Hvor stor var Beirut-eksplosionen i 2020?

Den 4. aug. 2020, en af ​​de største ikke-nukleare eksplosioner i historien pulveriserede en Beirut-havn og beskadigede mere end halvdelen af ​​byen. Eksplosionen skyldtes detonation af tonsvis af ammoniumnitrat, en brændbar kemisk forbindelse, der almindeligvis anvendes i landbruget som en nitratholdig gødning, men som også kan bruges til at fremstille sprængstoffer.

Siden den gang, de eksplosive udbytteestimater varierede meget, og i nogle tilfælde, var inkonsistente med, hvad der ville forventes baseret på mængden af ​​ammoniumnitrat, der var lagret i Beiruts havn. Ud over, kraterstørrelsen, seismisk størrelse og svampeskyhøjde syntes at være inkonsekvent.

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) fysiker Peter Goldstein har undersøgt, hvordan vandmætning af sprængstoffet, jord og muligvis vand og affald fra nærkildemiljøet kan hjælpe med at afstemme forskelle i udbytteestimater opnået ved brug af disse forskellige målinger. Officielle optegnelser viser, at omkring 2,7 kiloton eksplosivt materiale blev opbevaret i Beiruts havnelager, hvor eksplosionen fandt sted. Detonationen af ​​disse materialer resulterede i et stort krater, og seismiske målinger antydede, at det var muligt, at udbyttet var mindst et par kiloton og muligvis meget større. Imidlertid, der var andre skøn, der tydede på, at udbyttet var en del mindre, muligvis så lidt som et halvt kiloton.

Goldsteins forskning, som optræder i Counting WMD Journal , analyserer kraterdimensionerne, seismiske størrelsesvurderinger og eksplosionens skyhøjde og viser, at alle data stemmer overens med et udbytte på omkring et kiloton, når der tages højde for vand/mætning. "Vand i nærkildemiljøet kan have en betydelig effekt på mange observationer, herunder kraterdannelse, sky stigning, seismiske størrelser og eksplosionsbølgeeffekter, " han sagde.

Goldstein brugte observationer i kraterstørrelse fra satellitbilleder og empiriske data for skalerede kraterradier fra tidligere kemiske og nukleare eksplosioner til at estimere udbyttet.

"Beviserne tyder på, at den relativt store kraterradius skyldes en høj grad af mætning af jorden under eksplosionen. Det er sandsynligt, at denne mætning øgede koblingen af ​​stødbølgeenergi til det omgivende materiale og reducerede den effektive spænding/styrke af materiale, " han sagde.

Han fandt også, at udbytteestimater baseret på seismisk kropsbølgestørrelse, den maksimale affaldsskyhøjde og den observerede kraterdybde bekræftede estimaterne baseret på kraterradius.

Tillid til pålideligheden af ​​disse modeller er afgørende for beredskabsplanlægning for at afbøde potentielle konsekvenser fra ulykker såsom Beirut-eksplosionen eller bevidste handlinger, der kan involvere improviseret nukleare anordninger eller radioaktive spredningsanordninger.

Denne forskning er også relevant for nukleare eksplosioner. Det antyder, at egenskaber i nærkildemiljøet kan have en stor effekt på stød-/blastbølger, seismiske bevægelser og kraterdannelse, samt skystigning og nedfaldseffekter. Effekterne forplanter sig også til ting som udbytteskønnet. Goldstein sagde, at han forventer, at træk ved kilden som vand vil have en betydelig effekt på andre eksplosionsfænomener, herunder strålingstransport og dannelse af affald efter detonation.