Тринитит
Тринитит , также известный как атомсит или стекло Аламогордо , [1] [2] — это стекловидный остаток, оставшийся на дне пустыни после плутония на основе «Тринити» испытания ядерной бомбы 16 июля 1945 года недалеко от Аламогордо , штат Нью-Мексико . Стекло в основном состоит из аркозового песка, состоящего из зерен кварца и полевого шпата (как микроклина , так и меньшего количества плагиоклаза с небольшим количеством кальцита , роговой обманки и авгита в матрице песчаной глины ). [3] который был расплавлен атомным взрывом. Впервые он был академически описан в журнале American Mineralogist в 1948 году. [4]
Обычно он светло-зеленого цвета, хотя на одном участке места взрыва был обнаружен и красный тринитит. [4] образовались также редкие куски черного тринитита. [5] Он умеренно радиоактивный, но с ним безопасно обращаться. [6] [7] [8]
По состоянию на 2018 год куски материала остаются на территории Тринити. [9] хотя большая часть его была снесена бульдозером и закопана Комиссией США по атомной энергии в 1953 году. [10]
Формирование [ править ]
и независимый исследователь Уильям Стрикфаден выдвинули теорию Лос-Аламосской национальной лаборатории В 2005 году ученый Роберт Э. Гермес , что большая часть минерала образовалась из песка, который попал внутрь самого огненного шара, а затем выпал дождем в жидкой форме. [11] [12] В статье 2010 года в журнале Geology Today Нельсон Эби из Массачусетского университета Лоуэлл и Роберт Гермес описали тринитит:
Внутри стекла находятся расплавленные частицы первой атомной бомбы, опорные конструкции и различные радионуклиды, образовавшиеся во время взрыва. Само стекло удивительно сложное, размером от десятков до сотен микрометров, и помимо стекол различного состава содержит еще зерна нерасплавленного кварца. Перенос расплавленного материала по воздуху привел к образованию сфер и частиц стекла гантелевидной формы. Подобные стекла образуются во время всех ядерных взрывов на земле и содержат судебно-медицинскую информацию, которая может быть использована для идентификации атомного устройства. [13]
Это было подтверждено исследованием 2011 года, основанным на ядерной визуализации и спектрометрических методах. [14] Исследователи предполагают, что зеленый тринитит содержит материал из несущей конструкции бомбы, а красный тринитит содержит материал, полученный из медной электрической проводки. [15]
По оценкам, 4300 гигаджоулей (4,3 × 10 19 эрг) джоули тепловой энергии пошли на формирование стекла. Поскольку температура, необходимая для плавления песка до наблюдаемой стеклянной формы, составляла около 1470 ° C (2680 ° F), это, по оценкам, было минимальной температурой, которой подвергался песок. [16] Материал внутри огненного шара взрыва был перегрет примерно в течение 2–3 секунд, прежде чем снова затвердеть. [17] Относительно летучие элементы, такие как цинк, обнаруживаются в меньших количествах по мере того, как тринитит образовался к центру взрыва. Чем выше температура, тем больше этих летучих элементов испаряется и не улавливается при повторном затвердевании материала. [18]
В результате взрыва вокруг кратера разбросалось большое количество тринитита. [19] В сентябре 1945 года журнал Time писал, что это место выглядело как «озеро из зеленого нефрита», в то время как «[т] стекло принимает странные формы — кривобокий мрамор, бугорчатые листы толщиной в четверть дюйма, сломанные, с тонкими стенками. пузырьки, зеленые, червеобразные формы». [2] Наличие округлых, похожих на бусы форм предполагает, что некоторый материал расплавился после того, как его подбросили в воздух, и приземлился уже сформированным, а не остался на уровне земли и расплавился там. [15] Другой тринитит, образовавшийся на земле, содержит включения настоянного песка. [17] Верхняя поверхность этого тринитита быстро охлаждалась, а нижняя поверхность была перегретой. [20]
