הענן מהפצצה האטומית מעל נגסאקי מקויאג'י ג'ימה בשנת 1945 היה אחד הפיצוצים הגרעיניים הראשונים שהתרחשו על העולם הזה. לאחר עשרות שנים של שלום, צפון קוריאה מפוצצת שוב פצצות. קרדיט: Hiromichi Matsuda.

המדע יודע אם מדינה בודקת פצצות גרעין

רעידת אדמה? פיצוץ גרעיני? ביקוע או היתוך? אנו יודעים, גם אם מנהיגי העולם משקרים.

"צפון קוריאה לימדה שיעור נהדר לכל המדינות בעולם, במיוחד המדינות הסוערות של הדיקטטורות או מה שלא יהיה: אם אתה לא רוצה להיות פולש על ידי אמריקה, קבל נשק גרעיני." -מייקל מור

על הבמה הבינלאומית, ישנם מעטים דברים המפחידים יותר בעולם בכלל מהאפשרות הקרובה למלחמה גרעינית. לאומות רבות יש את הפצצה - חלקן עם פצצות בלבד לבדיעה, ואחרות השיגו את האיחוי הגרעיני הקטלני יותר - אך לא כולם מצהירים בפומבי על מה שיש להם. יש המפוצצים מכשירים גרעיניים תוך הכחשתם; אחרים טוענים כי יש להם פצצות היתוך כאשר אין להם את היכולת. בזכות ההבנה העמוקה של המדע, כדור הארץ וכיצד גלי לחץ עוברים בו, איננו זקוקים לאומה אמיתית כדי להבין את הסיפור האמיתי.

תמונה של קים ג'ונג און, שפורסמה שבועות ספורים לפני הפיצוץ הגרעיני הצפון קוריאני האחרון. זה מראה את מנהיג האומה בחוות Catfish במקום שלא הוסתר בצפון קוריאה. קרדיט תמונה: KNS / AFP / Getty Images.

בינואר 2016 טענה ממשלת צפון קוריאה כי הם הפוצצו פצצת מימן, שהבטיחו להשתמש בה נגד כל התוקפים שאיימו על מדינתם. למרות שכלי חדשות מראים תמונות של ענני פטריות לצד הדיווחים שלהם, אלה אינם חלק מבדיקות הגרעין המודרניות; זה היה קטעי ארכיון. הקרינה שמשתחררת לאטמוספרה מסוכנת והיא מהווה הפרה ברורה של אמנת האיסור המקיף על גרעין-מבחן משנת 1996. אז מה שמדינות עושות בדרך כלל, אם הן רוצות לבדוק נשק גרעיני, האם הן עושות זאת במקום שאיש אינו יכול לזהות את הקרינה: מתחת לפני האדמה.

בדרום קוריאה הדיווחים על המצב הם חמורים, אך לא מדויקים, שכן ענני הפטריות המוצגים הם מדהים בני עשרות שנים ולא קשורים למבחני צפון קוריאה. קרדיט תמונה: יאו קילין / שינחואה עיתונות / קורביס.

אתה יכול לפוצץ פצצה בכל מקום שתרצה: באוויר, מתחת למים באוקיאנוס או בים, או מתחת לאדמה. שלושת אלה ניתנים לגילוי באופן עקרוני, אם כי אנרגיית הפיצוץ "משתקפת" על ידי כל אמצעי שהוא עובר.

  • אוויר, בהיותו הפחות צפוף, עושה את העבודה הגרועה ביותר בעמעום הצליל. סופות רעמים, התפרצויות געשיות, שיגור רקטות ופיצוצים גרעיניים פולטות לא רק את גלי הקול שאוזנינו רגישות, אלא אינפראסוניות (גלי אורך גל, תדרים נמוכים), שבמקרה של פיצוץ גרעיני - כל כך אנרגטיות שגלאים בכל רחבי השטח העולם היה יודע זאת בקלות.
  • מים צפופים יותר, ולכן למרות שגלי הקול נעים במהירות רבה יותר במדיום המים מאשר באוויר, האנרגיה מתפוגגת בצורה משמעותית יותר לאורך המרחק. עם זאת, אם פוצץ פצצה גרעינית מתחת למים, האנרגיה המשתחררת היא כה גדולה עד כי גלי הלחץ הנוצרים יכולים בקלות לאסוף את הגלאים ההידרו-אקוסטיים שפרצו מדינות רבות. בנוסף, אין תופעות טבע מימיות שיכולות להתבלבל עם פיצוץ גרעיני.
  • כך שאם מדינה רוצה לנסות "להסתיר" ניסוי גרעיני, הדבר הטוב ביותר הוא לערוך את המבחן מתחת לאדמה. בעוד שגלים סיסמיים שנוצרים יכולים להיות חזקים מאוד מפיצוץ גרעיני, לטבע יש שיטה חזקה עוד יותר לייצור גלי סיסמיים: רעידות אדמה! הדרך היחידה להבדיל ביניהם היא משולש את המיקום המדויק, כיוון שרעידות אדמה מתרחשות לעתים רחוקות מאוד לעיתים רחוקות בעומק של 100 מטר ומטה, ואילו ניסויים גרעיניים (עד כה) תמיד התרחשו במרחק קטן מתחת לאדמה.

