Trinitit - Trinitite
Trinitit , også kendt som atomsite eller Alamogordo glas , er det glasagtig rest tilbage på ørkenen gulvet efter plutonium -baserede Trinity atombombe test den 16. juli 1945 i nærheden af Alamogordo , New Mexico . Glasset består primært af arkosisk sand sammensat af kvartskorn og feltspat (både mikroklin og mindre mængde plagioklase med lille mængde calcit , hornblende og augit i en matrix af sandet ler ), der blev smeltet af atomsprængningen. Det blev først akademisk beskrevet i amerikansk mineralog i 1948.
Det er normalt en lysegrøn, selvom der også blev fundet rød trinitit i et afsnit af sprængningsstedet, og sjældne stykker sort trinitit også dannet. Det er let radioaktivt, men sikkert at håndtere.
Stykker af materialet kan stadig findes på Trinity -stedet fra og med 2018, selvom det meste blev bulldozeret og begravet af United States Atomic Energy Commission i 1953.
Dannelse
I 2005 blev det teoretiseret af Los Alamos National Laboratory -videnskabsmand Robert Hermes og uafhængige efterforsker William Strickfaden, at meget af mineralet blev dannet af sand, der blev trukket op inde i selve ildkuglen og derefter regnede ned i flydende form. I en artikel fra 2010 i Geology Today beskrev Nelson Eby fra University of Massachusetts i Lowell og Robert Hermes trinitit:
Indeholdt i glasset er smeltede stumper af den første atombombe og støttestrukturer og forskellige radionuklider dannet under detonationen. Selve glasset er forunderligt komplekst i titalls til hundredvis af mikrometer, og udover at glas med varierende sammensætning også indeholder usmeltede kvartskorn. Lufttransport af det smeltede materiale førte til dannelsen af kugler og håndvægtformede glaspartikler. Lignende briller dannes under alle nukleare detonationer på jorden og indeholder retsmedicinsk information, der kan bruges til at identificere den atomare enhed.
Dette bevis er blevet understøttet af F. Belloni et al. i en undersøgelse fra 2011 baseret på nuklear billeddannelse og spektrometriske teknikker. Grøn trinitit teoretiseres af forskere til at indeholde materiale fra bombens støttestruktur, mens rød trinitit indeholder materiale, der stammer fra kobber elektriske ledninger.
Anslået 4,3 × 10 19 ergs eller 4,3 × 10 12 joule varmeenergi gik ind i dannelsen af glasset, og da den nødvendige temperatur for at smelte sandet i glasformen blev observeret var omkring 1470 Celsius, var dette den estimerede minimumstemperatur, sandet blev udsat for til. Materiale inden for brændeovnen blev overophedet i anslået 2-3 sekunder før opløsning. Relativt flygtige elementer, såsom zink , findes i faldende mængder, jo tættere trinititten dannes i midten af sprængningen; jo højere temperatur, desto mere fordampede disse og blev ikke fanget, da materialet blev stabiliseret.
Detonationen efterlod store mængder trinitit spredt rundt om krateret, og Time skrev i september 1945, at stedet fremkom som "[en] sø af grøn jade", mens "glasset antager mærkelige former - skæve kugler, knudrende ark en kvart tommer tykke, brudte, tyndvæggede bobler, grønne, ormformede former. " Tilstedeværelsen af afrundede, perlelignende former tyder på, at noget materiale smeltes efter at være blevet kastet i luften, før landingen allerede var dannet i stedet for at forblive på jordoverfladen og blive smeltet der. Anden trinitit dannet på jorden og indeholder indeslutninger af infunderet sand. Denne trinitit afkøledes hurtigt på sin øvre overflade, mens den nedre overflade blev overophedet.
Sammensætning
Den kaotiske karakter af trinitites skabelse har resulteret i variationer i både struktur og præcis sammensætning.
