主题：【原创】核试验监测趣谈（1）---你放炮仗，俺知道 -- 奔波儿
看到有人谈地下核试验的事儿，不由地触动了自己。按说，自己干的事儿还多多少少和这档子事儿有关系。
有人会说了，人家放炮仗，关侬甚事儿？当然有关系，因为俺干的事儿就是专门和震动相关，只要是能引起鸡飞狗跳的，就值得研究一下下，而且还有个专门的学科名词儿，那就是“地震学（Seismology）”。
观测震动，简单说就是看某点在三维空间（x,y,z）的位移，在加上时间（t）因素，就是一个u(x,y,z,t)。怎么测呢？拿尺子和手表肯定是不行的，得有个仪器，这就是地震仪（Seismometer）。大家公认的最早的地震仪是张衡发明的“候风地动仪”，实物已不可考，大家只能根据范晔所写的《后汉书·张衡传》那百来字推断其机械构造和原理，但可以肯定的一点是这东西体积不会小，不可能像背个笔记本式的您可以带着四处跑。
第一次世界大战期间，德国科学家Ludger Mintrop（1880～1956）发明了一款便携式地震仪。记得俺一位师长说过“所有最尖端的科学技术首先都是运用于国防”，Mintrop先生的这项发明也不例外。
大家都知道，绝大部分火炮都是是有后座力的，炮弹出膛的那一刹那，根据动量守恒定理，炮身会猛烈地后缩，一般设计上会让火炮底座来卸掉这一后座力，这就相当于给了大地狠狠的一锤子。这是多好的一个震源啊！这一锤子所产生的地震波会随即向四方传递。Mintrop布设下自己的地震仪，就能记录到这个震动到来的时间（t）。可敌人的火炮阵地在哪儿（x0, y0）呢？敌人啥时候（t0）放的炮仗？既然咱们有三个未知数，那就需要建立至少三个方程，方程式很简单嘛。
在这个公式中，分式中的分子就是咱们的地震仪（x,y）到敌人火炮（x0,y0）的距离，而地震波在地面传播的速度（v）在局部地区变化不大，可以认为是一个常数。因此呢，有那么三个地震仪，就基本能计算出（x0,y0,t0）。接下来的事情，好办，照着（x0,y0）这个点砸炮弹就行了。就这样，德军在Mintrop先生的帮助下战果斐然。
一战结束以后，Mintrop先生带着自己的仪器跑到米国，成立了一家公司，专门卖地震仪给石油公司，那钱赚的，花花的。
感谢：作者获得通宝一枚。恭喜：你意外获得 16 铢钱。1通宝=16铢
说起“二踢脚”，那可是俺的挚爱。记得小时候，村子里给一位病故的老教师办丧事，村人都来送行。俺舅舅揣了一大兜子二踢脚，走在送葬队伍的最前列，每走上几步，就点一个。以前的炮仗药给的足，但听得“砰......啪.....”一声，那是响彻云霄，随即，空气中弥散开一股火药味儿，纸屑儿飘飘洒洒落在后面的人群中。俺舅舅那神气劲儿，至今仍让俺记忆犹新。放二踢脚，得胆大心细，稍不留神，伤人害己，甚至炸掉手指的事儿都常有耳闻。
1945年，米国鬼子就在日本鬼子头上扔了两个“二踢脚”，哦，错了，是“小男孩”和“胖子”这两颗原子弹，瞬间就抹平了两座城市，无数男女老幼，管你是美女帅哥还是歪瓜劣枣，通通灰飞烟灭。自此后，米国鬼子以地球上唯一的核大国自居，动不动就威胁要往人家屋里扔“二踢脚”。
1946年7月，米国在马绍尔群岛的比基尼环礁（Bikini Atoll），又放了一颗二踢脚，不过这次是在27米的水下引爆的。引爆的那一刻，一颗硕大的蘑菇云自大海中冉冉升起，若干参加过太平洋海战的米国和日本舰船作为试验品被撕成了碎片。这次爆炸催生了一个副产品，那就是大名鼎鼎的比基尼泳衣。这件由两片布组成的泳衣，对当时的人们衣着观念的冲击，不亚于这次核爆。
看着米国鬼子时不时在内华达沙漠和马绍尔群岛扔炮仗玩，做为地球上所谓“红色”势力的老大，苏联自然不甘落后。1949年8月29日，苏联人在哈萨克斯坦的塞米巴拉金斯克（Semipalatinsk）试验场也试爆了自己第一颗原子弹RDS-1，虽然威力只有区区2.2万吨TNT，但已经足以和“胖子”一样摧毁长崎这样的城市。
1952年10月3日，英国在西澳大利亚外海的蒙特贝罗群岛（Montebello Islands）爆破了自己的原子弹，成为第三个加入核俱乐部的国家。
