Sự tiến bộ của Bình Nhưỡng được chứng minh qua việc sử dụng thiết bị nổ mạnh hơn nhiều so với 2 lần nổ thử trước đây, kết hợp với việc phóng thành công tên lửa tầm xa hồi tháng 12/2012, đã khiến Mỹ và các đồng minh lo lắng. 3 vấn đề lớn đang được đặt ra để các cơ quan tình báo Mỹ và đồng minh chạy bở hơi tai đi tìm lời giải: thiết bị hạt nhân mà Bình Nhưỡng vừa cho nổ thử có sức công phá mạnh cỡ nào? Nó sử dụng loại nhiên liệu gì (plutonium hay uranium)? Và vụ thử đã chứng minh Bình Nhưỡng tiến bộ như thế nào? Và thêm nữa, liệu Bình Nhưỡng có khả năng tấn công nước Mỹ hay không?
Trước tiên, các chuyên gia tình báo Mỹ đang mong muốn tìm lời giải đáp cho vấn đề loại nhiên liệu nào đã được sử dụng, plutonium hay uranium. Do không thể tiếp cận thực địa ở CHDCND Triều Tiên, nên việc thu thập dữ liệu để phân tích và đưa ra kết luận chính xác là vô cùng khó. Vì vậy, việc đưa ra đánh giá, kết luận chủ yếu dựa vào suy luận của các chuyên gia am hiểu về chương trình nghiên cứu hạt nhân của CHDCND Triều Tiên.
Theo chuyên gia James Acton của Viện Hòa bình quốc tế Carnegie thì kho nhiên liệu plutonium của CHDCND Triều Tiên không nhiều, trong khi việc sản xuất ra loại nhiên liệu nhân tạo này lại khá tốn kém cho nên nhiều khả năng Bình Nhưỡng không sử dụng plutonium mà chuyển sang dùng uranium làm giàu cao vừa rẻ lại vừa dễ sản xuất hơn. Từ đây, điều lo ngại của Mỹ và đồng minh càng định hình rõ hơn: CHDCND Triều Tiên có khả năng nhanh chóng mở rộng kho vũ khí hạt nhân.
Vấn đề là làm sao để chứng minh chính xác CHDCND Triều Tiên đã sử dụng uranium làm giàu cao. Uranium là loại nhiên liệu rất dễ bay hơi và thời gian tồn lưu trong không khí rất ngắn, cho nên các chuyên gia tình báo Mỹ buộc phải thu thập dữ liệu trong vòng 24 giờ. Tuy nhiên, khả năng thành công của việc này rất thấp. Bộ Môi trường Trung Quốc hôm 14/2 đã thông báo rằng, không tìm thấy dấu vết phóng xạ nào xung quanh khu vực nổ thử hạt nhân (cách biên giới Trung-Triều khoảng 100km). Hàn Quốc cũng xác nhận không phát hiện dấu hiệu phóng xạ nào.
Việc đo chấn rung để xác định cường độ vụ nổ có vẻ dễ dàng hơn nhờ các thiết bị đo chấn rung điện tử hiện đại. Dựa vào dữ liệu đo được, các chuyên gia Mỹ cho rằng cường độ chấn rung của vụ nổ đạt khoảng 5,1 độ richter, tương đương một quả bom cỡ trung bình (hai vụ nổ trước đây đạt 4,3 và 4,7 độ richter).
Phân tích các dữ liệu thu thập được, các chuyên gia Mỹ và Hàn Quốc đưa ra kết luận khác nhau về sức công phá của quả bom, nhưng nói chung vào khoảng từ 6 đến 15 kiloton TNT, nhỏ hơn quả bom đã thả xuống thành phố Hiroshima năm 1945 (khoảng 20 kiloton TNT).
Vụ nổ thử hạt nhân thành công của CHDCND Triều Tiên đã khiến cho không chỉ Mỹ và các đồng minh lo ngại mà ngay cả Trung Quốc - đồng minh thân thiết lâu nay của CHDCND Triều Tiên cũng tỏ thái độ không hài lòng. Vụ nổ thử diễn ra giữa lúc tình hình khu vực Đông Bắc Á tiếp tục có những diễn biến căng thẳng, Mỹ-Hàn vừa tiến hành tập trận, Nam - Bắc Triều Tiên dàn trận địa pháo cao xạ trong khu vực biên giới 2 miền. Vì thế nó sẽ càng làm gia tăng mức độ căng thẳng, không khéo sẽ đổ vỡ thành chiến tranh nóng.
Ngay sau khi vụ nổ thử xảy ra, Tổng thống Mỹ Barack Obama đã nói chuyện qua điện thoại với Thủ tướng Nhật Bản Shinzo Abe và tái khẳng định những cam kết của Mỹ trong việc đảm bảo an ninh cho Nhật Bản trước mọi cuộc tấn công từ CHDCND Triều Tiên. Mỹ cũng cam kết hậu thuẫn Nhật Bản trong việc thúc đẩy những hành động tại Hội đồng Bảo an LHQ, đồng thời cam kết hợp tác cùng các đồng minh trong nỗ lực kiềm chế chương trình hạt nhân của CHDCND Triều Tiên.
Phần mình, Tokyo tuyên bố "có quyền tấn công quân sự CHDCND Triều Tiên nếu cảm nhận mối đe dọa cao độ và nếu không có lựa chọn nào khác". Trong khi đó, ngày 14/2, tức 2 ngày sau vụ nổ thử, Hàn Quốc đã đưa ra lời cảnh báo cứng rắn với CHDCND Triều Tiên, rằng Seoul có thể tấn công lên miền Bắc nếu "tin rằng" có một “mối đe dọa rõ rệt về một cuộc tấn công”. Hiện Hàn Quốc đã triển khai một tên lửa hành trình để chứng minh mình không hề cảnh báo suông.
Vụ nổ thử cũng đặt Trung Quốc vào tình thế khó xử mới. Theo giới chuyên gia, từ nay, Trung Quốc một mặt sẽ khó từ chối lời kêu gọi của các đối tác trong việc tìm kiếm những bước đi hiệu quả nhằm kiềm chế CHDCND Triều Tiên, mặt khác cũng tỏ ra e ngại khi CHDCND Triều Tiên có vũ khi hạt nhân. Tình thế mới này sẽ làm thay đổi tương quan trong mối quan hệ song phương giữa 2 nước, và khi đó Bắc Kinh sẽ mất dần tầm ảnh hưởng "đàn anh" so với CHDCND Triều Tiên.
Tờ Washington Post hôm 13/2 đã đăng bài bình luận cho rằng thế giới nên chuẩn bị tinh thần "sống chung với một CHDCND Triều Tiên có bom hạt nhân" vì với việc thử thành công thiết bị nổ hạt nhân lần này, Bình Nhưỡng đã tiến một bước dài để trở thành một cường quốc hạt nhân mới. Và như thế, mục tiêu "vì một bán đảo Triều Tiên phi hạt nhân" sẽ chắc chắn phá sản
