Откуда учёные узнают о секретных ядерных испытаниях?
Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ), запрещающий проведение опытных ядерных взрывов в воздухе, под землёй и в воде подписали 183 страны, отказались только «молодые» ядерные державы — Индия, Пакистан и Северная Корея (а также некоторые островные государства — Маврикий, Сант-Висент и Гренадины и др.). Но чтобы договор начал действовать, подписавшая страна должна ратифицировать его, то есть внедрить в свою внутреннюю правовую систему. Без ратификации международный договор не то что бы бумажка, но полной силы не имеет. Так вот, ДВЗЯИ до сих пор не ратифицирован в подписавших его США, Иране, Израиле и Египте; есть эти страны не взяли на себя обязательство никогда не испытывать ядерные бомбы. Оставим экспертам по международной политике отвечать на вопрос о причинах отказа этих стран подписывать договор и обратимся к тому, как страны-участники договора собираются контролировать его исполнение.
Действительно, даже в международном праве исполнение обязательств приходится контролировать. Чтобы Организация договора (ОДВЗЯИ) была уверена в том, что страны, подписавшие документ, придерживаются его предписаний, была построена Международная система мониторинга (IMS) — глобальная система станций сейсмологического, радионуклидного, гидроакустического и инфразвукового мониторинга и центры обработки данных.
Всего в IMS 321 станции мониторинга и 16 лабораторий (можно посмотреть на интерактивной карте). В России находится 32 объекта IMS: 19 сейсмических станций, 4 инфразвуковые станции, 8 радионуклидных станций и одна лаборатория, а также независимая подсистема Глобальной системы связи; только гидроакустических станций в России нет. Данные, собранные на территории каждой страны, по спутниковой связи передаются в национальные центры данных (российский — в Дубне), а оттуда — в Международный центр данных в Вене.
В среду 6 января 2016 года Северная Корея объявила о проведении первого в истории страны испытания водородной бомбы. За день до этого, в 10 часов утра во вторник сейсмометры IMS в китайском округе Муданьцзян зафиксировали землетрясение магнитудой 5.1 с эпицентром в 20 километрах от северокорейского городка Сунжибегам. По характеру колебаний эксперты заключили, что причиной подземных толчков стала не естесственная сейсмическая активность, а мощный взрыв.
Сейсмические волны принято делить на те, что распространяются по поверхности Земли (поверхностные) и те, что распространяются в толще земли, затухая и отражаясь в разной степени в зависимости от того, какие горные породы встанут на их пути (объёмные). Объёмные волны в свою очередь делятся на P (первичные)и S (вторичные) волны. P- и S- волны распространяются с разной скоростью, и датчики регистрируют их с некоторым интервалом. По этому интервалу и сравнительным характеристикам первичных и вторичных волн сейсмологи умеют определять и расстояние до источника колебаний, и даже природу этого источника. Землетрясения генерируют слабые P- и очень заметные S-волны, взрывы — наоборот. Так сотрудники китайской лаборатории поняли, что причиной подземных толчков стали ядерные испытания не территории Корейского полуострова, а не движение тектонических плит.
А вот определить по сейсмическим данным природу взрыва можно только очень приблизительно. Подтвердить или опровергнуть заявления северокорейского правительства об испытаниях водородной бомбы могут данные радионуклидного мониторинга. В распоряжении ОДВЗЯИ 80 таких станций. Примерно половина из них способна улавливать в атмосфере радиоактивные изотопы благородных газов (особенно легко на фильтрах детекторов оседает ксенон). Повышение концентрации тяжёлых изотопов благородных газов в атмосфере — это способ доказать, что недавно где-то произошёл подземный ядерный взрыв.
После январского (якобы термоядерного) взрыва 2016 года на полигоне Пунги-ри взорвалась ещё одна, уже шестая на счету руководства КНДР, ядерная бомба, и взрыв был ещё мощнее: магнитуда вызванных им колебаний стала рекордной для корейских испытаний и достигла 5.3. А 3 сентября 2017 года по корейскому телевидению было объявлено об успешном испытании самой мощной в истории КНДР бомбы — по словам руководства страны, также термоядерной. Сейсмостанции IMS и других организаций зафиксировали толчки магнитудой 5.8, а мощность взрыва, по разным оценкам, составила от 10 до 120 килотонн (на этих цифрах сходятся IMS и норвежская независимая исследовательская организация NORSAR). Сотня килотонн — это пять Хиросим и вшестеро больше, чем мощность предыдущей корейской бомбы. Эксперты заговорили о качественном прорыве, который совершили корейские ядерщики.
Через восемь с половиной минут после первого взрыва сейсмометры зафиксировали второй, слабый толчок магнитудой 4.6. Что это было — пока неизвестно: возможно, в результате мощного взрыва обрушился тоннель, ведший к месту испытания, или случился большой обвал в горах. Второй толчок дал экспертам основания надеяться на то, что в атмосферу попало больше радиоактивных частиц, образовавшихся в результате взрыва — а значит, у станций радионуклидного мониторинга больше шансов определить тип взорванной корейскими военными бомбы и понять, действительно ли в КНДР освоили термоядерное оружие. Такой анализ занимает несколько дней, поэтому заключений о последнем испытании придётся подождать.