1960年2月13日，法国在忙着和阿尔及利亚的民族解放阵线(National Liberation Front:NLF)作战之际，在撒哈拉大漠中爆了一颗名为“蓝色跳鼠（Gerboise Bleue）”的核弹，成为第四个拥有核武器的国家。
当然，玩大头的主要还是苏修和美帝这两家。在冷战的大背景下，这两家在核武器研制上面展开了你追我敢的竞赛，咱们这颗蓝色的星球上时不时就冒出一朵蘑菇云。
1958年8月1日，米国用火箭，将一颗名为“硬柚木（Hardtack Teak）”的原子弹送上了76.8公里高度的外大气圈。爆炸产生的高频电磁脉冲引起大范围的通讯联系全部中断。这一爆炸，不但说明老米有能力击毁苏修的卫星，更标志着人类所弄出来的核怪兽迈向大空的第一步。
1961年，时任苏共中央总书记的赫鲁晓夫决定玩一把大的。苏联造了颗绰号为“沙皇(Tsar)”的RDS-22型氢弹，最初的设计当量为1亿吨TNT，后来怕控制不好核辐射尘埃会引起外交风波，将当量减为一半，即五千万吨TNT，足够轰平近三千个日本广岛。爆炸地点设在北极圈的新地岛，时间是10月31日。
爆炸当时所产生的火球直径就长达4.6公里，接着硕大的火球很快就席卷了大地，数百公里内的木造房屋全毁，残存的砖石房屋都没有门窗与屋顶。爆炸所产生的大蘑菇宽度达将近40公里，高达60公里，比珠穆朗玛峰还高7倍多，爆炸产生的热风甚至可以让远在170公里以外的人受到3级灼伤，爆炸的闪光还能造成220公里以外的眼睛剧痛与灼伤，甚至造成白内障以及失明。米国地质调查局的地震仪测得这次核爆炸的能量相当于一次里氏五级地震（忒小了吧！没法子，人类跟大自然一比基本上嘛也不是）。
[FLASH]http://www.youtube.com/v/WwlNPhn64TA[/FLASH]
1962年，古巴导弹危机发生，咱们这个星球几乎到了核大战的边缘。美苏两家自己也害了怕，一想，既然咱们谁也不愿意完蛋，干脆和了，那就坐下来谈吧。谈判的结果是搞出一个“部分禁止核试验（Partial Nuclear Test Ban Treaty，简称PTBT）”，规定所有签约国不得从事任何（除地下以外）的核试验，即常规核试验中的水下、大气层和外大气层核试验，以后不准再搞了。二踢脚是不能放的，但钻地鼠没人管，因为大佬们自己还没玩够呢。
该条约于1963年10月10日正式生效，初始签约国包括美苏英这三个核大哥，和一帮还只会舞蹈弄枪的小弟。
要禁干脆全面就禁嘛，干嘛搞个“部分”，还特别声明不包括“地下”？这不明明告诉大家伙儿，这个条约主要就是为美苏量身打造的。作为安理会常任理事国之一的法国就不理这套，拒不参加。而中国，当时在联合国还没有正式席位，自然也视之若无物。也不全是，其实早在1963年，俺们就发表了一项声明---《中国政府主张全面、彻底、干净、坚决地禁止和销毁核武器、倡议召开世界各国政府首脑会议的声明》。1964年10月16日，中国为“庆祝”该条约签署一周年，特意在新疆罗布泊种下了俺们中国人自己的第一颗大蘑菇。
不过，该条约施行以后，美苏英三国基本算是严格遵守了规定，人们所监测到的大气层中的放射性尘埃量迅速下降，这也算一件好事吧。
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是偶尔这样的还是理论上决定了会这样？
东风才是“二踢脚”
小白兔的第一棵蘑菇是1964年10月16日，不是双十节放的。
笔误,立马改正
据说拿100吨 TNT 都能放出蘑菇云来。
英文名词为“Rayleigh–Taylor instability”，意思是指当大量高热低压气体突然产生的时候，热气会呈柱状上升，到高空之后，气压减低，而气体本身温度也逐渐降低，便会扩散开呈伞状。火山爆发，或者核爆炸都能产生蘑菇云。如果您有兴趣，自己也能种一棵，比如下面这张图
[IMGA]https://blu1.storage.live.com/items/952AC173C682578D!3026:Scaled1024/Blowing_Smoke.jpg?psid=1&ck=0&ex=720[/IMGA]
这里面涉及到的流体力学或者爆炸力学的东东，俺功力不够，等专业人士做详细解释吧。
把很专业的东西写得这么通俗和有趣，应该大力推广和发扬光大。
有幸能借此来管理宝推。
谢了!
