撰文 保罗·G·理查兹(Paul G. Richards)

金沅永(Won-Young Kim)

翻译 王昊明

寻找特定信号

核爆炸会产生放射性同位素、次声波等可观测信号，相应监测技术都能够监测到这些信号。

核爆炸监测技术是与核爆炸试验一起发展的。美国发展监测技术的根本原因，是为了收集潜在竞争对手的基本信息；另一个重要原因，是为支持各种限制核武器的国际性条约。如果参与《全面禁止核试验条约》的国家都相信，任何试图掩盖核试验的努力都是白费力气，那么迫于国际制裁的压力，它们就可能彻底放弃核试验。自二战结束以来，世界范围内总共进行过2,000多次核试验，包括地面试验、空中试验以及地下试验。通过研究这些试验留下的数据，研究人员在捕获和理解核爆炸信号方面取得了大量经验。

核爆炸会同时产生许多潜在的可观测信号。空中核爆炸会产生强烈闪光，能够被卫星捕捉到；爆炸还能产生巨大的声音，人类听力范围内的声波（频率在20Hz~20,000Hz内）会随声音的传播迅速衰减，但频率低于20Hz的次声波能够在大气中传播相当远的距离，装备着测微气压计（microbarometer）的次声波观测站能够监测大气压力的微小变化，进而找到次声波信号。

核爆炸会产生稳定的放射性同位素（radioactive isotope），在进行空中核爆炸试验时，它们会被气流吹到高空。当它们冷却时，一些元素（例如放射性氙）就会以气态存在于大气中，揭示曾经发生过一次空中核试验；另一些元素会同灰尘结合，形成放射性尘埃，随风在全球漂流。早在1948年，美国空军在太平洋监测本土空中核爆炸试验时就发现，这些放射性尘埃的颗粒较大，将空气抽吸通过磨咖啡用的普通滤纸就能够截留它们。

放射性同位素探测技术很快就显示了自身的价值。1949年9月3日，一架WB-29轰炸机在堪察加半岛东部飞行时收集的数据证明，四天前苏联已成为世界上第二个进行核武器试验的国家。对放射性尘埃中同位素（大部分是钚和铀238）的比例所作的分析显示，苏联在核武器试验中引爆了一颗21,000吨TNT当量的原子弹，同4年前美国在长崎投下的原子弹几乎一模一样。

除了空中核试验，美国在早期核计划中还进行了水下核试验。声波在水中的传播效率很高，特别是海水中由于温度及含盐量的细微差别而形成所谓的声学定位测距声道（sound fixing and ranging channel，SOFAR），并将声波能量束缚在其中时，传播效率就更高。在水下600米到1,200米之间的SOFAR声道附近放置水听器（hydrophone，即水下麦克风），当量仅为数千克的水下爆炸也会无所循形。