真的是核试验吗？

　　□姚忆江

　　朝鲜于10月9日宣布实施核试验后，由于没有公布核试验的时间、地点和爆炸当量，美国、日本、韩国、俄罗斯等许多国家都在寻找任何有关核试验的线索。

　　据韩国青瓦台总统府发言人尹太瀛说，韩国地质资源研究院在10月9日上午10时35分监测到，朝鲜咸镜北道地区有里氏3．58级至3．7级的震波。韩国方面估计，朝鲜核试验的爆炸当量约为550吨TNT。韩国国家情报院称，朝鲜核试验地点在咸镜北道吉州郡丰溪里以东30公里的一座360米高的山底地下坑道内。

　 从目前的报道看，尚有诸多模糊的东西需要进一步明确和证实。在存在不确定因素的情况下，冷静地分析朝鲜核爆试验，也就显得很有必要。

　　核试验与天然地震的区别

　　中国地震学会副理事长、国际地震灾害与预报委员会副主席许绍燮院士认为，核试验地震和天然地震非常相似，不懂专业的人士容易弄错，区别核试验地震和天然地震，需要许多特征综合起来做出判断。

　　地下核爆炸实际上是一种人工地震，一般的化学爆破也是人工地震，根据炸药量的多少和埋设方式不同，产生地震效应也不同。人工地震和天然地震之间有一个关键区别就是爆炸是点源膨胀产生的振动，爆炸振动驱动四周岩石向外的每个方向对称地辐射，产生地震波，在所有的地震仪上记录波形初动，均应为地面被上推。而天然地震是地下岩石的破裂的过程，其初动P波和S波来自震源或是岩石破裂的初始点。天然地震的P波和S波的形态常与地下爆破产生的波形不同，对相当小的地震也是如此。两者的震相的幅度和大小也不一样。

　　如何从大量的天然地震中识别出核试验，目前地震学家提出了三种可行的方法。最重要的判据是地震震源深度。天然地震的震源深度比爆破的要深得多，多数大于10公里。因此一个国家想欺骗有限禁止核试验条约的监测，就要使秘密试验深度达2000米以上。然而深钻耗费很大，并且易于被监视卫星观察到。

　　第二，尽管P波的极性并非总是可靠的根据，但波形的形态是分析震源类型的有力线索。韩国地质资源研究院的池宪哲说，可以通过P波和S波的波形等来区分出是人工地震还是自然地震。P波波形的复杂性甚至对天然地震和不远的爆炸也有很大不同。

　　第三，由于全球地震观测台网的加强，地震工作者们现在可以可靠地计算和对比天然的和人工地震的各种震级。地震台并不需要靠近发生较强振动的地点，也可以区分人工地震和天然地震。对于全球核爆炸的监视，核禁试条约组织已经建立了均匀分布的全球地震台网，对全世界一定震级的地震进行监测。

　　爆炸当量如此之小

　 《纽约时报》在一篇报道指出，核试验爆炸当量一般在1万吨TNT到6万吨TNT之间，但根据不少国家检测到的地震数据来判断，朝鲜这次试验的爆炸当量只有1000吨TNT或者甚至更低。一些科学家因此次核试验的爆炸当量如此之小而感到困惑。

　　对于朝鲜是否可能利用引爆传统高爆炸药来伪装成核试爆的猜测，《纽约时报》访问的许多专家都认为这似乎不太可能。原因首先是政治风险太高，其次则是美国在朝鲜上空的间谍卫星并未发现装载大量炸药与化学品进出的动态。

　　美国众议院公布报告称，朝鲜可能拥有7到10公斤武器级钚，足以制造一到两枚核武器。如果朝鲜完成了对8000根核燃料棒的提取，那么还应该拥有25到30公斤武器级钚，可以再制造五枚核武器。报告称：“朝鲜声称已经拥有核武器，美国情报界经过评估后认为这可能是真的。”

　　俄罗斯军事情报监视系统也完全监测到朝鲜境内的核试验。塔斯社引述俄军中将弗拉基米尔·维克谢夫的话认为“我们可以百分百肯定那是地下核爆炸”。

　　专家根据震动波形图判断，朝鲜确实进行了核试验。美国国防部防务信息中心高级顾问菲利浦·科伊尔向《多伦多星报》说，这次试验结果可能不如朝鲜所期望的那么好，但它已经进行了核试验是毫无疑问的。因为科学家经过研究发现，朝鲜此次爆炸的初始波形和中间段波形与一般地震波形截然不同，而且与一次威力巨大的常规炸药爆炸所产生的波形也有所不同，常规爆炸产生的初始波形应该更平缓、渐进。

　　兰姆特·杜哈特地球观测台的保罗·里查德教授也认为，重要的是朝鲜已经掌握了核爆炸技术。里查德在对爆炸后的震动图进行分析后指出，核爆炸震动图所显示的波动图形既不同于常规爆炸，也不同于地震。

　　里查德教授还表示，虽然不能完全排除朝鲜使用1000吨TNT炸药，以一种特殊方式在地下引爆，使其在毫秒级达到完全爆炸，这种爆炸方式过去出现过，但是他认为实现的难度非常大，这种可能非常小。

　　“和美国投在广岛、长崎的原子弹相比，朝鲜第一次核试爆的威力更像‘小颤动’。”美国斯坦福大学国际安全与合作研究中心学者、韩国核问题专家康俊敏告诉新加坡联合早报记者，“这可能意味着，朝鲜的核技术目前还很粗糙。”