Состав [ править ]
Хаотичный характер образования тринитита привел к изменениям как в структуре, так и в точном составе. [17]
Стекло описывается как «слой толщиной от 1 до 2 сантиметров, верхняя поверхность которого отмечена очень тонкой крошкой пыли, упавшей на него, пока оно было еще расплавленным. Внизу находится более толстая пленка частично расплавленного материала, который проникает в почву, из которой оно было получено. Цвет стекла бледно-бутылочного цвета, материал чрезвычайно везикулярный , размер пузырьков достигает почти всей толщины образца». [3] Наиболее распространенная форма тринитита — зеленые обломки толщиной 1–3 см, гладкие с одной стороны и шероховатые с другой; это тринитит, который остыл после того, как приземлился на дно пустыни, все еще расплавленный. [22] [20]
Около 30% тринитита представляет собой пустое пространство, хотя точные количества сильно различаются в зависимости от образца. Тринитит также имеет различные другие дефекты, такие как трещины. [17] В тринитите, остывшем после приземления, гладкая верхняя поверхность содержит большое количество мелких пузырьков, тогда как нижний шероховатый слой имеет меньшую плотность пузырьков, но более крупные пузырьки. [20] В первую очередь это щелочная среда. [22]
Одним из наиболее необычных изотопов, обнаруженных в тринитите, является активации нейтронов продукт бария. Барий в устройстве Тринити поступает из медленнодействующей взрывной линзы , используемой в устройстве, известной как Баратол . [21] Кварц — единственный сохранившийся минерал в большинстве тринититов. [17]
Тринитит больше не содержит достаточного количества радиации, чтобы нанести вред, если его не проглотить. [2] Он все еще содержит радионуклиды. 241 Являюсь , 137 Cs и 152 ЕС из-за испытания «Тринити» с использованием плутониевой бомбы . [22]
Вариации [ править ]
Существует две формы тринититового стекла с разными показателями преломления . Стекло с более низким индексом состоит в основном из диоксида кремния , а вариант с более высоким индексом состоит из смешанных компонентов. Красный тринитит существует в обоих вариантах и дополнительно содержит стекло, богатое медью, железом и свинцом, а также металлические глобулы. [4] Цвет черного тринитита обусловлен высоким содержанием железа. [5]
В исследовании, опубликованном в 2021 году, было обнаружено, что образец красного тринитита содержит ранее не обнаруженный сложный квазикристалл , старейший из известных искусственных квазикристаллов, с группой симметрии в форме икосаэдра . [23] В его состав входят железо, кремний, медь и кальций. [19] Структура квазикристалла демонстрирует пятикратную вращательную симметрию . [23] Исследования квазикристаллов возглавили геолог Лука Бинди из Флорентийского университета и Пол Стейнхардт после того, как они предположили, что красный тринитит, скорее всего, содержит квазикристаллы, поскольку они часто содержат элементы, которые редко сочетаются. [19] [24] Структура имеет формулу Si 61 Cu 30 Ca 7 Fe 2 . [23] Единственное зерно размером 10 мкм было обнаружено после десяти месяцев работы по исследованию шести небольших образцов красного тринитита. [19] [24] [25]
Ядерная экспертиза судебная
В исследовании 2010 года, опубликованном в открытого доступа журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, изучалась потенциальная ценность тринитита для области ядерной криминалистики . [26] До этого исследования предполагалось, что компоненты тринитита слились одинаково, и их первоначальный состав невозможно было различить. Исследование показало, что стекло, полученное в результате ядерных взрывов, может предоставить информацию об устройстве и связанных с ним компонентах, таких как упаковка. [27]