Glasset er blevet beskrevet som "et lag på 1 til 2 centimeter tykt, med den øvre overflade præget af et meget tyndt støvstænk, der faldt på det, mens det stadig var smeltet. I bunden er en tykkere film af delvist smeltet materiale, som grader ind i jorden, hvorfra det blev afledt. Farven på glasset er en lys flaskegrøn, og materialet er ekstremt vesikulært med boblernes størrelse til næsten hele tykkelsen af prøven. " Den mest almindelige form for trinitit er grønne fragmenter på 1-3 cm tykke, glatte på den ene side og ru på den anden; dette er trinititten, der afkøledes efter landing stadig smeltet på ørkenbunden.
Omkring 30% trinitit er tomrum, selvom præcise mængder varierer meget mellem prøver. Trinitite udviser også forskellige andre defekter såsom revner. I trinitit, der afkøles efter landing, indeholder den glatte øvre overflade et stort antal små vesikler, mens det nedre ru lag har lavere vesikeltæthed, men større vesikler. Det er primært alkalisk.
En af de mere usædvanlige isotoper fundet i trinitit er en barium neutronaktivering produkt, barium i Trinity indretningen kommer fra langsomme eksplosive linse anvendes i indretningen, kendt som Baratol . Kvarts er det eneste overlevende mineral i de fleste trinitit.
Trinitite indeholder ikke længere tilstrækkelig stråling til at være skadelig, medmindre den indtages. Den indeholder stadig radionukliderne 241 Am , 137 Cs og 152 Eu på grund af Treenighedstesten ved hjælp af en plutoniumbombe .
Variationer
Der er to former for trinititglas med forskellige brydningsindekser . Det lavere indeksglas består stort set af siliciumdioxid , hvor varianten med højere indeks har blandede komponenter. Rød trinitit findes i begge varianter og indeholder desuden glas rig på kobber, jern og bly samt metalliske kugler. Sort trinitits farve er et resultat af at være rig på jern.
I en undersøgelse offentliggjort i 2021 viste det sig, at en prøve af rød trinitit indeholdt en tidligere uopdaget kompleks quasicrystal , den ældste kendte menneskeskabte quasicrystal, med en symmetrogruppe i form af en icosahedron . Det består af jern, silicium, kobber og calcium. Quasicrystal -strukturen viser femdoblet rotationssymmetri , som ikke kan dannes naturligt. Kvasikrystalforskningen blev ledet af geolog Luca Bindi fra University of Florence og Paul Steinhardt , efter at han havde teoretiseret rød trinitit sandsynligvis ville indeholde kvasikrystaller, da de ofte indeholder elementer, der sjældent kombineres. Strukturen har en formel af Si 61 Cu 30 Ca 7 Fe 2 . Et enkelt 10 μm korn blev påvist efter ti måneders arbejde med at undersøge seks små prøver af rød trinitit.
Nuklear retsmedicin
En undersøgelse fra 2010 i open access -tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences undersøgte trinitites potentielle værdi for nuklear forensik . Før denne undersøgelse blev det antaget, at trinitits komponenter smeltede identisk, og deres oprindelige sammensætning kunne ikke skelnes. Undersøgelsen viste, at glas fra nukleare detonationer kunne give oplysninger om enheden og tilhørende komponenter, såsom emballage.
I løbet af 2010'erne blev der foretaget millioner af dollars forskning for at undersøge trinitit for bedre at forstå, hvilke oplysninger sådanne briller indeholdt, der kunne bruges til at forstå atomeksplosionen, der skabte dem. Trinititanalysen fra 2010 blev teoretiseret af teamet bag den for at være nyttig til at identificere gerningsmænd for et fremtidigt atomangreb.
Forskere, der var involveret i opdagelsen af quasicrystal, spekulerede i, at deres arbejde kunne forbedre indsatsen for at undersøge spredning af atomvåben, da kvasikrystaller ikke forfalder, i modsætning til andre beviser frembragt ved atomvåbentest. Trinitite er blevet valgt som forskningsemne dels på grund af hvor veldokumenteret atomprøven var af forskere dengang. En undersøgelse fra 2015 i The Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry finansieret af National Nuclear Security Administration beskrev en metode, hvorved trinititlignende glas bevidst kunne syntetiseres til brug som testpersoner til nye nukleare retsmedicinske teknikker. Laserablation blev først med succes brugt til at identificere den isotopiske signatur, der er unik for uran i bomben fra en prøve af trinitit, hvilket demonstrerer denne hurtigere metode effektivitet.
