La nuvola della bomba atomica su Nagasaki da Koyagi-jima nel 1945 fu una delle prime detonazioni nucleari ad aver luogo su questo mondo. Dopo decenni di pace, la Corea del Nord sta di nuovo facendo esplodere le bombe. Credito: Hiromichi Matsuda.

La scienza sa se una nazione sta testando bombe nucleari

Terremoto? Esplosione nucleare? Fissione o fusione? Lo sappiamo, anche se i leader mondiali mentono.

"La Corea del Nord ha insegnato una grande lezione a tutti i paesi del mondo, in particolare ai paesi canaglia delle dittature o altro: se non vuoi essere invaso dall'America, procurati delle armi nucleari". -Michael Moore

A livello internazionale, ci sono poche cose più spaventose per il mondo in generale rispetto all'incombente possibilità della guerra nucleare. Molte nazioni hanno la bomba - alcune con bombe a sola fissione, altre hanno raggiunto la micidiale fusione nucleare - ma non tutti dichiarano pubblicamente ciò che hanno. Alcuni esplodono i dispositivi nucleari mentre lo negano; altri affermano di possedere bombe a fusione quando non ne hanno la capacità. Grazie a una profonda comprensione della scienza, della Terra e di come le onde di pressione la attraversano, non abbiamo bisogno di una nazione veritiera per capire la vera storia.

Una foto di Kim Jong-Un, pubblicata poche settimane prima della più recente detonazione nucleare nordcoreana. Mostra il leader della nazione nella fattoria Catfish in una località sconosciuta nella Corea del Nord. Credito immagine: KNS / AFP / Getty Images.

Nel gennaio 2016, il governo nordcoreano ha affermato di aver fatto esplodere una bomba all'idrogeno, che avevano promesso di usare contro qualsiasi aggressore che avesse minacciato il loro paese. Anche se i notiziari hanno mostrato fotografie di nuvole di funghi insieme ai loro rapporti, quelli non fanno parte dei moderni test nucleari; quello era materiale d'archivio. Le radiazioni che vengono rilasciate nell'atmosfera sono pericolose e costituirebbero una chiara violazione del Trattato globale sul divieto dei test nucleari del 1996. Quindi, ciò che le nazioni generalmente fanno, se vogliono testare le armi nucleari, è farlo dove nessuno può rilevare le radiazioni: in profondità nel sottosuolo.

In Corea del Sud, la cronaca della situazione è terribile, ma inesatta, poiché le nuvole di funghi mostrate sono riprese vecchie di decenni e non correlate ai test della Corea del Nord. Credito immagine: Yao Qilin / Xinhua Press / Corbis.

Puoi far esplodere una bomba ovunque tu voglia: in aria, sott'acqua nell'oceano o in mare o sottoterra. Tutti e tre sono rilevabili in linea di principio, anche se l'energia dell'esplosione viene "smorzata" da qualunque mezzo attraversi.

  • L'aria, essendo la meno densa, fa il peggior lavoro di attenuare il suono. Temporali, eruzioni vulcaniche, lanci di razzi ed esplosioni nucleari emettono non solo le onde sonore sensibili alle nostre orecchie, ma onde infrasoniche (lunghezze d'onda lunghe, basse frequenze) che - nel caso di un'esplosione nucleare - sono così energiche da rivelare ovunque il mondo lo saprebbe facilmente.
  • L'acqua è più densa, e quindi sebbene le onde sonore viaggino più velocemente nel mezzo dell'acqua di quanto non facciano nell'aria, l'energia si dissipa più sostanzialmente a distanza. Tuttavia, se una bomba nucleare viene fatta esplodere sott'acqua, l'energia rilasciata è così grande che le onde di pressione generate possono essere facilmente raccolte dai rivelatori idroacustici che molte nazioni hanno schierato. Inoltre, non vi sono fenomeni acquatici naturali che potrebbero essere confusi con un'esplosione nucleare.
  • Quindi, se un paese vuole provare a "nascondere" un test nucleare, la cosa migliore da fare è condurre il test sottoterra. Mentre le onde sismiche generate possono essere molto forti da un'esplosione nucleare, la natura ha un metodo ancora più forte di generazione delle onde sismiche: i terremoti! L'unico modo per distinguerli è triangolare la posizione esatta, poiché i terremoti si verificano molto, molto raramente a una profondità di 100 metri o meno, mentre i test nucleari (finora) si sono sempre svolti solo a breve distanza sotto terra.

A tal fine, i paesi che hanno verificato il Trattato sul divieto dei test nucleari hanno istituito stazioni sismiche in tutto il mondo per annusare eventuali test nucleari che si verificano.

Sistema internazionale di monitoraggio dei test nucleari, che mostra i cinque principali tipi di test e le posizioni di ciascuna stazione. Tutto sommato, ci sono 337 stazioni attive al momento. Credito d'immagine: CTBTO.

È questo atto di monitoraggio sismico che ci consente di trarre conclusioni su quanto potente sia stata un'esplosione, nonché su dove sulla Terra - in tre dimensioni - è avvenuta. L'evento sismico nordcoreano che si è verificato nel 2016 è stato rilevato in tutto il mondo; ci sono 337 stazioni di monitoraggio attive sulla Terra che sono sensibili a eventi come questo. Secondo gli Stati Uniti Geological Survey (USGS), si è verificato un evento che si è verificato in Corea del Nord il 6 gennaio 2016, equivalente a un terremoto di magnitudo 5,1, avvenuto a una profondità di 0,0 chilometri. In base all'entità del terremoto e alle onde sismiche che sono state rilevate, possiamo entrambi ricostruire la quantità di energia rilasciata dall'evento - circa l'equivalente di 10 kilotoni di TNT - e determinare se questo è probabilmente un evento nucleare o meno.