В 2010-х годах были проведены исследования тринитита на миллионы долларов, чтобы лучше понять, какую информацию содержат такие очки и которую можно использовать для понимания ядерного взрыва, который их создал. [28] Команда, стоящая за ним, предположила, что анализ тринитита 2010 года будет полезен для выявления виновников будущей ядерной атаки. [27] [29]
Исследователи, участвовавшие в открытии квазикристалла, предположили, что их работа может улучшить усилия по расследованию распространения ядерного оружия, поскольку квазикристаллы не распадаются, в отличие от других доказательств, полученных в результате испытаний ядерного оружия. [23] Тринитит был выбран в качестве объекта исследования отчасти из-за того, насколько хорошо в то время ученые задокументировали ядерные испытания. [18] В исследовании 2015 года, опубликованном в «Журнале радиоаналитической и ядерной химии» , финансируемом Национальной администрацией ядерной безопасности, описан метод, с помощью которого можно целенаправленно синтезировать тринититоподобное стекло для использования в качестве подопытных для новых методов ядерной судебной экспертизы. [17] Лазерная абляция была впервые успешно использована для идентификации изотопной сигнатуры, уникальной для урана внутри бомбы, в образце тринитита, что продемонстрировало эффективность этого более быстрого метода. [30]
Культурное влияние
Тринитит изначально не считался примечательным в контексте ядерных испытаний и продолжающейся войны, но когда война закончилась, посетители начали замечать стекло и собирать его в качестве сувениров . [2]
Какое-то время считалось, что песок пустыни просто растаял от прямой лучистой тепловой энергии огненного шара и не представляет особой опасности. Таким образом, в 1945 году он был продан как пригодный для использования в ювелирных изделиях. [31] [32] и 1946 год. [2]
В настоящее время незаконно вывозить оставшиеся материалы с этого места, большая часть которых была вывезена правительством США и захоронена в другом месте в Нью-Мексико; однако материал, который был взят до этого запрета, все еще находится в руках коллекционеров и легально доступен в магазинах полезных ископаемых. [2] [28] На рынке также имеется поддельный тринитит; Подлинность тринитита требует научного анализа. [33] [5]
Образцы есть в Национальном музее ядерной науки и истории , Смитсоновском национальном музее естественной истории , [2] Мексико Музей наследия фермы и ранчо Нью- , [34] и Музей стекла Корнинга ; [35] В Национальном музее атомных испытаний хранится пресс-папье, содержащее тринитит. [36] Соединенного Королевства В коллекции Группы музеев науки имеется образец тринитита. [37] как и Канадский военный музей [38] в Канаде.
Институт SETI , который стремится найти и исследовать признаки разумной жизни в других местах космоса, заявил в 2021 году, что тринитит должен быть включен в их библиотеку объектов, связанных с «моментами трансформации», представляющими потенциальный интерес для разумных инопланетян . [39] Скульптура Trinity Cube работы Тревора Паглена , выставленная в 2019 году в Музее современного искусства Сан-Диего как часть тематической коллекции произведений искусства Паглена под названием Sights Unseen, частично сделана из тринитита. [40] написанная в 1988 году, «Тринитит, Граунд-Зиро, Тринити-Сайт, Нью-Мексико», Работа фотографа Патрика Нагатани хранится в Денверском художественном музее . [41]
Похожие материалы [ править ]
Иногда название тринитит широко применяется ко всем стеклообразным остаткам испытаний ядерной бомбы, а не только к испытанию Тринити. [42]
