Unterirdischen Atomtests

Hauke Burkhard Dezember 25, 2016 U 15 0
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Unterirdischen Atomtests bezieht sich auf Detonationen von Atomwaffen, die U-Bahn durchgeführt werden, zu testen. Wenn das Gerät getestet wird bei ausreichender Tiefe begraben kann die Explosion enthalten sein, ohne Freisetzung radioaktiver Stoffe in die Atmosphäre.

Die extreme Hitze und Druck eines unterirdischen Atomexplosion verursacht Veränderungen in dem umgebenden Gestein. Das Gestein in der Nähe der Stelle des Test verdampft wird, einen Hohlraum bildet. Weiter weg gibt es Zonen mit crushed, rissig, und irreversibel verformten Felsen. Nach der Explosion kann die Felsen über dem Hohlraum zusammenbrechen, wodurch ein Trümmer Schornstein. Wenn dies Schornstein die Oberfläche erreicht, kann ein schalenförmigen Bodensenkungen Krater bilden.

Die erste U-Bahn-Test fand im Jahr 1951; weitere Tests zur Verfügung gestellten Informationen, die schließlich zu der Unterzeichnung des Begrenzte Teststopp-Vertrag im Jahr 1963, die alle Atomtests mit Ausnahme der U-Bahn durchgeführt verboten geführt. Von da an bis zur Unterzeichnung des Teststoppvertrag im Jahr 1996, die meisten Atomtests wurden durchgeführt, unterirdische, um nuklearen Fallout am Eindringen in die Atmosphäre zu verhindern.

Hintergrund

Obwohl die öffentliche Besorgnis über Fallout von Kernwaffentests wurde in den frühen 1950er Jahren, wurde Fallout entdeckt, nachdem der Trinity-Test im Jahr 1945. Fotografische Filme Hersteller später mitteilen "beschlagen" Filme, diese wurden sowohl Dreifaltigkeit und späteren Tests am Nevada Test Site zurückzuführen. Intensive Folgen der 1953 Simon-Test wurde so weit wie Albany, New York dokumentiert.

Die Auswirkungen der März 1954 Bravo-Test im Pazifik müssten "wissenschaftlichen, politischen und sozialen Auswirkungen, die für mehr als 40 Jahren fortgesetzt haben." Die Multi-Megatonnen-Tests verursacht Auswirkungen auf den Inseln der Rongerik und Rongelap Atolle und einem japanischen Fischerboot als Glücklicher Drache V bekannt vorkommen. Vor dieser Prüfung gab es "nicht ausreichend" Wertschätzung der Gefahren des radioaktiven Niederschlag.

Der Test wurde ein internationaler Vorfall. In einer PBS-Interview, die Historikerin Martha Smith argumentiert: "In Japan wird es ein riesiges Problem in Bezug auf die nicht nur der Regierung und ihren Protest gegen die Vereinigten Staaten, aber alle Gruppen und alle Völker in Japan zu starten, um zu protestieren Es. . wird ein großes Thema in den Medien Es gibt alle Arten von Briefen und Proteste, die sich aus nicht überraschend, japanische Fischer, der Fischerfrauen kommen, gibt es Studentengruppen, alle verschiedenen Arten von Menschen, dass Protest gegen die Verwendung der der Amerikaner Pacific für Atomtests. Sie sind sehr besorgt über, vor allem, warum die Vereinigten Staaten hat sogar das Recht, sein Durchführung dieser Arten von Tests im Pazifik. Sie sind auch besorgt über die Gesundheit und die Umwelt. " Der Premierminister von Indien ", äußerte die erhöhte internationale Besorgnis", wenn er für die Abschaffung aller Atomtests weltweit genannt.

