朝核试验之谜

2022-05-07 10:10:03 | 浏览次数：

格林尼治时间2月12日凌晨2时57分51秒（朝鲜当地时间11时57分51秒），国际监测系统（IMS）监测到在朝鲜境内，发生了一次不同寻常的地震活动。

全面禁止核试验条约组织（CTBTO）当日判断，朝鲜境内发生“一次具有爆炸特征的地震活动”。根据产生的地震级别，中国地震学家也基本判断，朝鲜进行了核试验。

“中国的地震监测系统监测到了这次活动。最先报告的震级为5级，后来调整到4.8级。”中国地震台网中心预报处主任刘杰向《财经》记者表示，判断震级、并区分人工爆破与自然地震，可以在事件发生的瞬间完成，“几秒钟就可以得到结果，最迟也超不过一两分钟”。

原因是，地震级别每相差1级，能量相差约30倍。普通的爆破，如开矿使用的炸药，所能达到的震级约为1级到2级。天然浅源地震的震源深度在30公里以内的占多数，是地震灾害的主要制造者，比如汶川地震，震源于地下10公里。而人工爆破一般在地下1公里内。国际监测系统（IMS）的数据也显示，此次震源不但位于浅层，且与朝鲜此前两次核试验位置非常接近。

朝鲜于12日当日回应表示，该国在朝鲜北部地下核试验场开展了第三次核试验。

核燃料不明

核武器，原理是运用核聚变或裂变产生的能量，以及放射性物质达到大规模杀伤。目前，主要包括裂变核武器和聚变核武器，前者为第一代核武器，通常被称为原子弹，后者则常被称为氢弹。朝鲜此次的地下核试验使用的应属裂变技术。

CTBTO针对朝鲜2009年核试验发布的报告表示，监测显示的爆破能量，需要同时点燃数千吨的常规炸药才可以达到，在操作上可行性很低。而此次测算的结果表明，爆炸当量达到了2009年的2倍，由此，从科学上排除了朝鲜虚张声势的可能。国际监测系统在全球布有321个监测站点，并建立了16个实验室，实时捕捉世界范围内每一丝与核爆炸有关的迹象。

此次朝鲜发生的核爆事件，共有96个站点向位于维也纳的国际数据中心（IDC）发送了相关数据，这其中也包括中国站点监测的数据。根据国际数据中心的计算，确定此次核试验地点发生在朝鲜2006年、2009年开展的两次核试验地点的附近，误差可控制在8.1公里。

虽然日益发达的监测网络可以帮助科学家判断越来越多的信息，但是，却无法通过波形对核燃料的材料进行判断。

此次，朝鮮核试验所采用的材料，是各界最为关心的问题之一。环保部核与辐射安全中心科技委委员王秀清表示，军用核材料的生产能力，是评价一个国家核工业水平的重要指标，“是一个国家核工业最核心的机密”。

至今，只有两种元素被用作核燃料，一种是高度浓缩的铀-235，另一种是钚。钚是一种在自然界里不存在的物质，需要通过化学反应提取这种元素。1945年，美国开展的世界上第一次核试验，就是以钚作为燃料。

事实上，钚的提取既麻烦又显眼。“不但需要建造一个巨大的核反应堆，而且提取的时间还非常慢。”王秀清分析，这类反应堆通过卫星就可以观测得一清二楚，通过观测厂房规模和反应堆循环水冷却塔大小，估算生产功率。因此，后来核武器的研发更倾向于选择以高浓度的铀-235作为燃料。

朝鲜拥有生产钚的能力，但未有确切迹象表明其拥有制备高浓度铀-253的能力。因为虽然朝鲜拥有丰富的铀矿，可铀-235的提取并非易事。

一般天然铀矿中铀-235的含量不足1%，其余大部分是铀-238。铀-238与铀-235是同位素，二者只相差三个中子，化学性质并无分别。但是，铀-238这种元素不能用作核燃料。

将天然铀矿开采出来之后，需要运用多台串联的离心机对气化的铀进行逐级分离和浓缩，最终保留高浓度的铀-235，一般核电站需要的铀浓度在3%-5%，而用于制造核武器则需要达到90%以上。

由于离心机个头小，可以轻松隐蔽，使外界不易察觉。这意味着“一旦朝鲜掌握了生产高浓度铀-235的能力，就可以在外界毫无察觉的情况下源源不断地生产核燃料”。王秀清说。

此次核试验是调查朝鲜核工业水平的重要线索。要想一探究竟，就需要对核裂变产物进行检测分析。地下核试验过程中，由于粉尘等爆炸废料都被封闭在地下核试验井中，难以侦测。气体最有可能渗透出土壤，散播到大气中。因此，可以通过侦测大气中特定核素的同位素的比，判定核燃料是铀还是钚。

一位核辐射防护专家表示，用于测量的特定核素“寿命”比较短，随着时间的推移，侦测的困难会越大，“最迟一个月，超过基本就没可能了”。直至核爆发生后的第五天，韩国原子能安全委员会表示，韩国通过陆海空各种情报进行分析，仍没有发现能够确定朝鲜核试验的放射性颗粒。美国也尚未有信息表示已经监测到了放射性颗粒。

环境污染几何

科学界可以运用计算机开展核武器的模拟实验，然而，未经过实际操作，就无法判断核武器的真正性能。根据CTBTO的不完全统计，截至2009年5月，全球范围内已经开展过2054次核试验。这些试验的场地包括水下、大气中和地下。

其中，地下核爆主要分两种：一种是在垂直方向打通一个竖井，或在水平方向打通一条坑道。将爆炸装置安置在竖井或坑道中。这类实验隐蔽性好，且不受气象条件限制，不但可以用于研究高空核爆炸效应，也可以用于研究矿产开采等工业行为。

地下核爆发生后，可能会引发余震。刘杰表示，核爆引发的余震非常轻微。相较于余震，科学研究者们更担心此次核试验产生的放射性物质的泄漏。

如果发生泄漏，载带有裂变产物和中子活化核素的尘粒，会进入大气和沉降到地面，造成空气和地面的放射性沾染，所发出的γ和β射线称为核爆炸的剩余辐射，也能对人体造成伤害。

联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）曾指出，大气中的人工放射性物质，主要来自核试验。1945年到1980年，每一项核试验的结果都是，大量放射性物质被释放到环境中，使其广泛分布在大气中，并在地球表面沉積。

之所以“谈核色变”，除了核武器本身巨大的杀伤力，还在于其释放出的放射性物质影响深远。核试验和核反应堆，会将一些放射性核素引入大气。当放射性物质达到一定量时，会对人体器官造成损害，引发癌症，甚至导致死亡。其中，氪-85是裂变的副产物，自20世纪50年代以来，在大气中的含量不断平稳地上升，已成为全球性污染物。