D'Wollek vun der Atombomm iwwer Nagasaki aus Koyagi-jima am Joer 1945 war eng vun den éischten Atomdetonatiounen op dëser Welt. No Joerzéngte vu Fridden detonéiert Nordkorea Bomme erëm. Kreditt: Hiromichi Matsuda.

D'Wëssenschaft weess ob eng Natioun Atombombe testt

Äerdbiewen? Nuklear Explosioun? Spär oder Fusioun? Mir wëssen, och wann Weltleit do leien.

"Nordkorea huet eng ganz Lektioun zu alle Länner op der Welt geléiert, besonnesch déi schëlleg Länner vun Diktatur oder wat och ëmmer: wann Dir net vun Amerika wëll ergoe ginn, kritt Atomwaffen." -Michael Moore

Op der internationaler Bühn sinn et wéineg Saache méi erschreckend fir d'Welt am grousse Ganzen wéi déi opweises Méiglechkeet vum Atomkrich. Vill Natiounen hunn d'Bombe - e puer mat nëmme fissionéierter Bommen, anerer hunn d'dödler Nuklearfusioun erreecht - awer net jiddereen deklaréiert ëffentlech wat se hunn. E puer detonéiere nuklear Geräter, während se ofleent; anerer behaapten Fusiounsbomme ze hunn wa se net d'Fäegkeet hunn. Dank engem déiwen Versteesdemech vun der Wëssenschaft, der Äerd, a wéi Drockwellen duerch et reesen, brauche mir net eng zouverléisseg Natioun fir déi richteg Geschicht erauszefannen.

Eng Foto vum Kim Jong-Un, verëffentlecht just Woche virum déi meescht nordkoreanesch Atomdetonatioun. Et weist de Leader vun der Natioun um Catfish Farm an enger net ofgesécherter Plaz an Nordkorea. Bildkredit: KNS / AFP / Getty Images.

Am Januar 2016 huet déi nordkoreanesch Regierung behaapt datt si eng Waasserstoffbom detonéiert hunn, déi si versprach hunn ze benotzen géint all Aggressoren déi hiert Land menacéieren. Och wann Neiegkeeten Fotoe vu Champignonswolleke niewent hirer Berichterstattung weisen, sou sinn dës net en Deel vun modernen nuklearen Tester; dat waren Archivfilmer. D'Stralung, déi an d'Atmosphär fräigelooss gëtt, ass geféierlech, a wier eng kloer Verstouss géint den Traité vu Comprehensive Nuclear-Test-Ban aus dem Joer 1996. Also wat Natiounen allgemeng maachen, wa se Atomwaffen testen, ass se et do wou kee d'Stralung erkennt: déif ënnerierdesch.

A Südkorea ass d'Berichterstattung iwwer d'Situatioun schrecklech, awer ongenau, well d'Duerchschnëtt vu Champignons Wolleken sinn Joerzéngte al an net verwandte Footage zu den Nordkoreaneschen Tester. Bildkredit: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Dir kënnt eng Bomm iergendwou detonéieren wéi Dir wëllt: an der Loft, ënner Waasser am Ozean oder am Mier, oder ënnerierdesch. All dës dräi sinn am Prinzip detektéierbar, awer d'Energie vun der Explosioun gëtt "gedämpft" mat egal wéi en Medium et reest.

  • D'Loft, als déi mannst dicht, mécht déi schlëmmst Aarbecht dem Toun ze béien. Donnerwieder, Vulkanausbréch, Rakéite gestäerkt an nuklear Explosiounen emitt net nëmmen d'Schallwellen, déi eis Oueren empfindlech sinn, mee infrasonesch (laang Wellelängt, niddreg Frequenz) Wellen, déi - am Fall vun enger nuklearer Explosioun - sou energesch sinn datt Detektoren iwwerall sinn Welt géif et einfach wëssen.
  • Waasser ass méi dichter, an dofir obwuel Schallwellen méi séier am Medium Waasser reesen wéi se an der Loft maachen, trennt d'Energie méi substantiell iwwer d'Distanz aus. Awer wann eng Atombomm ënner Waasser detonéiert gëtt, ass déi verëffentlecht Energie sou grouss, datt d'Drockwelle generéiert kënne ganz einfach vun den hydroakoustesche Detektorer opgeholl ginn, déi vill Natiounen ofgebaut hunn. Zousätzlech ginn et keng aquatesch natierlech Phenomener déi duerch eng nuklear Explosioun duerchernee kéinten.
  • Also wann e Land en Atomtest probéiert a „verstoppen“, ass hir beschte Wette den Test ënnerierdesch ze maachen. Wärend déi generéiert seismesch Wellen aus enger nuklearer Explosioun ganz staark kënne ginn, huet d'Natur eng nach méi staark Method fir seismesch Wellegeneratioun: Äerdbiewen! Deen eenzege Wee fir se ze trennen ass déi exakt Plaz ze trianguléieren, well Äerdbiewen nëmmen ganz, ganz seelen op enger Déift vun 100 Meter oder manner optrieden, wärend Atomtester (bis elo) ëmmer nëmmen eng kleng Streck ënnerierdesch gemaach hunn.