Das Wissen über Auswirkungen und ihre Auswirkungen wuchs und mit ihr Besorgnis über die globale Umwelt und langfristige genetische Schäden. Die Gespräche zwischen den Vereinigten Staaten, dem Vereinigten Königreich, Kanada, Frankreich und der Sowjetunion begann im Mai 1955 über das Thema eines internationalen Abkommens zu Atomtests zu beenden. Am 5. August 1963 Vertreter der Vereinigten Staaten, der Sowjetunion und Großbritannien unterzeichneten die limitierte Teststoppvertrag, verbietet Atomwaffentests in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser. Abkommens wurde durch die Entscheidung erleichtert, um unterirdische Tests zu ermöglichen, wodurch die Notwendigkeit für Vor-Ort-Kontrollen, die die Sowjets beteiligten. U-Test wurde erlaubt, vorausgesetzt, dass es nicht dazu führen, "radioaktive Trümmer außerhalb der territorialen Grenzen des Staates, unter dessen Hoheitsgewalt oder Kontrolle solcher Explosion durchgeführt wird anwesend sein."

Frühgeschichte der U-Bahn-Tests

Nach der Analyse der Unterwasserdetonationen, die Teil der Operation Crossroads 1946 waren, wurden Fragen bezüglich der möglichen militärischen Wert eines unterirdischen Explosion gemacht. Die Joint Chiefs of Staff so erhalten die Zustimmung der Atomenergie-Kommission, um Experimente an beiden Oberfläche und unter der Oberfläche Detonationen durchzuführen. Die Insel Amchitka wurde ursprünglich für diese Tests im Jahr 1950 gewählt, aber der Ort wurde später als ungeeignet und die Tests wurden mit dem Nevada Test Site verschoben.

Die ersten unterirdischen Atomtest wurde am 29. November 1951 durchgeführt Dies war das 1,2 Kilotonnen Kerl-Klimpern Onkel, der 5,2 m unter dem Boden gezündet. Der Test wurde als eine abgespeckte Untersuchung der Auswirkungen eines 23 Kilotonnen bodendurchdringenden Pistole vom Typ Gerät, das wurde dann für die Verwendung als eine Kraterbildung und Bunker-Buster Waffe betrachtet gestaltet. Die Explosion führte zu einer Wolke, die auf 3.500 m nach Norden und Nord-Nordost stieg und abgeschieden Fallout. Der resultierende Krater war 79 m breit und 16 m tief.

Die nächste U-Bahn-Test war Teekanne Ess, am 23. März 1955. Das 1 Kilotonnen Explosion war ein Betriebstest eines Atomabbruch Munition. Es wurde gezündet 20,4 m unter der Erde, in einem Schacht mit Wellblech, die dann mit Sandsäcken und Schmutz-zurück-gefüllt war gesäumt. Da der ADM wurde unter der Erde, blies die Explosion Tonnen Erde nach oben, die Schaffung eines Kraters 91 m breit und 39 m tief. Die sich ergebende Pilzwolke stieg auf eine Höhe von 3,657.6 m und anschließende radioaktiven Fallout driftete in Richtung Osten, Reisen so weit wie 225 km von Ground Zero.

Am 26. Juli 1957 wurde Plumbbob Pascal-A an der Unterseite eines 148 m Welle gezündet. Nach einer Beschreibung, es "in der Ära der U-Bahn-Tests mit einem herrlichen pyrotechnische Roman candle eingeläutet!" Verglichen mit einem oberirdischen Test wurde die radioaktive Ablagerungen in die Atmosphäre abgegeben durch einen Faktor zehn reduziert. Theoretische Arbeiten begannen am Containment Systeme möglich.

Plumbbob Rainier wurde bei 899 ft unterirdischen am 19. September 1957. Die Detonation 1,7 kt Explosion war der erste, vollständig unterirdisch enthalten sein, wodurch keine Auswirkungen. Der Test fand in einem 1.600 - 2.000 ft horizontalen Tunnel in der Form eines Hakens. Der Haken "ist so konzipiert, explosive Kraft Abdichtung der nicht-gekrümmten Teil des Tunnels nächste Detonation vor Gasen und Spaltprodukten kann um die Kurve des Tunnelhaken entlüftet werden." Dieser Test würde der Prototyp für größere, leistungsstärkere Tests zu werden. Rainier war im Voraus bekannt gegeben, so dass seismischen Stationen könnte versuchen, ein Signal aufzuzeichnen. Die Analyse der Proben nach den Versuchen gesammelt konnten die Wissenschaftler ein Verständnis für unterirdische Explosionen, dass die Entwicklung "besteht im wesentlichen unverändert heute." Die Informationen würden später eine Grundlage für die weiteren Entscheidungen, um die begrenzte Teststoppvertrag zustimmen.