לשם כך הקימו המדינות שאימותו את הסכם האיסור על ניסוי גרעיני בתחנות סייסמיות בכל רחבי העולם כדי לרחרח כל ניסויים גרעיניים שמתרחשים.

מערכת פיקוח גרעינית בינלאומית המציגה את חמשת הסוגים העיקריים של הבדיקה ואת מיקומם של כל תחנה בסך הכל, כיום יש 337 תחנות פעילות. אשראי תמונה: CTBTO.

זה מעקב סייסמי זה שמאפשר להסיק מסקנות לגבי כמה פיצוץ היה חזק, כמו גם איפה עלי אדמות - בשלושה ממדים - זה התרחש. האירוע הסייסמטי בצפון קוריאה שהתרחש בשנת 2016 התגלה בכל העולם; יש 337 תחנות ניטור פעילות ברחבי כדור הארץ הרגישות לאירועים כאלה. על פי הסקר הגיאולוגי של ארצות הברית (USGS), היה אירוע שקרה בצפון קוריאה ב- 6 בינואר 2016, זה היה המקביל לרעידת אדמה בעוצמה 5.1, שהתרחשה בעומק של 0.0 ק"מ. בהתבסס על גודל רעידת האדמה והגלים הסיסמיים שהתגלו, שנינו יכולים לשחזר את כמות האנרגיה שהאירוע שוחרר - בערך השווה ל- 10 קילוטון TNT - ולקבוע האם זה ככל הנראה אירוע גרעיני או לא.

בזכות הרגישות של תחנות הניטור, עומק, גודל ומיקומם של הפיצוץ שגרם לטלטול כדור הארץ ב- 6 בינואר 2016, יכול להיות מבוסס היטב. קרדיט תמונה: סקר גיאולוגי של ארצות הברית, דרך http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

המפתח האמיתי, מעבר לראיות הנסיבתיות לגודל ועומק הרעידה, מגיע מסוגי הגלים הסיסמיים שנוצרים. באופן כללי, ישנם גלי S ו- גלי P, שבהם ה- S מייצג משני או גזירה, ואילו P מייצג ראשוני או לחץ. ידוע כי רעידות אדמה מייצרות גלי S חזקים מאוד בהשוואה לגלי P, ואילו ניסויים גרעיניים מייצרים גלי P חזקים בהרבה. כעת, צפון קוריאה טענה שמדובר בפצצת מימן (היתוך), שהרבה יותר קטלנית מפצצות ביקוע. בעוד שהאנרגיה המשתחררת על ידי נשק היתוך מבוסס אורניום או פלוטוניום היא בדרך כלל בסדר גודל של 2–50 קילוטון של TNT, לפצצת H (או פצצת מימן) יכולות להיות שחרורי אנרגיה גדולים פי אלף, עם השיא נערך על ידי מבחן ברית המועצות ב -1961 של הצאר בומבה, עם שחרור האנרגיה בשווי 50 מגה-טון.

פיצוץ הצאר בומבה ב -1961 היה הפיצוץ הגרעיני הגדול ביותר שאי פעם התרחש על כדור הארץ, והוא אולי הדוגמא המפורסמת ביותר לכלי נשק היתוך שנוצר אי פעם. קרדיט תמונה: אנדי זייגרט / פליקר.