Zu dësem Zweck hunn d'Länner, déi den Nuklear Test-Ban Vertrag verifizéiert hunn, seismesch Statiounen op der ganzer Welt opgeriicht fir all nuklear Tester auszeféieren, déi optrieden.

Internationalen Nukleartest Iwwerwaachungssystem, weist mat de fënnef Haaptarten vun Test an de Standuerter vun all Gare. All gesoot, et sinn am Moment 337 aktiv Statiounen. Bildkredit: CTBTO.

Et ass dësen Akt vu seismeschen Iwwerwaachung, deen et eis erlaabt Conclusiounen ze zéien iwwer wéi mächteg eng Explosioun war, wéi och wou op der Äerd - an dräi Dimensiounen - et geschitt ass. Den nordkoreanesche seismesche Event deen am 2016 geschitt ass gouf op der ganzer Welt festgestallt; et sinn 337 aktiv Iwwerwaachungsstatiounen uechter d'Äerd déi sensibel fir Eventer wéi dës sinn. No der US Geological Survey (USGS), war et en Evenement dat an Nordkorea de 6. Januar 2016 geschitt ass, dat war den Äquivalent vun engem Äerdbiewen mat enger Stäerkt vu 5,1, déi op enger Déift vun 0,0 Kilometer stattfonnt huet. Baséierend op der Gréisst vum Äerdbiewen an de seismesche Wellen, déi festgestallt goufen, kënne mir alle béid d'Quantitéit vun der Energie rekonstruéieren déi d'Erëffnung fräigelooss huet - ongeféier dem Äquivalent vun 10 Kiloton TNT - a bestëmmen ob dëst méiglecherweis en nuklearen Event ass oder net.

Dank der Empfindlechkeet vun den Iwwerwaachungsstatiounen kann d'Tiefe, d'Liichtkraaft, an d'Location vum Héichuewen, deen d'Äerd de 6. Januar 2016 verursaacht huet, gutt etabléiert sinn. Bildkredit: United States Geological Survey, via http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

De richtege Schlëssel, doriwwer eraus d'Ëmstänn Beweiser fir d'Gréisst an d'Tiefe vum Quake, kënnt aus den Zorten vu seismesche Wellen, déi generéiert goufen. Allgemeng ginn et S-Wellen a P-Wellen, wou d'S S fir sekundär oder Schéier steet, während P fir primär oder Drock steet. Äerdbiewe si bekannt fir ganz staark S-Wellen am Verglach zu P-Wellen ze generéieren, wärend nuklear Tester vill méi staark P-Wellen generéieren. Elo huet Nordkorea behaapt datt dëst eng Waasserstoff (Fusioun) Bom wier, déi vill, vill méi doudeg si wéi Fissiounsbomme. Wou d'Energie, déi vun enger Uranium oder Plutonium-baséiert Fusiounswaffe fräigelooss gëtt, typesch an der Uerdnung vun 2–50 Kiloton TNT ass, kann eng H-Bom (oder Waasserstoffbom) Energiefräiheeten hunn déi dausendfach sou grouss sinn, mam Rekord gehal duerch de Sowjetunioun 1961 Test vun der Tsar Bomba, mat engem 50 Megatons Wäert vun TNT vun der Energie verëffentlecht.

Den Zara Bomba Explosioun vun 1961 war déi gréissten Atomdemononatioun déi jeemools op der Äerd stattfonnt huet, an ass vläicht dat bekanntst Beispill vun enger Fusiounswaff, déi jeemools geschaf gouf. Bildkredit: Andy Zeigert / flickr.