Cannikin, der letzte Test an der Amchitka Anlage wurde am 6. November 1971 Bei etwa 5 Megatonnen gezündet, war es das größte unterirdische Test in der Geschichte der USA.

Auswirkungen

Die Auswirkungen eines unterirdischen Atomtest kann je nach Faktoren, einschließlich der Tiefe und Ausbeute der Explosion, als auch von der Art des umgebenden Gestein variieren. Wenn der Test bei einer ausreichenden Tiefe durchgeführt wird, wird der Test soll, enthalten sein, ohne Entlüften von Gasen oder anderen Verunreinigungen in die Umwelt. Im Gegensatz dazu, wenn das Gerät bei unzureichender Tiefe vergraben und dann Rock kann durch die Explosion ausgestoßen wird, wodurch ein Krater ejecta umgeben und Freigabe-Hochdruckgase in die Atmosphäre. Eine Zahl bei der Bestimmung, wie tief das Gerät sollte begraben werden verwendet, ist die skalierte Tiefe der Beerdigung oder -burst. Diese Zahl wird als die Verlegetiefe in Metern dividiert durch die Kubikwurzel der Ausbeute in Kilotonnen berechnet. Es wird geschätzt, dass, um die Rückhaltung zu gewährleisten, sollte diese Zahl größer als 100 sein.

Die Energie des Kernexplosion in einer Mikro freigesetzt. In den folgenden wenigen Mikrosekunden, der Test-Hardware und umgebenden Gestein werden verdampft, mit Temperaturen von mehreren Millionen Grad und Drücke von mehreren Millionen Atmosphären. Innerhalb von Millisekunden, eine Blase von Hochdruckgas und Dampf gebildet wird. Die Hitze und die Erweiterung Schockwelle bewirken, dass das umgebende Gestein zu verdampfen, oder weiter weg geschmolzen werden, wodurch ein Schmelzhöhle. Der Schock-induzierte Bewegung und hohem Innendruck Ursache dieser Hohlraum nach außen zu erweitern, die sich über mehrere Zehntelsekunden fortgesetzt, bis der Druck ausreichend gesunken, auf ein Niveau in etwa vergleichbar mit dem Gewicht der Felsen über, und kann nicht mehr wachsen. Obwohl nicht in jeder Explosion beobachtet wurden vier verschiedene Zonen in dem umgebenden Gestein beschrieben. Das zerkleinerte Zone, etwa zweimal der Radius des Hohlraums, aus Gestein, das alle seine ehemalige Integrität verloren hat. Die rissige Zone, etwa dreimal die Hohlraumradius, besteht aus Gestein mit radialen und konzentrischen Fissuren. Schließlich ist die Zone der irreversiblen Dehnung besteht aus Felsen durch den Druck verformt. Die folgende Schicht erfährt nur eine elastische Verformung; der Stamm und anschließende Freisetzung bildet dann eine seismische Welle. Ein paar Sekunden später das geschmolzene Gestein startet die Aufnahme auf dem Boden des Hohlraums und der Hohlraum-Inhalten gestartet Kühl. Die Erholung nach der Stoßwelle bewirkt, dass Druckkräfte um den Hohlraum, eine so genannte Stresshaltung Käfig aufbauen, Abdichtung der Risse.