　　上海复旦大学国际问题研究院常务副院长、中国军控专家沈丁立也对此次朝鲜核试爆“超乎寻常”的小规模予以关注。

　　在沈丁立看来，朝鲜的核试爆还不到1000吨，存在两种可能性：从消极的角度说，他们可能使用了大量核材料，但由于技术不够先进，威力很有限；从积极的角度说，或许他们的核技术已经足够高超，可以使用少量的核材料达到核爆效果。

　　地震专家许绍燮院士指出，朝鲜核试验的当量不高，但其他核国家进行过比它更低当量的核试验。

　 一些军控专家推测，朝鲜科学家在计划还未公开时，不得不在严格的控制下工作，他们可能对核试验的全部当量进行了令人满意的检验。然而，进行大规模的核试验，可能要撤空试验场地周围的村庄，这样会暴露他们的核试验的具体地点。因此，朝鲜试验了最基本的设计并降低了当量。

　　美国专家认为，出于对机密情报泄露的考虑，朝鲜将杜绝放射性物质泄露的问题。据专家介绍，即使采取了严格的防泄漏措施，仍然会有微量放射性物质逸出进入大气。这些放射性物质一般会在核试验场周围逗留，但如果风力条件合适的话，它们也能飘散到很远的地方。目前，来自美国、日本等国的专家正在对朝鲜核试验场周边区域进行严密监测，他们装备的仪器能探测到空气与水中的微弱放射性物质。

　　韩国政府也向瑞典租用可以检测到微量放射性物质的氙核素探测器。韩国科技部的声明说，这种先进的仪器可以探测到核爆炸或者核电站事故后临时出现在空气中的惰性气体氙，以确定核爆炸详细情况。

　　当量是怎样测定的

　　地下核爆炸强度与地震震级存在近似的对应关系，一种估计的方法为：当量为1万吨TNT的核爆炸造成的地面破坏程度与里氏5．3级地震大体相当，10万吨TNT的核爆炸相当于里氏6．1级地震，而100万吨TNT的核爆炸可能引发里氏6．9级地震。

　　多个国家所侦测到的朝鲜核爆炸的地震震级都不相同。韩国对朝鲜核试验引发的地震震级测定为3．7级，这相当于500吨到800吨TNT发生爆炸所产生的震波。而美国地质勘探学会透露，9日朝鲜半岛因核试验发生了里氏4．2级的地震，经过计算，爆炸的当量应该在1000吨左右。地质勘探学会公布了20个地震监测台记录到的地震波数据，这些地震台有的设在临近朝鲜的中国、日本、韩国等地，有的则远在乌克兰、澳大利亚以及美国的内华达、怀俄明等地。

　　美国地质勘探学会的合作伙伴威廉·利思表示，韩国科学家采用的测定方法与美国有所不同，而且他们的设备也没有美国的先进。

　　设在维也纳的《全面禁止核试验条约》组织监测到的朝鲜核试验引发的地震震级为4．0级，这一数据处在美国地质勘探学会测定数据的误差范围以内。

　　《华盛顿时报》报道，核爆炸会制造出巨大的震波，而且可以令外界相当容易侦测、分析并确认这就是原子分裂所引起的爆炸。但是朝鲜10月9日所进行的这种爆炸，因为规模太小，要分析就不容易。

　　地震震级测定方法有多种。池宪哲说，使用最多的方法有ML（近震震级）、mb（体波震级）、Mw（矩震级）、Ms（面氏震级）、Md（持续时间震级）5种。里氏震级在近距离测定上较为有效，而且在进行公布时会使用里氏震级。此次美国使用的mb是远距离及近距离测定上都会用到的方法。

　　不过，各种震级都可以计算地下核试验当量，和使用什么方式的震级关系不大。

　　主要材料钚

　　世界上现有的核武器主要可分为两大类：裂变武器和聚变武器。裂变武器以原子弹为主要代表，其核材料主要是铀235、钚239。朝鲜宣称的核试验是使用钚作为材料。用钚239制造出来的原子弹无论是爆炸当量还是辐射强度，都要大于相同质量的铀235制造的原子弹。

　　自然界钚的数量极微。钚239在自然界中是不存在的，为制造出钚原子弹，通常利用铀238在核反应堆内经中子照射转换成钚239。“核燃料棒”是对裂变型核反应堆中使用的铀材料形象的叫法。这些铀材料大都制成柱状、板条状或球状固体，一条条地插入核反应堆中，有点像酒瓶摆放在啤酒箱里。在进行核裂变反应、提供核能的同时，核燃料棒会产生出钚239。

　　美国情报机构认为，朝鲜在永兴的再处理厂已经取出了钚。永兴的关键设施包括一座5兆瓦的试验核电反应堆，一座用于钚萃取的部分完工的大规模再处理厂，若干用于钚萃取的放化试验室，一座高能炸药试验设施，一座燃料制造厂和一座部分完工的50兆瓦核电反应堆。如果50兆瓦反应堆建成，每年生产的钚足够10－12枚核弹使用。

　　美国情报机构一直在密切监视朝鲜境内多条可用作核试场址的地下隧道，目前并不排除朝鲜再度进行试爆的可能。

　　前五角大楼主管武器测试的主任菲利普·E·科伊尔说，也许朝鲜在有意控制自己的核试验规模，“如果最终证实他们的核试验爆炸当量不足千吨，那就暗示他们很可能还要进行更多的试验，他们不会就此罢手”。

　  朝鲜核问题本身就是个“核反应堆”，里面已经被倾注了太多的国家利益，朝鲜核试验将会产生多大的政治、技术方面的核裂变，还需要一定的时间才能确认。