格林尼治时间2月12日凌晨2时57分51秒（朝鲜当地时间11时57分51秒），国际监测系统（IMS）监测到在朝鲜境内，发生了一次不同寻常的地震活动。
　　全面禁止核试验条约组织（CTBTO）当日判断，朝鲜境内发生“一次具有爆炸特征的地震活动”。根据产生的地震级别，中国地震学家也基本判断，朝鲜进行了核试验。
　　“中国的地震监测系统监测到了这次活动。最先报告的震级为5级，后来调整到4.8级。”中国地震台网中心预报处主任刘杰向《财经》记者表示，判断震级、并区分人工爆破与自然地震，可以在事件发生的瞬间完成，“几秒钟就可以得到结果，最迟也超不过一两分钟”。
　　原因是，地震级别每相差1级，能量相差约30倍。普通的爆破，如开矿使用的炸药，所能达到的震级约为1级到2级。天然浅源地震的震源深度在30公里以内的占多数，是地震灾害的主要制造者，比如汶川地震，震源于地下10公里。而人工爆破一般在地下1公里内。国际监测系统（IMS）的数据也显示，此次震源不但位于浅层，且与朝鲜此前两次核试验位置非常接近。
　　朝鲜于12日当日回应表示，该国在朝鲜北部地下核试验场开展了第三次核试验。

核燃料不明

　　核武器，原理是运用核聚变或裂变产生的能量，以及放射性物质达到大规模杀伤。目前，主要包括裂变核武器和聚变核武器，前者为第一代核武器，通常被称为原子弹，后者则常被称为氢弹。朝鲜此次的地下核试验使用的应属裂变技术。
　　CTBTO针对朝鲜2009年核试验发布的报告表示，监测显示的爆破能量，需要同时点燃数千吨的常规炸药才可以达到，在操作上可行性很低。而此次测算的结果表明，爆炸当量达到了2009年的2倍，由此，从科学上排除了朝鲜虚张声势的可能。国际监测系统在全球布有321个监测站点，并建立了16个实验室，实时捕捉世界范围内每一丝与核爆炸有关的迹象。
　　此次朝鲜发生的核爆事件，共有96个站点向位于维也纳的国际数据中心（IDC）发送了相关数据，这其中也包括中国站点监测的数据。根据国际数据中心的计算，确定此次核试验地点发生在朝鲜2006年、2009年开展的两次核试验地点的附近，误差可控制在8.1公里。
　　虽然日益发达的监测网络可以帮助科学家判断越来越多的信息，但是，却无法通过波形对核燃料的材料进行判断。
　　此次，朝鮮核试验所采用的材料，是各界最为关心的问题之一。环保部核与辐射安全中心科技委委员王秀清表示，军用核材料的生产能力，是评价一个国家核工业水平的重要指标，“是一个国家核工业最核心的机密”。
　　至今，只有两种元素被用作核燃料，一种是高度浓缩的铀-235，另一种是钚。钚是一种在自然界里不存在的物质，需要通过化学反应提取这种元素。1945年，美国开展的世界上第一次核试验，就是以钚作为燃料。
　　事实上，钚的提取既麻烦又显眼。“不但需要建造一个巨大的核反应堆，而且提取的时间还非常慢。”王秀清分析，这类反应堆通过卫星就可以观测得一清二楚，通过观测厂房规模和反应堆循环水冷却塔大小，估算生产功率。因此，后来核武器的研发更倾向于选择以高浓度的铀-235作为燃料。
　　朝鲜拥有生产钚的能力，但未有确切迹象表明其拥有制备高浓度铀-253的能力。因为虽然朝鲜拥有丰富的铀矿，可铀-235的提取并非易事。
　　一般天然铀矿中铀-235的含量不足1%，其余大部分是铀-238。铀-238与铀-235是同位素，二者只相差三个中子，化学性质并无分别。但是，铀-238这种元素不能用作核燃料。
　　将天然铀矿开采出来之后，需要运用多台串联的离心机对气化的铀进行逐级分离和浓缩，最终保留高浓度的铀-235，一般核电站需要的铀浓度在3%-5%，而用于制造核武器则需要达到90%以上。
　　由于离心机个头小，可以轻松隐蔽，使外界不易察觉。这意味着“一旦朝鲜掌握了生产高浓度铀-235的能力，就可以在外界毫无察觉的情况下源源不断地生产核燃料”。王秀清说。
　　此次核试验是调查朝鲜核工业水平的重要线索。要想一探究竟，就需要对核裂变产物进行检测分析。地下核试验过程中，由于粉尘等爆炸废料都被封闭在地下核试验井中，难以侦测。气体最有可能渗透出土壤，散播到大气中。因此，可以通过侦测大气中特定核素的同位素的比，判定核燃料是铀还是钚。
　　一位核辐射防护专家表示，用于测量的特定核素“寿命”比较短，随着时间的推移，侦测的困难会越大，“最迟一个月，超过基本就没可能了”。直至核爆发生后的第五天，韩国原子能安全委员会表示，韩国通过陆海空各种情报进行分析，仍没有发现能够确定朝鲜核试验的放射性颗粒。美国也尚未有信息表示已经监测到了放射性颗粒。