De Profil vun de Wellen, déi ronderëm d'Welt kritt hunn, erzielt eis datt et keen Äerdbiewen war. Also jo, Nordkorea huet méiglecherweis eng Atombomm detonéiert. Awer war et eng Fusiounsbom oder eng Fusiounsbom? Do ass e groussen Ënnerscheed tëscht deenen zwee:

  • Eng nuklear Fissiounsbom hëlt e schwéieren Element mat vill Protonen an Neutronen, wéi gewësse Isotopen vun Uran oder Plutonium, a bombardéiert se mat Neutronen, déi eng Chance hunn de Kär gefaang ze kréien. Wann d'Erfaassung geschitt ass, entsteet en neien, onbestännegen Isotop, dee béid a méi kleng Käre wäert dissozéieren, Energie entgoe wäert, an och zousätzlech gratis Neutronen erméiglechen, fir datt eng Kettenreaktioun optriede kann. Wann de Setup richteg gemaach gëtt, kënnen enorm Zuel vun Atomer dës Reaktioun duerchgoen, an honnerte Milligramm oder souguer Gramm Wäert vun der Matière zu pur Energie iwwer dem Einstein sengem E = mc² verwandelen.
  • Eng nuklear Fusiounsbom hëlt Liichtelementer, wéi Waasserstoff, an ënner enormen Energien, Temperaturen an Drock, veruersaacht dës Elementer sech zu méi schwéier Elementer wéi Helium, an entlooss nach méi Energie wéi eng Spärungsbomm. D'Temperaturen an den Drock, déi erfuerderlech sinn, si sou grouss, datt deen eenzege Wee mir erausfonnt hunn, wéi eng Fusiounsbombe erstallt gëtt ass eng Pellet vu Fusiounsbrennstoff mat enger Fusiounsbom ze ëmginn: nëmmen déi enorm Verëffentlechung vun der Energie kann déi nuklear Fusiounsreaktioun ausléisen, déi mir brauchen fir all déi Energie ze befreien. Dëst kann bis zu engem Kilogramm vun der Matière u reng Energie an der Fusiounsstadium optauchen.
D'Ähnlechkeet tëscht bekannte Kärspärungstester an engem verdächtege Spärungstest ass net z'ënnerscheeden. Trotz wat Fuerderunge gemaach ginn, weist de Beweis déi richteg Natur vun dësen Apparater. Bemierkung datt d'Pn a Pg Etiketten no hannen sinn, Detailer déi vläicht nëmmen e Geophysiker bemierken. Bildkredit: Alex Hutko op Twitter, via https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

Wat d'Energie ubelaangt, ass et einfach kee Wee wéi den Nordkoreanesche Quake vun enger Fusiounsbom verursaacht gouf. Wann et wär, wier et bei wäitem déi niddregsten Energie, effizientst Fusiounsreaktioun, déi jeemools op de Planéit geschaf gouf, an et esou gemaach, datt souguer Theoretiker net sécher sinn wéi et kéint optrieden. Op der anerer Säit gëtt et genuch Beweiser datt dëst näischt méi wéi eng Spärungsbomm war, well dëst seismesch Statiounsresultat - gepost an opgeholl vum Seismolog Alexander Hutko - weist déi onheemlech Ähnlechkeet tëscht der 2013 Nordkoreanescher Spärbombe an der 2016 Explosioun.

Den Ënnerscheed tëscht natierlechen Äerdbiewen, deenen hir duerchschnëttlech Signal a blo ugewise gëtt, an engem nuklearen Test, wéi a rout gewisen, léisst keng Ambiguitéit iwwer d'Natur vun esou engem Event. Bildkredit: 'Sleuthing Seismic Signals', Wëssenschaft an Technologie Bewäertung, Mäerz 2009.

An anere Wierder, all d'Daten déi mir hunn weisen op eng Konklusioun: d'Resultat vun dësem nuklearen Test ass datt mir eng Spärungsreaktioun stattfannen, ouni Hiweis vun enger Fusiounsreaktioun. Egal ob et war well eng Fusiounsstadie entworf a gescheitert ass, oder well d'Iddi datt Nordkorea eng Fusiounsbom entworf huet als eng intimidéierend Ruse ze sinn, dëst war definitiv keen Äerdbiewen! D'S-Wellen a P-Wellen beweisen datt Nordkorea Atomwaffen detonéiert, am Verletzung vum internationale Gesetz, awer déi seismesch Liestungen, trotz hiren onheemlechen Remote Remote Locations, soen eis et war keng Fusiounsbom. Nordkorea huet d'40s-Ära nuklear Technologie, awer net méi. All hir Tester ware fusionéiert, net Fusioun. Och wann Welt Leadere liegen, wäert d'Äerd eis d'Wourecht soen.

Starts With A Bang ass elo op Forbes, a gouf op Medium dank eise Patreon Supportere republikanéiert. Den Ethan huet zwee Bicher geschriwwen, Beyond The Galaxy, an Treknology: The Science of Star Trek from Tricorders to Warp Drive.