地下核試驗

地下核試驗是地下進行的核武器試爆。當試爆裝置都在足夠深的地方時，核爆炸便可被控制，不會釋放放射性物質到大氣。

地下核試驗所產生的極端的熱和壓力會導致周邊岩石發生變化。最接近試爆地點的岩石會汽化，形成空洞。遠一些的地方有粉碎，破裂，變形，等不同破壞程度的區域。爆炸後，空洞上方的岩石可能會坍塌，形成一條向上的通道。如果這通道到達地面，可能會形成一個碗形。

第一次地下核試驗始於1951年，隨後的試驗所提供的資料最終導致在1963年《部分禁止核試驗條約》的簽署，該條約禁止了除在地下外的一切核武器試驗。從那時起直到1996年《全面禁止核試驗條約》的簽署，大部分核試驗都在地下進行，以避免放射性落塵進入大氣。

背景
儘管在1950年代初期公眾對核試驗的放射性落塵越來越關注，放射性落塵是在1945年的第一次試爆原子彈(三位一體)後發現。高爆炸當量核彈的核試驗導致放射性落塵在朗格里克環礁和朗格拉普環礁，以及日本一艘遠洋鮪魚漁船第五福龍丸上出現。在這次核試驗之前，人們對放射性落塵的危險性「沒有充分」了解。印度總理呼籲在世界範圍內消除所有核試驗時「表達了國際社會的高度關注」。在1955年5月，美國、英國、加拿大、法國和蘇聯就終止核試驗的國際協議進行會談。允許地下核試驗的決定促成了協議的達成。地下核試驗被准許，前提是它不導致「放射性碎片存在於其管轄或控制此類爆炸的國家的領土範圍之外」。美國參謀長聯席會議因此取得美國原子能委員會的准許，對在地面和地下起爆核彈進行實驗。

第一次地下核試驗在1951年11月29日內華達試驗場進行，名稱為Uncle(剋星-爭吵行動的核試驗之一)，爆炸當量為1.2 千噸，於地下5.2米引爆。爆炸導致蘑菇雲上升到3500米，放射性落塵沉積於北部和東北偏北地區。彈坑被炸至79米寬，16米深。它在地下20.4米，在有波紋鋼的豎井中引爆，然後用沙袋和泥土回填。因為它被埋在地下，爆炸揚起數噸的泥土根據其中一個描述，「用華麗的煙火-迎來了地下核試驗的時代!」與在地面進行核試驗相比，釋放至大氣的放射性碎片減少了十倍。核試驗於地下488米-610米(1,600-2,000 ft)的勾形水平管道中進行。分析在核試驗中收集到的數據，使科學家能加深對地下核試驗的理解。

影響
地下核試驗的影響可能會因爆炸深度、核武器當量、以及四周岩石的性質等因素而有所不同。

{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="margin: 1em 2em 1em 0; float:left"
|+ 四周岩石的區域
|-
! style="background:#efefef;" | 名稱
! style="background:#ffdead;" | 半徑在幾毫秒內，形成高壓氣體和蒸氣氣泡。熱和向外擴展的衝擊波使四周岩石汽化，較遠的岩石會熔化，形成熔洞(英語:melt cavity)。其後的岩石只發生，形變和隨後的釋放形成地震波。數秒後，熔化的岩石會在熔洞底部聚集，熔洞的內容物開始冷卻。衝擊波之後的反彈導致壓縮力在熔洞周圍積聚，這被稱為壓力抑制籠(英語:stress containment cage)，封住裂縫。

數分鐘至數日後，一旦熱消散得足夠多，蒸汽凝結，熔洞內的壓力降至不足以承受外界壓力時，上方的岩石便會坍塌，掉入熔洞。這種情況取決於十分多的因素，包括核武器當量、埋藏方式等，坍塌也可能會延續至地面，形成下陷坑。

1974年，美國和蘇聯簽署《(英語: Treaty on the Limitation of Underground Nuclear Weapon Tests), 或稱地下核試爆限制條約(英語: Threshold Test Ban Treaty)》，該條約禁止進行爆炸當量高於150千噸的地下核試驗。到1990年代，監察和檢測地下核試驗的技術已經成熟，有很大的機會可以檢測到1千噸或以上的核試驗，至1996年，在聯合國的支持下，各國開始商討全面禁止核試驗。在1996年，美國、俄羅斯、英國、法國、中華人民共和國簽署《全面禁止核試驗條約》。

監測
在1940年代後期，美國開始發展利用空氣樣本來檢測大氣核試驗的能力，這糸統能夠檢測到蘇聯在1949年的第一次核試驗。在接下來的十年中，這糸統也改進了，建立了地震監測站網絡來檢測地下核試驗。1970年代中期，因《限制地下核武器試驗條約》在核試驗上的限制，使人們更好地瞭解爆炸產量與其產生的地震強度之間的關係。

參考資料

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