Peaceful Nuclear Explosions
LOL WUT
Rieccomi dopo due settimane di silenzio radio a continuare questa piccola rubrica, Superpotenze e Pessime Idee, che avevo cominciato qui.
Oggi parlerò di una delle peggiori idee che siano mai venute in mente ai nostri cari ingenieri attivi durante l’epoca d’oro degli spacca-atomi: gli impieghi pacifici delle esplosioni nucleari, ovvero tutti quei botti finalizzati non alla sperimentazione di nuove testate atomiche, ma alla costruzione di canali, miniere, e tutti quegli impieghi dove fosse stato necessario la rimozione di grossi quantitativi di materiale, ma non solo.
Ora c’è da chiedersi come diamine possa venire in mente un’idea del genere; ebbene, essa è stata partorita sia dai porci capitalisti che dai mangiabambini comunisti, con i rispettivi Operation Plowshare e Program 7, altresì detto -questa fa ridere- Nuclear Explosions for the National Economy (lo dico in inglese perché fa molto più figo). Eppure qualche beneficio c’è stato, a fronte ovviamente di una marea di problemi.
In totale i test nucleari tra russi ed americani sono stati 151, 27 targate USA e 124 USSR, per un non ben definito ammonto totale di esplosioni (recuperare informazioni dettagliate sui test nuclari sovietici è pressoché impossibile).
Operation Plowshare
Questa operazione, vissuta tra il 1961 ed il 1973, inculdeva 35 separate esplosioni nucleari, raggruppate in 27 test, praticamente tutte finalizzate alla creazione di buchi per terra. In totale la spesa per questo progetto fu di oltre 770 milioni di dollari, con il risultato che nessuna di queste esplosioni ebbe un risvolto pratico diretto. Se però da un lato non vi furono applicazioni reali, dall’altro si viaggiò molto di fantasia nel proponimento di alcuni impieghi, vi propongo i più significativi:Operation Storax – Sedan
Quello che vedete all’inizio è il video dello Storax-Sedan, la prima e più potente esplosione nucleare americana finalizzata alla creazione di una fossa; essa era intesa come banco di prova per verificare, oltre la fattibilità stessa di un’escavazione operata tramite ordigni termonucleari, anche i livelli di radiazioni emessi. Il Sedan avrebbe fatto inoltre da banco di prova per l’operazione Chariot, ovvero la creazione di un porto in Alaska con la detonazione di 5 testate di varia potenza.
Lo Storax-Sedan prese luogo il 06/07/1962 nel martoriato Nevada Test Site; la bomba ebbe una potenza di 104kt, e creò un cratere della bellezza di 97,5m di profondità e 390m di diametro. Il fallout che creò contribuì per ben il 7% al totale delle radiazioni ricadute sulla poplazione americana.
Adesso il Sedan Crater fa parte del National Register of Historic Places, come il più grande cratere artificiale statunitense. Nell’immagine sotto potete vedere un’inusuale punto di vista del cratere (visto dall’alto non rende bene le dimensioni):
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Project Orion
Indubbiamente una delle più grandi cagate peggiori idee partorite in assoluto: infatti esso trattava della propulsione nucleare, ovvero dell’applicazione di esplosioni atomiche alla propulsione spaziale. In pratica si voleva far volare un razzo utilizzando la spinta di successive -relativamente- piccole esplosioni nucleari, le quali avrebbero accelerato il “missile” fino a destinazione. Partendo da terra con un veicolo da 4*10^6kg, per raggiungere la bassa orbita sarebbero state necessarie qualcosa come 800 (!) esplosioni da 0,15kt l’una. Poi ci si rese conto di un trascurabile dettaglio: il fallout, e quindi rinunciarono definitivamente sebbene i vantaggi di questo tipo di propulsione sarebbero stati notevoli, una volta risolti problemi come l’ammortamento delle onde d’urto al fine d’evitare che l’equipaggio diventasse un hamburger sotto un’accelerazione di oltre 1000m/s^2. Non so comunque quanti si sarebbero fatti spingere da una successione di esplosioni nucleari “verso l’infinito ed oltre” (cit.), detto e considerato che esistevano dei pericoli non trascurabili, come la cilecca di anche solo una carica, che avrebbe comportato, oltre la perdita della spinta, anche il danneggiamento del veicolo in quanto l’esplosione della carica primaria senza però il repentino susseguirsi della reazione nucleare, avrebbe prodotto un effetto tipo “shrapnel”. Se volete approfondire, inserisco qui di seguito un video di TED che tratta l’argomento:
