Zagadka nuklearna rozwiązana: czy naprawdę możemy przegapić test?
Prezydent Trump wywołał debatę, twierdząc, że Rosja i Chiny potajemnie testują broń nuklearną. Twierdzenie, a zwłaszcza sugestia, że testy mogłyby być ukryte pod ziemią, wywołały zamieszanie wśród ekspertów monitorujących wybuchy jądrowe. Zdecydowanie podkreślają, że główne mocarstwa nuklearne nie przeprowadzały wybuchowych testów jądrowych od lat 90. XX wieku, kiedy wszedł w życie Traktat o całkowitym zakazie prób jądrowych, ustanawiający światowy zwyczaj zakazujący takich eksplozji.
Trump stwierdził to w wywiadzie z 31 października dla CBS „60 Minutes*”. „Rosja przeprowadza testy, podobnie jak Chiny, ale o tym nie mówią” – powiedział, dodając, że testy te często odbywają się „bardzo głęboko pod ziemią i ludzie nie wiedzą dokładnie, co się dzieje”.
Naukowcy dysponują jednak zaawansowanymi technologicznie narzędziami umożliwiającymi dokładne śledzenie wybuchów jądrowych. Ostatnim krajem, który potwierdził takie testy, była Korea Północna, która przeprowadziła je w latach 2006–2017 na poligonie Punggye-ri. Te podziemne eksplozje zostały szybko zidentyfikowane ze względu na powstałe przez nie pęknięcia i uwolnienie charakterystycznych izotopów promieniotwórczych powstałych podczas detonacji.
Aby zrozumieć, z jaką pewnością możemy śledzić aktywność jądrową na całym świecie, Science News rozmawiało z Thorne Layem, sejsmologiem z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, który poświęcił dziesięciolecia temu kierunkowi badań.
Wykrywanie wybuchu: zegarek międzynarodowej sieci
Ley wyjaśnił, że od dziesięcioleci technologia ta jest dostępna do śledzenia eksplozji – niezależnie od tego, czy są to wybrzuszenia powietrza, detonacje podziemne, czy eksplozje podwodne – w dowolnym miejscu na świecie. Monitoring opiera się przede wszystkim na detekcji fal sejsmicznych, fal dźwiękowych przemieszczających się w wodzie i powietrzu powstających w wyniku eksplozji.
„Przez ostatnie 20 lat” – zauważył Ley – „istnieje międzynarodowy system monitorowania, w którym uczestniczą Stany Zjednoczone”. System ten obsługuje rozległą sieć:
- Stacje sejsmiczne: monitorowanie drgań ziemi
- Stacje hydroakustyczne: słuchanie podwodnych fal dźwiękowych
- Stacje infradźwiękowe: rejestrujące atmosferyczne fale dźwiękowe
- Ośrodki badań radiochemicznych: pobieranie próbek powietrza w celu identyfikacji uwolnionych izotopów.
Ta globalna sieć setek stacji uzupełnia istniejące sieci sejsmiczne monitorujące już aktywność sejsmiczną na całym świecie.
Próg wykrywania: rozmiar ma znaczenie
Ley podkreślił, że minimalna wykrywalna wielkość eksplozji zależy od jej lokalizacji względem stacji monitorujących. „Ogólnie możemy powiedzieć, że możemy obserwować w dowolnym miejscu na świecie jasność do 4 magnitudo w skali Richtera” – powiedział. Odpowiada to eksplozji w kilotonach (jedna piętnasta mocy bomby w Hiroszimie).
Jednakże na obszarach, gdzie wcześniej przeprowadzano testy jądrowe, precyzyjna kalibracja pozwala wykryć znacznie mniejsze eksplozje – znacznie poniżej poziomu kiloton.
Trudność przebrania: ograniczone możliwości ukrycia
Lay odniósł się do twierdzenia Trumpa, że podziemne testy można skutecznie ukryć. Choć zdetonowanie broni w ogromnej podziemnej jamie może nieznacznie osłabić sygnał dźwiękowy, jest mało prawdopodobne, że całkowicie ukryje zdarzenie. Strategia ta sprawdzi się jedynie na pobliskich stacjach monitorujących i jest nieskuteczna w porównaniu z czułością nowoczesnych systemów detekcji.
Różnice między eksplozjami nuklearnymi i innymi:
Ley wyjaśnił, że eksplozję jądrową od innych rodzajów eksplozji można odróżnić kilkoma kluczowymi czynnikami:
- Siła: Eksplozje o sile przekraczającej 6 w skali Richtera są trudne do osiągnięcia konwencjonalnymi środkami chemicznymi.
- Analiza izotopów: Specyficznym wskaźnikiem jest uwalnianie określonych izotopów promieniotwórczych charakterystycznych dla rozszczepienia jądrowego. Badania podziemne często powodują pęknięcia na powierzchni, umożliwiając wykrycie uciekających gazów zawierających te charakterystyczne izotopy.
Poza testem wybuchowym: niuans terminologiczny:
Ustalenia Laya podkreślają złożoność twierdzeń Trumpa, co może zatrzeć granicę między wybuchowymi testami nuklearnymi a innymi rodzajami testów nuklearnych. Należą do nich eksperymenty na elementach niejądrowych, takich jak układy napędowe lub elektronika, często przeprowadzane w kontrolowanych środowiskach bez detonacji wybuchowych.
Ta dwuznaczność podkreśla potrzebę precyzyjnego użycia języka przy omawianiu broni nuklearnej. Chociaż międzynarodowe systemy monitorowania pozostają wyjątkowo skuteczne w wykrywaniu wybuchowych prób jądrowych, dokładna interpretacja globalnej aktywności jądrowej wymaga szczegółowej analizy różnych typów testów.