环境污染几何

　　科学界可以运用计算机开展核武器的模拟实验，然而，未经过实际操作，就无法判断核武器的真正性能。根据CTBTO的不完全统计，截至2009年5月，全球范围内已经开展过2054次核试验。这些试验的场地包括水下、大气中和地下。
　　其中，地下核爆主要分两种：一种是在垂直方向打通一个竖井，或在水平方向打通一条坑道。将爆炸装置安置在竖井或坑道中。这类实验隐蔽性好，且不受气象条件限制，不但可以用于研究高空核爆炸效应，也可以用于研究矿产开采等工业行为。
　　地下核爆发生后，可能会引发余震。刘杰表示，核爆引发的余震非常轻微。相较于余震，科学研究者们更担心此次核试验产生的放射性物质的泄漏。
　　如果发生泄漏，载带有裂变产物和中子活化核素的尘粒，会进入大气和沉降到地面，造成空气和地面的放射性沾染，所发出的γ和β射线称为核爆炸的剩余辐射，也能对人体造成伤害。 　　联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）曾指出，大气中的人工放射性物质，主要来自核试验。1945年到1980年，每一项核试验的结果都是，大量放射性物质被释放到环境中，使其广泛分布在大气中，并在地球表面沉積。
　　之所以“谈核色变”，除了核武器本身巨大的杀伤力，还在于其释放出的放射性物质影响深远。核试验和核反应堆，会将一些放射性核素引入大气。当放射性物质达到一定量时，会对人体器官造成损害，引发癌症，甚至导致死亡。其中，氪-85是裂变的副产物，自20世纪50年代以来，在大气中的含量不断平稳地上升，已成为全球性污染物。

　　上世纪50年代，科学研究表明，锶-90对母乳和婴儿的牙齿产生影响。其后，逐渐发现锶-90是裂变产物中最危险的一种，它能进入人体骨骼。这使人们意识到，应该对核试验做出一定限制。1963年，前苏联、英国、美国签署《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》（PTBT）。目前，已有113个国家正式通过了这一条约。条约禁止缔约国在水下、大气、外太空中开展核试验。
　　问题是，该条约并未对地下核试验做出限制。
　　实际上，CTBTO在资料中已经表明，虽然核试验转入地下，减轻了部分核辐射的量，如碘-131、铯-135等。但是，一旦放射性气体泄漏或逃窜，将会影响到试验场地以外的区域。1970年美国的一次地下核试验产生的放射性气体，飘移到了加拿大境内。1971年在瑞典也检测到前苏联的地下核试验泄漏的放射性物质。
　　目前，对放射性沾染的防护并没有更有效的办法，一般是将身体暴露部位遮蔽起来，以减轻伤害。如涉及较大范围，需要查明沾染情况，撤出沾染区并消除沾染，以减轻伤害。日本“3·11”大地震核泄漏时，专家亦只能建议公众戴口罩、多穿衣服、勤洗澡。
　　飘散到大气和水环境中的放射性污染物的浓度，会因为扩散而不断减弱。污染物扩散受风力、风向的影响会很大。
　　由于朝鲜开展核试验的地点距离中国东北三省很近，因此，此次朝鲜第三次核试验之后，环保部立即启动应急监测活动。在核爆发生的24小时内，环保部的监测结果是，中国境内尚未监测到核试验产生的任何人工放射性核素，朝鲜第三次核试验尚未对环境和公众健康造成影响。
　　截至2月21日，环保部尚未监测到东北边境的大气中存在核试验产生的人工放射性核素。