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Per curiosità vi dico anche che il tentativo di spedire in orbita un oggetto venne eseguito: durante l’operazione Plumbbob, una delle mie preferite poiché comprende anche il colpo Priscilla di cui vi parlerò (altra pessima idea made in USA), durante il debole colpo da 0,3kt Pascal-B, l’ordigno, coperto con un blocco di cemento di almeno 2 tonnellate, venne collocato al fondo di un pozzo profondo 150m che fu chiuso da un pesante blocco d’acciaio spesso 10 centimetri. Durante l’esplosione il calore vaporizzò il cemento, trasformandolo in un gas surriscaldato che corse lungo il pozzo e sparò via il tappo ad una velocità stimata attorno a sei volte la velocità di fuga della Terra. Di fatto il più grande cannone della storia. Nell’approfondimento trovate un racconto (che mi fece lollare) del Dr. Robert R. Brownlee e delle stime a posteriori di quanto accadde:
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For Pascal-B, my calculations were designed to calculate the time and specifics of the shock wave as it reached the cap. I used yields both expected and exaggerated in my calculations, but significant ones. When I described my results to Bill Ogle, the conversation went something like this.Ogle: “What time does the shock arrive at the top of the pipe?”
RRB: “Thirty one milliseconds.”
Ogle: “And what happens?”
RRB: “The shock reflects back down the hole, but the pressures and temperatures are such that the welded cap is bound to come off the hole.”
Ogle: “How fast does it go?”
RRB: “My calculations are irrelevant on this point. They are only valid in speaking of the shock reflection.”
Ogle: “How fast did it go?”
RRB: “Those numbers are meaningless. I have only a vacuum above the cap. No air, no gravity, no real material strengths in the iron cap. Effectively the cap is just loose, traveling through meaningless space.”
Ogle: And how fast is it going?”This last question was more of a shout. Bill liked to have a direct answer to each one of his questions.
RRB: “Six times the escape velocity from the earth.”
Bill was quite delighted with the answer, for he had never before heard a velocity given in terms of the escape velocity from the earth! There was much laughter, and the legend was now born, for Bill loved to report to anybody who cared to listen about Brownlee’s units of velocity. He says the cap would escape the earth. (But of course we did not believe that would ever happen.)The next obvious decision was made. We’ll put a high-speed movie camera looking at the cap, and see if we can measure the departure velocity.
In the event, the cap appeared above the hole in one frame only, so there was no direct velocity measurement. A lower limit could be calculated by considering the time between frames (and I don’t remember what that was), but my summary of the situation was that when last seen, it was “going like a bat!!”
To illustrate the physics, and estimate how fast it might have been going, consider that if the collimator absorbed a substantial part of the explosion energy (say a third of it, or 100 tons) it would have been heated to temperatures far higher than any conventional explosive (by a factor of 50 with the previous assumption).[/more]The maximum velocity achieved by an expanding gas is determined by the equation:
u = 2c/(gamma – 1)
where u is the final velocity, c is the speed of sound in the gas, and gamma is the specific heat ratio of the gas. If we further assume that the thermodynamic properties of vaporized concrete are similar to the hot combustion gases of high explosives, then the speed of sound in the vaporized collimator would be about 7 km/sec (the square root of 50 times the value of c for an explosive combustion gases, which is 1 km/sec). For molecular gases gamma is usually in the range of 1.1 to 1.5, for explosives it is 1.25. Thus we get:
u = 2*7 km/sec / (1.25 – 1) = 56 km/sec
This is about five times Earth’s 11.2 km/sec escape velocity, quite close to the figure of six times arrived at by Dr. Brownlee in his detailed computations.
Nessuno sa che fine fece quel blocco di metallo, quasi sicuramente si è vaporizzato, ma a me piace credere che sia entrato a far parte della grande famiglia dei rifiuti spaziali.