Черные стекловидные фрагменты расплавленного песка, затвердевшие под воздействием тепла ядерного взрыва, были созданы в ходе французских испытаний на полигоне Регган в Алжире . [43] После атомной бомбардировки Хиросимы в 2016 году было обнаружено, что от 0,6% до 2,5% песка на местных пляжах представляет собой расплавленные стеклянные сферы, образовавшиеся во время бомбардировки. Как и тринитит, стекло содержит материалы из местной окружающей среды, в том числе материалы из зданий, разрушенных в результате нападения. Этот материал получил название хиросимаит . [44] Харитончики (единственное: харитончик, русский: харитончик ) — аналог тринитита, обнаруженный на Семипалатинском полигоне в Казахстане в эпицентре советских атмосферных ядерных испытаний. Пористый черный материал назван в честь одного из ведущих российских ученых-ядерщиков Юлия Борисовича Харитона . [45]
.jpg)
природные минералы Подобные
Тринитит, как и несколько подобных природных минералов, представляет собой расплавленное стекло . [46]
В то время как тринитит и материалы подобных процессов образования, такие как лавинит, являются антропогенными, фульгуриты , обнаруженные во многих грозовых регионах и в пустынях , представляют собой стеклообразные материалы естественного происхождения и образуются в результате удара молнии в отложения, такие как песок. [19] Импактит , материал, похожий на тринитит, может образоваться в результате ударов метеоритов. Геология Луны включает в себя множество пород, образовавшихся в результате одного или нескольких крупных ударов, в которых летучие элементы обнаруживаются в меньших количествах по мере приближения к точке удара, аналогично распределению летучих элементов в тринитите. [18]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Джаймо, Кара (30 июня 2017 г.). «Долгий и странный период полураспада тринитита» . Атлас Обскура . Проверено 8 июля 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Это ж г Роудс, Ричард (сентябрь 2019 г.). «Кусок тринитита напоминает нам о огромной разрушительной силе атомной бомбы» . Смитсоновский журнал . Проверено 21 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Росс, Кларенс С. (1948). «Оптические свойства стекла из Аламогордо, Нью-Мексико». Американский минералог: Журнал Земли и планетарных материалов . 33 (5–6): 360–362.
- ^ Перейти обратно: а б с Эби, Г. Нельсон; Чарнли, Норман; Пирри, Дункан; Гермес, Роберт; Смолига, Джон; Роллинсон, Гэвин (2015). «Тринитовый редукс: минералогия и петрология» (PDF) . Американский минералог . 100 (2–3): 427–441. Бибкод : 2015AmMin.100..427E . дои : 10.2138/am-2015-4921 . S2CID 130527683 .
- ^ Перейти обратно: а б с Уильямс, Кэти (2 ноября 2017 г.). «Красота, созданная «Разрушителем миров» » . Отдел новостей Университета Нью-Мексико . Проверено 24 мая 2021 г.
- ^ Колб, В.М. и Карлок, П.Г. (1999). Тринитит: минерал атомного века .
- ^ «Тринитит» . ОРАУ Музей радиации и радиоактивности . Ассоциированные университеты Ок-Риджа . Проверено 7 октября 2021 г.
- ^ Анализ тринитита , Хантер Скотт.
- ^ Бердж, Дэвид (4 апреля 2018 г.). «Наслаждайтесь: Тринити-сайт позволяет публике посетить место, где была испытана первая атомная бомба» . Эль-Пасо Таймс . Проверено 27 мая 2021 г.
- ^ Кэрролл Л. Тайлер, письмо AEC губернатору Нью-Мексико, 16 июля 1953 г. Архив ядерных испытаний, NV0103562: https://www.osti.gov/opennet/detail?osti-id=16166107
- ^ Кейси, Кевин (2006). «Новая теория образования тринитита» . Ракетный полигон Уайт-Сэндс . Архивировано из оригинала 26 июля 2008 года . Проверено 17 марта 2014 г.
- ^ Гермес, Роберт Э .; Стрикфаден, Уильям Б. (2005). «Новый взгляд на тринитит» (PDF) . Журнал ядерного оружия (2): 2–7. Викиданные Q124694670 .
- ^ Эби, Н.; Гермес, Р.; Чарнли, Н.; Смолига Ю. (24 сентября 2010 г.). «Тринитит — атомная порода» . Геология сегодня . 26 (5): 180–185. Бибкод : 2010GeolT..26..180E . дои : 10.1111/j.1365-2451.2010.00767.x .
- ^ Беллони, Ф.; Химберт, Дж.; Марзокки, О.; Романелло, В. (2011). «Исследование включения и распределения радионуклидов в тринитите». Журнал радиоактивности окружающей среды . 102 (9): 852–862. дои : 10.1016/j.jenvrad.2011.05.003 . ПМИД 21636184 .
