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技术分析:朝鲜氢弹试验很可能未获成功

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发表于 2016-1-6 15:27:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
中国地震台网第一时间对朝鲜地震进行了“疑爆”判断。
    2016年1月6日上午9时30分,各国地震台网探测到朝鲜境内发生了一次强度大约为5级的地震,外界普遍猜测朝鲜进行了第4次核试验。2小时后,朝鲜官方通讯社宣布,朝鲜第一颗氢弹试验成功。
    众所周知,氢弹是比原子弹更具威力的核武器,是核武国家的真正标志。最近2、3年朝鲜一直向外交放风说在研制氢弹,到今年开始宣称已拥有氢弹。但口说无凭,朝鲜要证明自己拥有氢弹,只能进行又一次违背世界意愿的核试验。
    现在的问题是,朝鲜的氢弹试验真的成功了吗?
    按照中国地震台网测定的数据,此次朝鲜核试引发的地震强度是4.9级。通过体波震级倒推核爆炸威力(Y/kt)有一个经验公式——mb=a+b log Y,其中a和b为与地质结构有关的常数。对苏联Shagan River Test Site (SRTS)和美国Nevada Test Site (NTS)地下核试验的标定结果是分别是a=4.45, b=0.75 (SRTS)和a=3.92, b=0.81 (NTS)。而对于全球范围内不同试验场地的统计结果为a=4.08,b=0.77。按照全球平均数据来计算,朝鲜此次核试的威力大约相当于1.1万吨TNT炸药爆炸。
    而中国邻近朝鲜,并拥有世界上最好的地震测定技术,中国科学技术大学地震与地球内部物理重点实验室曾精确分析过朝鲜在2013年2月12日进行的第3次核试。朝鲜第3次核试引发的地震强度也是4.9级,中科大地震实验室分析后认为其爆炸当量为1.22万吨TNT,误差为0.38万吨。
    同样引发4.9级地震,也就是说朝鲜此次核试爆炸当量应该也在0.74万吨至1.6万吨之间,爆炸当量并不高。可以比较的是,中国第一颗氢弹爆炸当量为300万吨,即便是之前的氢弹原理测试,爆炸当量也达到12.2万吨。
    根据探测到地震波形,可以判断是自然地震,还是人工爆炸。该图中红色波形为朝鲜2009年核试爆炸产生的波形,蓝色为附近自然地震的波形,两者明显不同。自然地震,纵波(P waves)传播速度快但强度小,横波(S waves)传播速度慢但强度大。而人工爆炸引发的地震波形没有这种特征。
    中国地震科学家曾综合国内和日本多个地震台数据,分析朝鲜前三次核试验情况。
    这就给人们留下了猜测空间,尽管氢弹的威力也可以做得很小,例如一些中子弹爆炸当量只有数千吨。但一个国家首次进行氢弹试验,特别朝鲜要着力向外界证明自己的核能力,就不能把爆炸当量控制得太小。
    这方面是有前车之鉴的,印度在1998年核试时宣称进行了热核装置(氢弹)试验,外界不少核科学家质疑其爆炸当量太小——只有4.3万吨,认为其氢弹爆炸并没有成功。印度科学家事后解释,为了避免对附近村庄的破坏和减少放射性物质释出,他们故意把氢弹的爆炸当量调小了。但这个解释并未被学界认可,现在印度究竟是否拥有氢弹,仍是一个谜。
    事实上,地下核试验的封闭深度与核爆当量的1/3次方成正比,朝鲜要将氢弹试验当量调高至10万吨,也只需要把安放氢弹的地下竖井挖深一倍,这并不难做到。对于朝鲜来说,向外界证明其拥有氢弹是头等大事,多挖点土,或把核试验场范围扩大、多疏散一些附近居民,真算不了什么。
    地下核试验,只要把坑道挖深一倍,可以保证进行10万吨当量核试验,不会释出放射性物质。
    所以,朝鲜这第一颗氢弹爆炸试验,很可能是失败的。众所周知,氢弹是两级核武器,用一个作为初级扳机的原子弹来引爆核聚变材料,获得更大的威力。实际情形可能是朝鲜的确在进行氢弹试验,但因为设计问题,只有作为扳机的原子弹爆炸了,而核聚变材料并没有被引爆。
    朝鲜作为一个弱国,核武器之路一直磕磕碰碰,其第一次原子弹试验就被外界认为是不完全成功——爆炸了,但威力未达到设计当量。现在第一颗氢弹试验也可能遭遇到类似情况。而更准确的判断有待中美等核大国花一定时间去分析,例如在大气中有无探测到放射性物质,是否探测到证明是氢弹爆炸产生的放射性物质,间谍能否在朝鲜内部获得更多此次试验的情况。
    不过这些并不会妨碍朝鲜自己宣布氢弹试验成功,朝鲜核试验受到各国反对,即便失败了,朝鲜也只能强作欢颜,宣称成功。这就像朝鲜第二次发射人造卫星,火箭发生故障落入太平洋,官方仍然宣布成功,但各航天强国均没有探测到朝鲜卫星进入轨道。(文/杜松涛)
    氢弹构造、引爆原理示意图,球型的原子弹先爆炸,然后引爆旁边的核聚变材料。

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