。水声主要研究声波在水下的产生、传播和接收的声学问题。而且,声波是目前已知的唯一能够在水中远距离传播的波动,这个特性让电磁波和光就非常汗颜,因为后面两种方式在水里压根就传播不了多少距离。水声监测主要面向海洋内部的地震、火山、核爆炸以及大量军事应用,所以各国构建水声监测网络都是要求严格保密,而这次朝鲜也是地下核试验,因此也就不多说了。

  次声是指频率低于20 Hz 的声波,这个声音我们的耳朵根本是听不到的。自然界中的次声是相当广泛的,海上风暴、火山爆发、陨石落地、海啸、电闪雷鸣、波浪拍岸、空中湍流、龙卷风、磁暴、极光等都可能伴有次声波的发生;人类活动中的火炮发射、导弹飞行、核爆炸、轮船航行、汽车急驰,甚至像鼓风机、搅拌机等也都能产生次声波。次声波的频率很低,由此也具备了种种奇特的性质,其中最显著的特点是传播的距离远,而且不容易被吸收。因此次声监测成为了探测核爆炸的主要途径之一,也是远程灾害预测(包括地震、海啸、龙卷风等)的重要手段。

  让我们先概览一下核爆炸中次声的产生和传播过程:大气层核爆炸后释放出巨大的能量,其中约有50%成为冲击波。刚开始是以超声速膨胀向外传播,随着距离变远慢慢衰减成声波,再经大气吸收、反射、折射、散射、频散等衰减,大约在距声源50公里以外,声强继续降低,波长继续变宽,频率继续降低,逐渐蜕化成次声波。核爆炸激发的次声波衰减很慢,在距离地面50公里的高空传播几千公里后,衰减还不到万分之几。1961 年,前苏联在北极圈内新地岛进行的核试验激发的次声波就曾绕地球转了5 圈。

  因此,若能通过次声传感器监测到这种次声信号,自然就可以监测出是否进行了核爆炸试验。若能有多个点同时监测到这种信号,利用简单的三角定位就可以确定这种核爆炸的时间和地点。因此为了能够准确监测全球范围内的核试验,IMS拟在全球建立60个次声监测台站,目前已经建成了37个,次声监测台站的间距大概是在2000公里左右。下图是IMF已经完成的次声监测台站布点,我们国家的北京、昆明和新疆也在参与此项工作。

  下图是美国WRAI次声站监测给出的1980 年10 月16 日我们国家的一次热核试验的次声信号。1996年后,我们国家就宣布不再进行地下核试验。现在的次声研究也大多转向自然灾害的预测,包括地震、海啸、飓风、泥石流等,都会在发生前激发明显的次声信号。这种次声信号很多动物都能感知到,比如地震前很多动物都会出现极其反常的行为。

  上面啰嗦了那么多,虽然我们可以精确测量此次核爆炸的位置和当量,但可惜的是,我们目前还不能用次声来精确分析这次核爆炸是否为氢弹。笔者暂时还未获知国内这三个次声台站的最新进度,新疆台站应该已经运行了。朝鲜这次的试验是地下核试验,相对于大气层核试验的监测来说,次声监测地下核爆炸的技术挑战相对更难,而对于次声台站的建设要求也就更高,这里也只能呼吁国家加大这个领域的投资了。

  下面我们暂时就以中国地震台网和中科大公布的地震监测数据比对分析此次朝鲜的核爆炸。

  中国地震台网测量这次核爆炸的具体位置是北纬41.30°,东经129.10°,震源深度为0,震级为4.9级。根据地震能量的换算公式,4.9级地震就相当于2.2万吨的爆炸当量。中科大测定的位置是北纬41度17分52.80秒、东经129度4分17.40秒,定位误差为50米;中科大同时测算这次朝鲜核爆炸的当量约为1.1万吨,误差0.42万吨。朝鲜这次核爆炸的实验地点就在2013年核爆地点附近,而且其当量略低于其2013年核爆。

  从两家单位测量数据换算出来的爆炸当量来看,大概也就在1-2万吨的区间。这个当量是个什么含义呢?也就是相当于美国投给日本广岛的“小男孩”的水平,有效杀伤面积在50平方公里左右。我们国家在新疆罗布泊实验的第一枚当量大约就是2万吨。显然我们从历次“两弹一星”的科普中知道,一般氢弹的威力要远远大于,因为氢弹需要怀抱一枚作为引信嘛!

  那我们再看看各个国家第一次氢弹试验的当量如何,包括氢弹原理试验的当量。美国1951年进行了氢弹原理试验,爆炸当量超过了50万吨,而1952年爆炸的第一枚氢弹当量就超过1000万吨。1953年苏联也宣布氢弹试验成功,当时苏联氢弹的结构设计有点特殊,爆炸当量也就40万吨左右。我们国家1966年氢弹原理试验的爆炸当量大概在12-50万吨之间,而1967年第一颗氢弹爆炸爆炸当量达到了300万吨。

  显然,朝鲜这次氢弹试验的核爆炸威力小了很多,与其他国家的首次氢弹试验存在了数量级的差距。当然也有人说技术一直在进步嘛,朝鲜直接就迈入了小型化氢弹的阶段。听起来合情合理,但笔者觉得有点过分抬举朝鲜小朋友了,氢弹可是比更加复杂的技术,而且首次原理试验根本也不可能就造出个小型的氢弹出来。即便再有所谓的领袖号召,科研的过程还是要一步步走的,原理试验还没搞定呢,怎么可能就直接研制小型化的氢弹呢?

  大家也都在怀疑了,觉得这事不靠谱,其实验证的方法也简单,跑到附近或者等等扩散后测测放射性物质就知道了。但是笔者觉得是不是氢弹爆炸倒不重要,关键是朝鲜这个小朋友三番五次不在意大人们的感受,这个事情有点大。记得邓爷爷曾对忘恩负义的越南小朋友说过:小朋友不听话,要打屁股了!朝鲜小朋友,真的不要闹了,不管氢弹还是,大大们都不允许的!

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