- ^ Перейти обратно: а б Пауэлл, Девин (18 июня 2013 г.). «Загадка песков, разбросанных вокруг атомного полигона Тринити» . Хранитель . Проверено 23 мая 2021 г.
- ^ «ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ОТЧЕТ ПРОЕКТА ЛАХДРА CDC – Приложение N. стр. 38» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 марта 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Это ж Молгаард, Джошуа Дж.; Осье, Джон Д.; Гиминаро, Эндрю В.; Олдхэм, CJ; Кук, Мэтью Т.; Янг, Стивен А.; Холл, Ховард Л. (20 января 2015 г.). «Разработка синтетического ядерного расплавленного стекла для судебно-медицинской экспертизы» . Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 304 (3): 1293–1301. дои : 10.1007/s10967-015-3941-8 . ПМК 4514012 . ПМИД 26224989 .
- ^ Перейти обратно: а б с Крейн, Лия (8 февраля 2017 г.). «Стекло с ядерного полигона показывает, что Луна родилась сухой» . Новый учёный . Проверено 24 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Это Кастельвекки, Давиде (17 мая 2021 г.). «Первый ядерный взрыв создал «невозможные» квазикристаллы» . Природа . Проверено 23 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Патрик Х. Донохью, Антонио Симонетти (январь 2016 г.). «Распределение пузырьков по размерам как новый инструмент ядерной криминалистики» . ПЛОС Один . Проверено 4 июня 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Парех, ПП; Семков, ТМ; Торрес, Массачусетс; Хейнс, ДК; Купер, Дж. М.; Розенберг, премьер-министр; Китто, Мэн (2006). «Радиоактивность в Тринитите шесть десятилетий спустя». Журнал радиоактивности окружающей среды . 85 (1): 103–120. CiteSeerX 10.1.1.494.5179 . дои : 10.1016/j.jenvrad.2005.01.017 . ПМИД 16102878 .
- ^ Перейти обратно: а б с Бейли, Дэниел Дж.; Стеннетт, Мартин С.; Равель, Брюс Д.; Крин, Дэниел Э.; Хаятт, Нил К. (26 апреля 2019 г.). «Исследование синхротронной рентгеновской спектроскопии координации титана во взрывоопасном расплавленном стекле, полученное в результате тринити-ядерного испытания» . РСК Прогресс . 9 (23): 12921–12927. дои : 10.1039/C8RA10375E . ISSN 2046-2069 . ПМЦ 9063809 . ПМИД 35520802 . Викиданные Q124711384 .
- ^ Перейти обратно: а б с д «Недавно обнаруженный квазикристалл был создан в результате первого ядерного взрыва на Тринити-сайте» (Пресс-релиз). Лос-Аламос, Нью-Мексико: Национальная лаборатория Лос-Аламоса . 17 мая 2021 г. . Проверено 2 марта 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б Приветера, Сальво (24 мая 2021 г.). «Невозможный «квазикристалл» найден на первом ядерном полигоне» . Everyeye Tech (на итальянском языке) . Проверено 24 мая 2021 г.
- ^ Шульц, Исаак (18 мая 2021 г.). «Исследователи нашли «запрещенный» квазикристалл после испытания ядерной бомбы» . Гизмодо . Проверено 2 марта 2024 г.
- ^ Споттс, Пит (12 ноября 2010 г.). «Ученые используют «тринитит» 1945 года для расшифровки ядерных взрывов» . Христианский научный монитор . Проверено 25 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Ядерные обломки могут указать на происхождение бомбы» . Би-би-си . 8 ноября 2010 г. Проверено 27 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Гойсс, Мартин (9 января 2014 г.). «Тринитит: радиоактивный камень, захороненный в Нью-Мексико перед играми Atari» . Арс Техника . Проверено 5 мая 2021 г.
