Pergunte a Ethan: Como sabemos que a Coréia do Norte está testando bombas?

Foto sem data, divulgada pelo serviço de notícias oficial da Coréia do Norte em dezembro de 2015. Kim Jong-un inspeciona uma fazenda de bagre consertada em algum lugar da Coréia do Norte.

O início de janeiro de 2016 foi marcado por atividades sísmicas extremamente suspeitas que ocorreram na região nordeste da Coréia do Norte, a poucos quilômetros da costa. Além disso, a declaração do governo disse que eles detonaram uma bomba de hidrogênio que prometeram usar contra qualquer agressor que ameaçasse seu país. Isso causou nos círculos dos leitores [falantes de inglês] não apenas medo e emoção, mas também ceticismo, que Kathleen Reed expressou como uma pergunta:

A Coréia do Norte anuncia o teste da bomba de hidrogênio. Imagens de uma nuvem em forma de cogumelo foram transmitidas via CNN, mas não tenho certeza de que foram obtidas na Coréia do Norte. Como você e eu podemos ter certeza de que a Coréia do Norte testou bombas nucleares?

Em primeiro lugar, sua incerteza sobre as transmissões da CNN atingiu a cabeça. Eles são famosos por sua ... digamos, a história de reportagens sobre a Coréia do Norte e a guerra nuclear com os Estados Unidos.


CNN frame 3 de abril de 2013

De fato, disseram à CNN que uma bomba de hidrogênio havia sido detonada na Coréia do Norte, e a CNN, como muitos outros meios de comunicação, mostrou fotos e vídeos contendo uma nuvem em forma de cogumelo de uma explosão nuclear. Fotos e vídeos são reais, eles realmente capturaram uma explosão nuclear. Mas estas eram fotografias não do teste de bomba na Coréia do Norte, mas de vários arquivos.



Além disso, na Coréia do Norte, ao testar uma bomba, não deveria haver nenhuma nuvem. Até este ano, o país realizou três testes de armas nucleares, detonando bombas em desafio ao Tratado de Proibição Completa de Testes de 1996 [hoje este tratado não é válido porque não foi assinado pela Índia, pelo Paquistão e pela RPDC e não foi ratificado pelos Estados Unidos - aprox. transl.]. Uma bomba pode ser detonada em qualquer lugar - no ar, sob a água do mar ou oceano, no subsolo. Essas explosões podem ser detectadas, mas a energia da explosão é abafada pelo meio através do qual ela deve passar.

• Como o ar é o menos denso, silencia o pior de todos. Trovões, erupções vulcânicas , lançamentos de foguetes e explosões nucleares emitem não apenas ondas sonoras audíveis ao nosso ouvido, mas também infra-som (comprimento de onda longo, baixa frequência), que - no caso de uma explosão nuclear - carrega tanta energia que os detectores podem detectá-las em todo o mundo.
• A água é mais densa e, embora as ondas sonoras na água se movam mais rápido que no ar, a energia nela se dissipa mais rapidamente com a distância. No entanto, no caso de uma explosão subaquática, a produção de energia será tão grande que as ondas de pressão podem ser facilmente detectadas por sensores de sonar, que adquiriram muitos países. Além disso, não ocorrem processos naturais na água que possam ser confundidos com uma explosão nuclear.
• Portanto, se o país precisar ocultar o fato da explosão, é melhor mantê-la no subsolo. E embora as ondas sísmicas de uma explosão nuclear possam se tornar muito fortes, na natureza existe um método mais poderoso de criar ondas sísmicas: terremotos! A única maneira de distingui-los é triangular a posição exata, já que terremotos muito raramente ocorrem a uma profundidade de até 100 m, e testes nucleares até agora ocorreram exclusivamente em uma profundidade rasa. Portanto, os países que assinaram um tratado abrangente de proibição de testes nucleares implantaram estações sísmicas em todo o mundo para realizar testes nucleares em andamento.



Um evento sísmico na Coréia do Norte foi descoberto em todo o mundo. Existem 337 estações sísmicas na Terra que capturam esses eventos. De acordo com o Serviço de Vigilância Geológica dos EUA (USGS), o evento foi equivalente a um terremoto de magnitude 5,1 e ocorreu a uma profundidade de 0,0 km. Nesta base, é possível reconstruir a quantidade de energia liberada - cerca de 10 quilotons - e determinar se era provável que fosse uma explosão nuclear: e, aparentemente, a explosão foi nuclear.



Ao contrário dos testes anteriores com bombas nucleares simples (baseadas na fissão nuclear), a Coréia do Norte alega que a nova bomba é hidrogênio usando fusão. As bombas termonucleares são muito piores que as bombas nucleares. A energia de uma bomba nuclear de urânio ou plutônio está na faixa de 2 a 50 quilotons, e a energia de uma bomba de hidrogênio pode exceder esse valor em um fator de milhares. O recorde mantém o teste nuclear nas bombas czar da URSS, com capacidade de 57 a 58 megatons, ocorridas em 1961 [também conhecida como a “ mãe Kuzkina ” - aprox. transl.].


A explosão da bomba czar

Portanto, a Coréia do Norte provavelmente detonou uma bomba atômica. Mas foi uma bomba nuclear ou termonuclear? Há uma grande diferença entre eles:
• Uma bomba nuclear usa elementos pesados ​​com um grande número de prótons e nêutrons, como urânio ou plutônio, e os bombardeia com nêutrons que podem ser capturados pelos núcleos. E, neste caso, surge um isótopo instável, decaindo em núcleos menores com a liberação de energia e nêutrons livres adicionais, o que leva ao surgimento de uma reação em cadeia. No caso de um projeto correto, um grande número de átomos sofre essas transformações, transformando centenas de miligramas ou gramas de matéria em energia pura através de E = mc ²
• Uma bomba termonuclear usa elementos leves, como o hidrogênio, e, criando temperaturas e pressões gigantescas, obriga a combinar elementos mais pesados, como o hélio, com a liberação de ainda mais energia do que uma bomba nuclear. Isso requer temperaturas e pressões tão altas que, até agora, encontramos apenas uma maneira de obtê-las: cercar uma bola de combustível para síntese com uma bomba nuclear. Somente essa produção de energia pode desencadear uma reação de fusão nuclear. Esse esquema pode transformar até um quilograma de matéria em energia pura.

A julgar pela produção de energia, a concussão na Coréia do Norte não poderia ter sido causada por uma bomba termonuclear. Caso contrário, seria a reação de síntese mais eficiente com o mínimo de energia que foi alcançada no planeta, e mesmo os teóricos não sabem ao certo como uma energia tão baixa poderia ser alcançada. Por outro lado, temos informações suficientes para confirmar que se tratava de uma bomba nuclear simples, pois os dados sísmicos mostram uma clara semelhança entre a bomba nuclear norte-coreana de 2013 e esta.



Em outras palavras, todos os dados indicam que neste teste foi usada uma reação nuclear, sem síntese. Eu suspeito que eles ainda queriam causar uma reação termonuclear. Talvez estivesse previsto um segundo ou terceiro estágio em que a bomba deveria começar a síntese de hélio, mas isso não aconteceu.



No entanto, essa explosão definitivamente não foi um terremoto! Terremotos criam ondas S muito fortes em comparação com as ondas P, mas testes nucleares criam ondas P significativamente mais fortes que são consistentes com as observações. A Coréia do Norte realmente realizou testes nucleares - e você e eu agora aprendemos como sabemos que era uma reação nuclear, não termonuclear.