内华达州地下爆炸将如何帮助美国探测核试验

10 月 18 日，美国国家核安全局在内华达州沙漠地下故意引爆了一次非核爆炸。美国地质调查局记录的爆炸震级为 1.7 级，准确记录爆炸时间为上午 8:15 59 秒。美国上一次引爆核武器试验已经过去了 30 多年，但探测此类试验（尤其是地下试验）的能力可以为美国应对其他试验提供参考和指导。10 月 18 日的爆炸虽然不是核爆炸，但发生在旧核试验基础设施的骨架上，因为它的设计旨在提高对核试验的探测能力。

21 世纪至今，只有朝鲜试爆过核武器，而且所有试验都是在地下进行的。但如果现有核大国恢复试验，或者某个国家通过试验推出其新核武库，地下探测很可能是发现核弹头的方式。

美国国家核安全局负责国防核不扩散事务的副局长 Corey Hinderstein 在新闻稿中表示：“这些试验推动了我们为实现美国核不扩散目标而开发新技术的努力。它们将通过改进地下核爆炸试验的检测来帮助减少全球核威胁。”

美国国家核安全局的试验在内华达国家安全基地进行，该基地以前被称为内华达试验场，最近更名为内华达试验场。1951 年至 1992 年间，该基地用于主动核试验，共进行了 100 次大气核武器试验和 828 次地下核武器试验。美国自 1992 年 9 月起一直遵守核武器实弹试验禁令，苏联于 1991 年实施禁令，此后俄罗斯也一直遵守禁令。在没有实弹试验的情况下，利用超级计算和近五十年主动核试验期间收集的大量数据，利用计算机模型进行模拟试验，为美国核武库的持续研究和维护提供了信息。

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尽管如此，计算机模型是基于观察到的真实世界数据，在内华达国家安全站引发非核爆炸可以验证这些算法和假设。

“该实验将有助于验证新的爆炸预测模型和检测算法。测量数据是使用加速度计、地震仪、次声波传感器、电磁传感器、化学和放射性示踪剂采样器以及气象传感器收集的，”NNSA 新闻稿中写道。

此次最新试验以内华达州核设施先前开展的工作为基础。2010 年至 2019 年，美国核企业的研究人员（包括国家核安全局的科学家以及桑迪亚国家实验室的研究人员）进行了源物理实验。这些实验旨在帮助美国区分地震和地下爆炸，提高对武器试验和地震活动的了解。除了桑迪亚，其他参与组织还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室以及负责管理内华达国家安全设施运营的任务支持和测试服务有限责任公司。

虽然卫星监视使地面核试验可以从上层探测到，但地下核试验的设计使其更难被外部势力观察和追踪。人为爆炸和地震之间的一个区别在于压缩波与剪切波之间的平衡。但为了确保核试验不会丢失或被误解为常规地震数据，实验室开始收集新数据，以区分爆炸和地震。

“我们认为，更好地理解这一点的唯一方法是进行实际的物理实验。我们不能只是简单地拥有新的建模代码，而没有可以测试这些新建模代码的东西，”桑迪亚首席研究员兼地球物理学家 Rob Abbott 在 2019 年 8 月告诉 Sandia LabNews。

源物理实验系列中涉及的传感器包括钻孔和地面上的加速度计、次声波、光纤、地震监测、钻孔麦克风、氡传感器、摄影测量、场地前后表面测绘等。通过对测试预期发现的内容进行建模，根据该建模放置传感器，然后使用非核爆炸物进行实际测试，研究人员能够为寻找核爆炸所需的数据做出巨大贡献，而所有这些都无需引爆实弹。

上周的试验的科学原理很简单。10 月 18 日的试验的地缘政治时机令人感兴趣，因为它与俄罗斯议会投票取消批准《全面禁止核试验条约》同时发生，这是一项禁止核试验并成立一个国际组织监督此类试验的多边协议。此次取消批准是俄罗斯不断放弃冷战后半段和冷战后头几十年的军备控制的一部分。俄罗斯拥有世界上最大的核武库，尽管美国的核武库紧随其后。到目前为止，还没有一个拥有核武库的国家在进入 21 世纪时引爆过核武器，无论是试验还是其他方式。

美国国家核安全局已与全球其他国家和研究人员分享了 10 月 18 日试验的地震数据。尽管核试验的可能性仍然不大，但分享有关这些试验在地震传感器上会如何显示的信息，可以让世界其他国家从熟悉和一致的角度做出反应。