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本月焦點

核子試爆無所遁形

2009/05/01 李查茲(Paul G. Richards)、金元英(Won-Young Kim)
偵測核子試爆的技術日益精進,各國已經難以再暗中進行核子試爆, 反核武人士能否從此遏止核武的發展?
重點提要
■地震監測現在也可用來偵測當量為1000公噸以上的核爆,偵測範圍遍及全球各處。在許多地方,地震偵測靈敏度還更高。
■美國總統歐巴馬打算要求參議院重新討論在1999年投票否決通過「全面禁止核試條約」(CTBT)的決議。
■反對CTBT的人認為有些簽約國可能會違約,暗地進行核子武器試爆,使遵守條約的國家陷入危險。
■以秘密試爆可能無法偵測做為反對的理由,已經無法成立。

如果我當選總統,我將請求參議院盡快通過「全面禁止核試條約」(CTBT),並透過外交途徑,敦促其他的國家通過,讓該條約早日生效。——歐巴馬,2008年9月10日

在這篇文章發表時,伊朗的核子計畫正在快速提高濃縮鈾的產能。2008年11月,在印度孟買發生的恐怖份子攻擊事件,再度喚起印度與巴基斯坦之間的核武競賽帶來的陰影,一場「地區性戰爭」可能使兩個國家的數千萬人民喪生,同時導致全球氣候劇變。北韓在2006年10月9日首次成功試爆核分裂武器,加入核子俱樂部,據傳,其分離出的武器級鈾原料足以製造六枚以上的原子彈。目前已有八個國家曾經公開試爆核子武器,以色列據說也擁有核子武器。如果恐怖份子取得了核子武器,將成為美國國土安全部及世界各國相關安全部門最大的夢魘。


不過,世界各國期待依然可以降低核子武器的緊張情勢,截至2008年底,已經有180個國家簽署了「全面禁止核試條約」(CTBT),這個條約禁止進行各種核子爆炸,包括核子武器試爆。CTBT由聯合國大會於1996年9月通過,並隨即獲得前美國總統柯林頓與其他國際領袖簽署,目標是限制已經擁有核子武器的國家進一步發展核武,同時防止尚未擁有核武的國家因為相信核子裝置可以在戰場上發揮作用而製造核子武器。


雖然CTBT尚未生效,但是已經簽署的國家(包括美國與俄羅斯)在聯合國大會投票通過之後,就已經中止開發核子武器。(1996年之後曾進行核子武器試爆的三個國家:印度、北韓和巴基斯坦,則未簽署條約。)


在美國方面,儘管美國大力反對條約,但仍中止試爆。1999年,美國參議院拒絕授予這項已簽署的條約在憲法上獲得「建議與認可」。而在2000年總統大選後不久,小布希更宣佈CTBT不符合美國國家安全的考量。


某些參議員投票反對的理由是擔憂目前可能沒有適當的工具能夠偵測到秘密進行的核子試爆,進而抓出違反條約的行為。反對者指出,如果美國連分辨其他國家是否出爾反爾都做不到,那為什麼要宣佈中止試爆?在美國裹足不前時,其他國家可能正在秘密進行測試,因而增進了傷害美國與其盟邦利益的能力。


在我們看來,幾年來這些關於監控的疑慮純屬無稽之談。科學與科技社群已經發展出相當精悍的能力,可以監控全世界地上或地下任何角落的軍事用途核子試爆,並可分辨核爆與礦坑崩塌、地震,以及其他自然或非核子現象的差別。例如2006年,北韓在地下進行的核子試爆,威力不到1000公噸黃色炸藥爆炸釋放的能量,但立刻就被偵測及辨識出來。依據目前展現出來的監測能力,以及持續改良中的監測技術,對於秘密核子試爆的疑慮已經不足以構成反對CTBT的理由。


找出監測重點

核爆監測技術跟核子試爆本身有著同樣悠久的歷史。一開始,美國監測核爆是為了蒐集潛在對手能力的基本資料,後來則是為了協助執行國際核子武器管制條約,如果參與全面禁止核子試爆的成員國都認為核子試爆行動無法隱匿,那麼國際制裁的威脅或許可以遏阻這些國家進行試爆。二次大戰結束至今,全世界已有過2000次以上的核子試爆,地點包括空中、水底和地下。研究人員透過爆炸記錄,獲得了蒐集與解讀核爆訊號的大量經驗。


核子試爆會產生多種可能偵測得到的訊號。例如,空中核爆會放射強烈閃光,衛星可以拍攝得到。爆炸發出的巨響不僅會在人類聽得到的頻率範圍內快速傳播,還有「超低頻音」(頻率低於20赫茲)的聲波會在空氣中傳播相當長的距離;設有微氣壓計的超低頻音「監聽」裝置可偵測非常微小的大氣壓力變化,判讀出超低頻音訊號。


各種核爆都會產生某些穩定元素的放射性同位素,在空中試爆時,這些同位素氣體會被噴到高空。冷卻之後,放射性氙等某些同位素依然呈氣態,成為核爆的餘跡,其他同位素可能凝結或與灰塵結合形成微粒,飄散到世界各處。早在1948年,美國空軍就曾在太平洋監測美國的空中試爆,並確認這類放射性微粒相當大,只要讓空氣流過類似煮咖啡用的濾紙就可採集得到。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2009年第87期5月號】


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