Grazie alla sensibilità delle stazioni di monitoraggio, la profondità, l'ampiezza e la posizione dell'esplosione che ha causato la scossa della Terra il 6 gennaio 2016, possono essere ben stabilite. Immagine di credito: United States Geological Survey, via http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10004bnm#general_map.

La vera chiave, oltre l'evidenza circostanziale dell'entità e della profondità del sisma, proviene dai tipi di onde sismiche generate. Generalmente, ci sono onde S e onde P, dove S sta per secondario o taglio, mentre P sta per primario o pressione. È noto che i terremoti generano onde S molto forti rispetto alle onde P, mentre i test nucleari generano onde P molto più forti. Ora, la Corea del Nord ha affermato che si trattava di una bomba all'idrogeno (fusione), che è molto, molto più mortale delle bombe a fissione. Mentre l'energia rilasciata da un'arma da fusione a base di uranio o plutonio è in genere dell'ordine di 2–50 kilotoni di TNT, una bomba H (o bomba all'idrogeno) può avere rilasci di energia mille volte più grandi, con il record trattenuto dal test dell'Unione Sovietica del 1961 sullo zar Bomba, con un TNT di energia di 50 Megatons rilasciato.

L'esplosione dello zar Bomba del 1961 fu la più grande detonazione nucleare mai avvenuta sulla Terra, ed è forse l'esempio più famoso di un'arma da fusione mai creata. Credito immagine: Andy Zeigert / flickr.

Il profilo delle onde ricevute in tutto il mondo ci dice che non è stato un terremoto. Quindi sì, la Corea del Nord probabilmente ha fatto esplodere una bomba atomica. Ma era una bomba a fusione o una bomba a fissione? C'è una grande differenza tra i due:

  • Una bomba a fissione nucleare prende un elemento pesante con molti protoni e neutroni, come alcuni isotopi di uranio o plutonio, e li bombarda con neutroni che hanno la possibilità di essere catturati dal nucleo. Quando si verifica la cattura, crea un nuovo isotopo instabile che si dissocerà in nuclei più piccoli, rilasciando energia e anche neutroni liberi aggiuntivi, consentendo la reazione a catena. Se l'installazione viene eseguita correttamente, un numero enorme di atomi può subire questa reazione, trasformando centinaia di milligrammi o persino grammi di materia in energia pura tramite E = mc² di Einstein.
  • Una bomba a fusione nucleare prende elementi leggeri, come l'idrogeno, e sotto enormi energie, temperature e pressioni, fa sì che questi elementi si combinino in elementi più pesanti come l'elio, rilasciando ancora più energia di una bomba a fissione. Le temperature e le pressioni richieste sono così grandi che l'unico modo in cui abbiamo capito come creare una bomba a fusione è circondare un pellet di combustibile a fusione con una bomba a fissione: solo quel tremendo rilascio di energia può innescare la reazione di fusione nucleare di cui abbiamo bisogno per liberare tutta quell'energia. Questo può trasformarsi in un chilogrammo di materia in pura energia nella fase di fusione.
La somiglianza tra i test di fissione nucleare noti e un sospetto test di fissione è inconfondibile. Nonostante quanto affermato, le prove rivelano la vera natura di questi dispositivi. Si noti che le etichette Pn e Pg sono all'indietro, dettagli che forse solo un geofisico noterebbe. Credito immagine: Alex Hutko su Twitter, via https://twitter.com/alexanderhutko/status/684588344018206720/photo/1.

In termini di rendimento energetico, non è assolutamente possibile che il terremoto nordcoreano sia stato causato da una bomba a fusione. Se lo fosse, sarebbe di gran lunga la più bassa energia, la più efficace reazione di fusione mai creata sul pianeta, e lo avrebbe fatto in un modo che persino i teorici non sono sicuri su come possa accadere. D'altra parte, ci sono ampie prove che questa non era altro che una bomba a fissione, poiché questo risultato della stazione sismica - pubblicato e registrato dal sismologo Alexander Hutko - mostra l'incredibile somiglianza tra la bomba a fissione nordcoreana del 2013 e l'esplosione del 2016.

La differenza tra i terremoti che si verificano in natura, il cui segnale medio è mostrato in blu, e un test nucleare, come mostrato in rosso, non lascia alcuna ambiguità sulla natura di un tale evento. Credito d'immagine:

In altre parole, tutti i dati in nostro possesso indicano una conclusione: il risultato di questo test nucleare è che abbiamo luogo una reazione di fissione, senza accenno di reazione di fusione. Non importa se è stato progettato e fallito uno stadio di fusione, o perché l'idea che la Corea del Nord avesse una bomba a fusione è stata progettata per essere uno stratagemma intimidatorio, questo sicuramente non è stato un terremoto! Le onde S e le onde P dimostrano che la Corea del Nord sta facendo esplodere le armi nucleari, in violazione del diritto internazionale, ma le letture sismiche, nonostante le loro incredibili località remote, ci dicono che non era una bomba a fusione. La Corea del Nord ha una tecnologia nucleare degli anni '40, ma non oltre. Tutti i loro test sono stati solo fissione, non fusione. Anche quando mentono i leader mondiali, la Terra ci dirà la verità.

Starts With A Bang è ora su Forbes e ripubblicato su Medium grazie ai nostri sostenitori di Patreon. Ethan ha scritto due libri, Beyond The Galaxy e Treknology: The Science of Star Trek da Tricorders a Warp Drive.