- ^ Джонстон, Кейси (11 ноября 2010 г.). «Ядерный мусор несет в себе следы бомбы, которая его вызвала» . Арс Техника . Проверено 28 мая 2021 г.
- ^ Скоулз, Сара (6 ноября 2018 г.). «Как охотник за ураном вынюхивает ядерное оружие» . Проводной . Проверено 28 мая 2021 г.
- ^ Стивен Л. Кей - Нуклеарон - разновидности тринитита
- ^ «ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ОТЧЕТ ПРОЕКТА ЛАХДРА CDC – Приложение N. стр. 39, 40» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 марта 2014 г.
- ^ «Аутентификация Тринитита почти 70 лет спустя» . Эформируемый . 10 июля 2014 года. Архивировано из оригинала 24 мая 2021 года . Проверено 24 мая 2021 г.
- ^ Гомес, Адриан (16 февраля 202 г.). «Тем временем снова на ранчо» . Журнал Альбукерке . Проверено 27 мая 2021 г.
- ^ 5 кусочков тринититового стекла с веб-сайта Музея стекла Корнинга . Доступ: 4 июня 2021 г.
- ^ Артефакты Манхэттенского проекта с веб-сайта Национального музея атомных испытаний . Доступ: 4 июня 2021 г.
- ^ Группа музеев науки. Образец песка, расплавленный в результате взрыва первой испытательной атомной бомбы, Нью-Мексико, июль 1945 года. 1946-182 годы. Онлайн-коллекция группы музеев науки. По состоянию на 4 июня 2021 г.
- ^ ФРАГМЕНТ ТРИНИТИТА с сайта Канадского военного музея. Доступ: 4 июня 2021 г.
- ^ Смит, Адам (29 апреля 2021 г.). «Сети строит «Библиотеку Великого Безмолвия» для использования инопланетными цивилизациями» . MSN.org . Проверено 24 мая 2021 г.
- ^ Майер, Пиа (28 февраля 2019 г.). «Тревор Паглен представляет «Невидимые места» в MCASD Downtown» . Меса Пресс . Проверено 28 мая 2021 г.
- ^ Тринитит, Ground Zero, Тринити-Сайт, Нью-Мексико, на сайте Денверского художественного музея . Доступ: 4 июня 2021 г.
- ^ Роберт Твиггер (2010). "Восемь" . Затерянный оазис: В поисках рая . Хашетт. ISBN 9780297863878 . Проверено 18 марта 2014 г.
- ^ Радиологические условия на бывших французских ядерных полигонах в Алжире: предварительная оценка и рекомендации, Международное агентство по атомной энергии, 2005 г.
- ^ Карн, Ник (13 мая 2019 г.). «В песках Хиросимы содержится стекло для атомной бомбы» . Журнал «Космос» . Проверено 1 марта 2024 г.
- ^ «Нуклеарный семейный отдых в России» . Сланец . 10 июля 2006 г. ISSN 1091-2339 . Проверено 13 мая 2011 г.
- ^ Виттке Дж.Х., Уивер Дж.С., Банч Т.Э., Кеннетт Дж.П., Кеннетт Дж.Д., Мур А.М., Хиллман Г.К., Танкерсли КБ, Гудиер АС, Мур С.Р., Дэниел И.Р. младший, Рэй Дж.Х., Лопино Н.Х., Ферраро Д., Исраде-Алькантара I, Бишофф Дж.Л. , ДеКарли П.С., Гермес Р.Э., Клоостерман Дж.Б., Ревай З., Ховард Г.А., Кимбел Д.Р., Клетечка Г., Набелек Л., Липо С.П., Сакаи С., Вест А., Файерстоун Р.Б. (2013). «Доказательства отложения 10 миллионов тонн ударных сферул на четырех континентах 12 800 лет назад» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (23): E2088–97. Бибкод : 2013PNAS..110E2088W . дои : 10.1073/pnas.1301760110 . ПМЦ 3677428 . ПМИД 23690611 .
Дальнейшее чтение [ править ]
Внешние ссылки [ править ]