פרופיל הגלים שהתקבל ברחבי העולם אומר לנו שזו לא הייתה רעידת אדמה. אז כן, צפון קוריאה ככל הנראה פוצצה פצצת אטום. אבל, האם זו פצצת היתוך או פצצת ביקוע? יש הבדל גדול בין השניים:

  • פצצת ביקוע גרעינית תופסת יסוד כבד עם הרבה פרוטונים ונויטרונים, כמו איזוטופים מסוימים של אורניום או פלוטוניום, ומפגיז אותם עם נויטרונים שיש להם סיכוי להילכד על ידי הגרעין. כאשר התפיסה מתרחשת, היא יוצרת איזוטופ חדש ובלתי יציב, אשר גם יתנתק לגרעינים קטנים יותר, ישחרר אנרגיה, וגם נויטרונים חופשיים נוספים, יאפשרו תגובה של שרשרת. אם ההתקנה נעשית כראוי, מספרים אדירים של אטומים יכולים לעבור תגובה זו, ולהפוך מאות מיליגרם או אפילו גרם של חומר שווה לאנרגיה טהורה באמצעות E = mc² של איינשטיין.
  • פצצת היתוך גרעינית לוקחת אלמנטים קלים, כמו מימן, ותחת אנרגיות אדירות, טמפרטורות ולחצים, גורמת לאלמנטים אלה להשתלב לאלמנטים כבדים יותר כמו הליום, ומשחררת אנרגיה רבה יותר מאשר פצצת ביקוע. הטמפרטורות והלחצים הנדרשים הם כה גדולים, עד שהדרך היחידה שהצבנו כיצד ליצור פצצת היתוך היא להקיף גלולה של דלק היתוך עם פצצת ביקוע: רק ששחרור אנרגיה אדיר יכול לעורר את תגובת ההתמזגות הגרעינית שאנו זקוקים לה. לשחרר את כל האנרגיה הזו. זה יכול להפוך לקילוגרם של חומר לאנרגיה טהורה בשלב ההיתוך.
אין לטעות את הדמיון בין בדיקות ביקוע גרעניות ידועות לבין מבחן ביקוע ביקוע. למרות הטענות המופיעות, הראיות חושפות את טבען האמיתי של מכשירים אלה. שימו לב שהתוויות Pn ו- Pg הן לאחור, פרטים שאולי רק גיאופיזיקאי יבחין בהם. קרדיט תמונה: אלכס הוטקו בטוויטר, דרך https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/foto/1.

מבחינת תפוקת האנרגיה, אין שום דרך שהרעידת הצפון קוריאנית נגרמה על ידי פצצת היתוך. אם זה היה, זו הייתה ללא ספק תגובת היתוך האנרגיה הנמוכה ביותר, היעילה ביותר שנוצרה אי פעם על פני כדור הארץ, ועשתה זאת באופן שאפילו תיאורטיקנים לא בטוחים איך זה יכול להתרחש. מצד שני, ישנן הוכחות רבות לכך שמדובר בפצצת ביקוע, מכיוון שתוצאת התחנה הסייסמית הזו - שפורסמה והוקלטה על ידי הסייסמולוג אלכסנדר הוטקו - מראה את הדמיון המדהים בין פצצת הביקוע הצפון קוריאנית 2013 לפיצוץ 2016.

ההבדל בין רעידות אדמה המתרחשות באופן טבעי, אשר האות הממוצע שלהן מוצג בכחול, לבין מבחן גרעיני, כפי שמוצג באדום, לא משאיר שום עמימות באשר לאופי של אירוע כזה. קרדיט תמונה: 'אותות סייסמיים מרופטים', סקירת מדע וטכנולוגיה, מרץ 2009.

במילים אחרות, כל הנתונים שיש לנו מצביעים על מסקנה אחת: התוצאה של הבדיקה הגרעינית הזו היא שיש לנו תגובת ביקוע שמתרחשת, ללא שום רמז לתגובת היתוך. לא משנה אם זה בגלל שלב היתוך תוכנן ונכשל, או מכיוון שהרעיון שלצפון קוריאה יש פצצת היתוך תוכנן להיות נקמה מפחידה, זה בהחלט לא היה רעידת אדמה! גלי S ו- Wave P מוכיחים כי צפון קוריאה מפוצצת נשק גרעיני, בניגוד לחוק הבינלאומי, אך הקריאות הסייסמיות, למרות מיקומם המרוחק המדהים, אומרים לנו כי זו לא הייתה פצצת היתוך. בצפון קוריאה יש טכנולוגיה גרעינית מהתקופה של שנות הארבעים, אך לא עוד. כל הבדיקות שלהם היו רק ביקוע, לא היתוך. גם כאשר מנהיגי העולם משקרים, כדור הארץ יגיד לנו את האמת.

Starts With A Bang נמצא כעת בפורבס, והופץ מחדש בבינוני בזכות תומכי הפטרון שלנו. איתן כתב שני ספרים, מעבר לגלקסיה, וטרקנולוגיה: המדע של מסע בין כוכבים מטריקוורסנס ועד וורפ דרייב.