以前河内说起挖坑，老萨那是不折不扣的坑王之王，不过老萨的坑品比较好，一般挖了坑甭管多忙都记着要填。
但美帝和苏修这两位，坑品却不怎么样。自打签了《部分中止核试验条约》（PTBT），这两家就磨头窝在地下挖洞，刨好之后，埋一颗蛋蛋，然后颠得老远，捂着耳朵，缩着脖子，听个响儿，看能否炸个坑儿。噢，怎么说得像亮亮坨儿放炮仗。
其实这个坑不是那么容易刨的。要想刨得好，刨得妙，还是得动一番脑筋的。
1951年的冬天，美帝在内华达试验场进行一系列核试验，代号“巴斯特噪音行动（Operation Buster-Jangle）”，其中前六次都是在地上爆破的，而最末一次即第七次于当年11月29日进行，代号“大叔（Uncle）”。这一次，美帝是将一颗当量为1200吨的核弹埋在了地下5.2米（17英尺）深处，算是史上第一次地下核试验。不过，因为埋得实在太浅，爆炸所产生的烟尘还是冲上了三千多米的天空。尘埃落地以后，一口圆形大坑出现了，拿尺子量了一下，直径约80米（260英尺），深度为16米（53英尺）。
很一般嘛，一般盖楼做基建的时候，就能刨这种规模的坑嘛。的确，但刨这个坑的时间那是用毫秒来计算的。核爆炸反应时间约为几个毫秒，接下来的几个毫秒时间，爆炸装置及其围岩在高温（百万度）高压（百万大气压）迅速汽化，高压高温的气团形成并扩散，带动周边的岩石汽化或者液化，一个巨大的空洞随即形成，直到压力释放到和围岩压强一致为止。
如果核弹埋藏较浅或者周边为松散岩石，则地下核空洞会导致地表岩土塌陷，形成一个大坑。如今，在美国的内华达核试验场上，这种圆形大坑随处可见。有兴趣的可以自己瞅瞅这个坐标---37°07′N 116°03′W。
如果核弹埋藏较深而且周边岩石密度较大，则爆炸发生后会形成一个隆起的土丘。
1957年9月19日，美帝在内华达试验场越300米的地下挖了一个钩状水平巷道，在里面引爆了一颗1代号为“雨人（Rainer）”的1700吨TNT当量的核弹。正如事先所设计的那样，爆炸产生的能量大部分在巷道中耗散掉，地表的塌陷非常轻微。这一次成功的试验成为美帝日后进行更大规模地下核试验的标准样本。另外，这次试验的时间特意事先公布，因此地震学家准确记录到这次核试验所产生的地震波形。
至今为止，规模最大的一次地下核试验是美帝于1971年11月6日在阿留申群岛中的Amchitka岛上进行的，爆炸当量为500万吨。放段录像，大家来感受一下，请注意地表物体的震动模式。
[FLASH]http://www.youtube.com/v/qp6aZIhHiRE[/FLASH]
美帝在地下核试验方面做了很多开创性的工作，其技术一直处于领先地位。
相对而言，苏修在地下核试验方面起步要晚很多。其第一次地下核试验于1961年11月10日在哈萨克斯坦的Semipalatinsk试验场（下图额尔齐斯河（Irtysh River）南部之橘红色区域）进行。这儿离中国的阿勒泰不是很远，还有一处重要的地下核试验场就是北极圈的新地岛。
法国人的地下核试验场起初是在阿尔及利亚的In Ecker。由于出现设计上的疏漏，1962年5月1日所进行的Béry地下核试验出了大事故，核爆炸抛起的尘土随风落在了观察所，包括法国国防部长和科技部长在内的几百人受到了核辐射的洗礼，导致多人随后死于放射性疾病，其中有科技部长Gaston Palewski。1962年7月5日，阿尔及利亚获得独立。但根据双方签署的《依云协定（vian Accords）》（就是出矿泉水的那地儿），法国人又在那儿待了五年，进行了几十次核试验，后于1967年撤出，移师到太平洋中的法属波利尼西亚群岛，在这些美丽的岛礁上进行了包括空中、水下和地下在内的上百次核试验。
咱们国家进行地下核试验的场所相对固定，就是罗布泊。
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先送花，后得钱。
先上下运动，后左右运动。
正琢磨着怎么写不会变成八股文。