Kulturel indflydelse
Trinitit blev i første omgang ikke betragtet som bemærkelsesværdig i forbindelse med atomprøven og den igangværende krig, men da krigen sluttede begyndte besøgende at lægge mærke til glasset og samle det som souvenirs .
For en tid mente man, at ørkensand ganske enkelt var smeltet fra ildkuglens direkte strålende termiske energi og ikke var særlig farligt. Således blev det markedsført som egnet til brug i smykker i 1945 og 1946.
Det er nu ulovligt at tage det resterende materiale fra stedet, hvoraf meget er blevet fjernet af den amerikanske regering og begravet andre steder i New Mexico; materiale, der blev taget før dette forbud, er imidlertid stadig i hænderne på samlere og lovligt tilgængeligt i mineralforretninger. Forfalsket trinitit er også på markedet; trinitites ægthed kræver videnskabelig analyse for at fastslå.
Der er prøver i Smithsonian National Museum of Natural History , New Mexico Farm and Ranch Heritage Museum og Corning Museum of Glass ; den nationale Atomic Testing Museum huser en brevpresser indeholder trinitit. Oversøisk indeholder UK Science Museum Group -samlingen en trinititprøve, ligesom Canadian War Museum .
Den SETI Institute , som søger at finde og forskning tegn på intelligent liv andre steder i rummet, erklærede i 2021, at trinitit skulle indgå i deres bibliotek af genstande, der er tilsluttet "forvandlende øjeblikke" af potentiel interesse for intelligente rumvæsener . Skulpturen Trinity Cube af Trevor Paglen , udstillet i 2019 på Museum of Contemporary Art San Diego som en del af en temasamling af Paglens kunst med titlen Sights Unseen, er delvist fremstillet af trinitit. Den c.1988 kunstværk trinitit, Ground Zero, Trinity site, New Mexico af fotograf Patrick Nagatani har til huse på Denver Kunstmuseum .
Lignende materialer
Lejlighedsvis anvendes navnet trinitit stort set på alle glasagtige rester af atombombe -test, ikke kun Trinity -testen.
Sort glasagtige fragmenter af smeltet sand, der var blevet størknet ved varmen fra en atomeksplosion, blev skabt ved fransk test på Reggane -stedet i Algeriet . Efter atombombningen af Hiroshima blev det i 2016 opdaget, at mellem 0,6% og 2,5% af sandet på lokale strande var sammensmeltede glaskugler, der blev dannet under bombningen. Ligesom trinitit indeholder glasset materiale fra det lokale miljø, herunder materialer fra bygninger ødelagt i angrebet. Materialet er blevet kaldt hiroshimait . Kharitonchiki (ental: kharitonchik, russisk: харитончик ) er en analog af trinitit fundet i Semipalatinsk Test Site i Kasakhstan ved grundnuller af sovjetiske atmosfæriske atomprøvninger. De er stykker af smeltet sten, der efterlades ved nuller ved jorden efter sovjetiske atmosfæriske atomprøvninger. Det porøse sorte materiale er opkaldt efter en af de førende russiske atomvåbenforskere, Yulii Borisovich Khariton .
.jpg)
Lignende naturligt forekommende mineraler
Trinitit er, til fælles med flere lignende naturligt forekommende mineraler, et smelteglas .
Mens trinitit og lignende materialer er menneskeskabte, er fulguritter , der findes i mange tordenvejrsudsatte områder og i ørkener , naturligt dannede, glasagtige materialer og genereres af lynnedslående sedimenter som sand. Impactite , et materiale, der ligner trinitit, kan dannes af meteorpåvirkninger. Månens geologi omfatter mange klipper dannet af en eller flere store påvirkninger, hvor stadig mere flygtige elementer findes i lavere mængder, jo tættere de er på slagpunktet, svarende til fordelingen af flygtige grundstoffer i trinitit.
