周日,朝鲜声称已完成第六次核试验——一次氢弹试验。
这次试验由这个以极度保密著称的政权在地下进行。那么,国际社会如何判断朝鲜官方通讯社是否说了实话?
6.3级的地震告诉我们,周日发生了爆炸。但要确认这是一次核试验,我们必须探测到核爆炸的特征信号。
核武器通过核裂变(裂变弹)或裂变与聚变相结合(热核弹或氢弹)产生能量。在这两种情况下,中子引发的核反应都会使铀或钚燃料裂变成两个较小的原子核,称为裂变碎片。这些碎片具有放射性,可通过其特征性的衰变辐射探测到。
如果探测到这些裂变碎片,我们就知道发生了核爆炸。这正是“嗅探”飞机发挥作用的地方。
自1947年以来,美国空军一直在运营一个核爆炸探测部队。
目前的机队使用WC-135“恒定凤凰”飞机。这些飞机穿过放射性碎屑云,采集空气样本并捕捉尘埃。通过测量衰变,可以探测到极微量的裂变碎片。
机组人员通过使用过滤器净化机舱空气来确保安全。每名机组人员都配有个人测量设备,用于监测辐射水平。
“恒定凤凰”等嗅探飞机可在有核试验报告后不久迅速部署,过去曾用于核查核 试验,包括朝鲜的核试验。
据报道,今年,“恒定凤凰”已部署在冲绳(日本),并曾遭遇中国战机。
在地面,全面禁止核试验条约组织(CTBTO)运营着80个地面监测站,遍布全球,持续监测空气中经大气扩散的裂变产物。
日本和韩国运营着各自的辐射监测网络。这些网络想必也会寻找朝鲜最近一次核试验的特征信号。
裂变碎片能告诉我们什么?
地下核试验发生时,裂变碎片会被困在地下,只有惰性气体除外。
惰性气体不会发生化学反应(极端情况除外),因此会在岩石中扩散,最终逸出,从而可以被探测到。
尤其是化学元素氙的一些放射性同位素很有用,因为这些氙同位素不会自然出现在大气中,衰变时间不长不短,而且在核爆炸中会大量产生。如果发现这些同位素,就能确定发生过核试验。
这次试验中发生了一件令人关注的事——据美国地质调查局称,初始震动约八分钟后,又发生了一次4.1级地震。这可能意味着装有炸弹的隧道发生了坍塌。如果确实如此,其他裂变产物和放射性同位素可能会以尘埃颗粒的形式逸出。
这可能是意外,也可能是蓄意为之(为了向国际观众提供证据),但无论如何,我们可能会了解到 很多,具体取决于嗅探飞机抵达的速度以及释放了多少尘埃。
例如,通过考察探测到不同质量裂变碎片的概率,可以确定裂变燃料的成分。我们还可以了解炸弹其他部分的组成。这些信息都是拥核国家严加保密的。
至关重要的是,通过寻找只能在高强度、高能中子通量中产生的同位素,我们可以判断这枚炸弹是否确实是氢弹。
它们无法告诉我们什么?
嗅探飞机能够确定的信息量,取决于试验现场释放了多少物质、释放速度有多快(受核衰变影响),以及嗅探飞机多快抵达现场。
但裂变碎片测量可能无法告诉我们,受试炸弹是否小到足以装载在洲际弹道导弹(ICBM)上。毕竟,朝鲜完全可以在摆拍照片中展示一个弹头外壳,却引爆其他东西。
朝鲜是否拥有能够安装在洲际弹道导弹上的热核装置,是国际社会十分关切的问题。
嗅探飞机和CTBTO监测网络将竭尽所能,从大气中的碎屑里提取所有数据,帮助世界了解朝鲜带来的核威胁。


