科學家們已經提高了探測流氓國家進行的地下核爆炸的能力，隨著核安全峰會今天在華盛頓特區召開2016年會議，這一進展肯定會引起人們的興趣。
勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的查爾斯·R·卡里根領導的一個團隊利用現場實驗建立了一個新的複雜模型，該模型預測了此類爆炸釋放的惰性氣體的同位素比率（科學報告 2016；DOI：10.1038/srep23032）。這些氣體將在爆炸後被帶到大氣中，調查人員可以在距離試驗場數千公里甚至數月後尋找同位素特徵。
自1996年以來，已有183個國家簽署了《全面禁止核試驗條約》，該條約禁止地下核武器試驗。然而，印度、朝鮮和巴基斯坦尚未簽署該條約，朝鮮聲稱在過去十年中進行了四次地下爆炸。
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美國繼續遵守暫停核試驗的規定，因此科學家，特別是勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）和洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LANL）等政府機構的科學家，正在開發無需自行製造爆炸即可探測這些事件的方法。他們一直在尋找間接證據，例如地震資料和惰性氣體傳輸。他們特別關注放射性同位素133Xe和37Ar的遷移，這些是核爆炸的明顯特徵。
在這項新工作中，卡里根的團隊將氣體示蹤劑注入內華達州一個由地下核爆炸形成的舊空腔中，並研究了氣體如何被輸送和從空腔中釋放出來。
他們的模型解決了地質系統中氣體傳輸的一些複雜性。之前的研究已經對現有的地面裂縫進行了建模，但LLNL小組還包括了爆炸力產生的裂縫。“我們表明，地球不是氣體的完美容器”，卡里根說。
他們的模擬還表明，放射性氙氣的同位素比率取決於爆炸的強度。“這表明，測量順風氣體的同位素比率可能潛在地告訴我們一些關於地下核爆炸的核當量或規模的資訊”，卡里根說。
洛斯阿拉莫斯國家實驗室的菲利普·H·斯托弗說，“這項工作對核探測界非常重要”，他指出卡里根團隊增加了一套更完整的同位素的重要性，這將有助於為最近在洛斯阿拉莫斯開發的爆炸產生的裂縫模型提供資訊。
該模型的惰性氣體比率預測與朝鮮在2013年宣佈進行地下爆炸後近兩個月從日本和俄羅斯等遠至地區收集的大氣資料中發現的比率相似。
研究人員希望能夠獲得朝鮮據稱在1月份進行的地下試驗的大氣資料，以便他們可以將這些資料與他們模型的預測進行比較。