Nuclear Explosions for the National Economy
A differenza di quanto fecero gli statunitensi, i sovietici si dedicarono più intensamente a questo programma, adoperandolo non solo per puri fini teorici e di conferma empirica, ma anche per raggiungere obbiettivi pratici, quasi volontariamente ignorando a priori gli effetti collaterali. I campi di applicazione erano più vasti di quelli americani: mentre questi principalmente pensavano all’escavazione, i russi pensarono anche ad impieghi quali lo spegnimento d’incendi di grandi fonti di gas, la rapida creazione di discariche sotterranee di rifiuti tossici, la produzione di elementi transplutonici, o più semplicemente per vedere come migravano le radiazioni dal ground-zero. Giusto per darvi l’idea di quanto le radiazioni per loro fossero un’opinione, eseguirono ben cinque esplosioni atte alla creazione di riserve idriche! Ma vediamo i casi più ecclatantiChagan
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Il Chagan può essere considerata la controparte sovietica al Sedan, ma venne pensato con il fine di creare un bacino idrico, e per questo classificato non come test ma come la prima “esplosione nucleare industriale”; avvenuta il 15/01/1962, è stata la più potente Peaceful Nuclear Explosion: 140kt, che liberati 175 metri sottoterra andando a creare un cratere dalle ragguardevoli dimensioni di 430m di diametro e 100m circa di profondità massima. Oltre il 20% delle radiazioni emesse sfuggirono nell’atmosfera e vennero rilevate anche in Giappone. Dopo l’esplosione vennero impiegate delle macchine movimento terra, con la cabina rivestita da 5mm di piombo, per collegare il fiume Chagan al bacino.
Successivamente, attorno alla fine degli anni ’60, in questo lago vennero immesse 36 specie di pesci (tra cui anche gli amazzonici piranha), 27 specie di molluschi, 32 di anfibi, 11 di rettili, 8 di mammiferi, 42 di invertebrati e quasi 150 di piante, tra cui le alghe. Il 90% di tutte le forme di vita immesse morì. Ovviamente. Il restante 10% subì forti mutazioni e/o la comparsa di tumori a iosa.
Oggigiorno la riserva idrica viene utilizzata per dar da bere al bestiame. Non commento a riguardo, soprattutto perché c’è un video che lo fa meglio di quanto io possa fare:
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Project Taiga
Questo impressionante progetto voleva realizzare un canale lungo ben 112km che portasse acqua dal fiume Pechora, nella regione artica, al bacino del Volga, utilizzando le nucleari per scavare i 65km centrali, ovvero quelli nei quali ci sarebbe stato più lavoro da compiere. Questo avrebbe comportato l’utilizzo di centinaia di ordigni, i quali sarebbero dovuti esplodere anche per gruppi di 20. Prima di cominciare a nuclearizzare tutto, bisognava vedere se la cosa era fattibile, e non solo economicamente (ci arrivarono un pochino dopo che sarebbe costato l’ira di dyo), così dopo aver ricevuto il via libera, si procedette con il test: tre testate nucleari, precedentemente testate nei test Tel’kem 1 e Tel’kem 2, della potenza di 15kt (come quella che esplose sopra Hiroshima, per darvi l’idea) ognuna, poste a 127m dalla superfice, che esplodendo -leggevo che forse una non ha funzionato- hanno creato un cratere, il quale, dopo essere stato riempito d’acqua, è diventato un magnifico lago da 1000 micro-Roentegen per ora, lungo circa 700 metri. Inutile dire che, accortisi della cappella dell’errore, abbandonarono l’idea, grazie anche all’arrivo di un trattato internazionale che limitava i test nucleari.
Conclusione
Come ho già accennato prima entrambe le superpotenze ebbero una battuta d’arresto sul fronte nucleare grazie al Partial Nuclear Test Ban Treaty, ovvero un accordo internazionale, che vietava i tutti i test nucleari, ad eccezione di quelli sotterranei.Concludendo, dopo anni di esplosioni, fini a sé stesse e non, ciò che rimangono sono tanti buchi per terra, documenti più o meno segreti (c’è una zona della russia che google maps si rifiuta di mostrare nel dettaglio, e penso che sia l’area dove vennero eseguiti i test), e molta radiazione di fondo in più.
Fonti
Per tutto ho sempre dato un occhio alla wiki (anche quella russa tradotta da google -shame on me-) e, quando servivano informazioni più specifiche sui test, al Nuclear Weapon Archive.Per l'Operation Plowshare e le Nuclear Explosions for the National Economy ho fatto particolare ricorso a questo sito.
Qui e qua ho trovato alcune informazioni.
Infine ho trovato questo documento, che meriterebbe un articolo tutto per sé, dal quale ho attinto parecchio.