Einige Minuten bis Tage später, nachdem die Wärme ableitet genug ist, kondensiert der Dampf, und der Druck in dem Hohlraum unterschreitet der Pegel erforderlich, um den Abraum zu unterstützen, die Felsen über dem Hohlraum fällt in den Hohlraum, die Schaffung eines Trümmer Schornstein. Abhängig von verschiedenen Faktoren, einschließlich der Ausbeute und Eigenschaften der Beerdigung, kann dieses Zusammenbruchs der Oberfläche erstrecken. Wenn ja, wird ein Einsinken Krater erzeugt. Solche ein Krater in der Regel schalenförmig und in einem Größenbereich von einigen zehn Metern bis zu mehr als einem Kilometer im Durchmesser. Auf der Nevada Test Site, 95 Prozent der Tests in einer skalierten Versenkungstiefe von weniger als 150 durchgeführt, verursacht Oberflächenkollaps, im Vergleich zu etwa der Hälfte der Tests bei einer SDOB von weniger als 180 durchgeführt Der Radius r des Hohlraums ist proportional zur Kubikwurzel der Ausbeute y, r = 55 *; ein 8-Kilotonnen-Explosion wird ein Hohlraum mit einem Radius von 110 Meter zu schaffen.

Andere Oberflächenmerkmale können gestörten Boden, Druckrücken, Störungen, Wasserbewegung, Steinschlag und Bodeneinbruch sind. Das meiste Gas in dem Hohlraum aus Dampf besteht; sein Volumen drastisch abnimmt, wenn die Temperatur sinkt, und der Dampf kondensiert. Es gibt jedoch auch andere Gase, vor allem Kohlendioxid und Wasserstoff, die nicht kondensieren und bleibt gasförmig. Das Kohlendioxid wird durch thermische Zersetzung von Karbonaten erzeugt wird Wasserstoff durch die Reaktion von Eisen und anderen Metallen aus der Kerneinrichtung und der umgebenden Ausrüstung erstellt. Die Menge an Karbonaten und Wasser im Boden und der verfügbaren Eisen müssen bei der Bewertung der Teststelle Haltung berücksichtigt werden; wassergesättigten Lehmböden kann strukturelle Zusammenbruch und Entlüftung führen. Harte Grundgebirge kann Schockwellen der Explosion zu reflektieren, was möglicherweise auch strukturelle Schwächung und Entlüftung. Die nichtkondensierbaren Gase in den Poren im Erdboden absorbiert bleiben. Große Menge solcher Gase kann genügend Druck, um die Spaltprodukte auf den Boden fahren jedoch beizubehalten.

Austreten von Radioaktivität aus dem Hohlraum als Containmentausfalls bekannt. Massiver, schnelle, unkontrollierte Freisetzung von Spaltprodukten, durch den Druck der Dampf oder Gas angetrieben werden, werden als Entlüftungs bekannt; ein Beispiel für ein derartiges Versagen das Baneberry Test. Langsam, Niederdruck unkontrollierte Freisetzungen von Radioaktivität als sickert bekannt; diese haben wenig bis gar keine Energie sind nicht sichtbar und müssen von Instrumenten leicht detektiert werden. Spätzeit sickert sind Versionen von kondensierbaren Gase von Tagen oder Wochen nach der Explosion, durch Diffusion durch die Poren und Riss, wahrscheinlich durch eine Abnahme des atmosphärischen Drucks unterstützt. Wenn der Test Tunnel zugegriffen werden soll, wird so gesteuert Tunnelspülung durchgeführt wird; die Gase filtriert, durch Luft verdünnt und in die Atmosphäre freigesetzt werden, wenn der Wind wird sie dünn besiedelten Gebieten zu verteilen über. Kleine Aktivität tritt aus operativen Aspekte der Prüfungen ergebenden nennt operativen Ausgaben; sie kann auftreten, z.B. während des Bohrens in die Explosionsstelle während des Kernbohrens oder während der Abtastung der Explosionsgase. Das Radionuklid Zusammensetzung unterscheidet sich durch die Art der Ausgaben; große Aufforderung Entlüftung Mitteilungen erheblichen Teil der Spaltprodukte, während Spätzeit sickert enthalten nur die flüchtige Gase. Boden absorbiert die reaktiven chemischen Verbindungen, so dass die einzige Nuklide durch den Boden gefiltert in die Atmosphäre sind die Edelgase, vor allem Krypton-85 und Xenon-133.

Die freigesetzten Nuklide können Bioakkumulation zu unterziehen. Jod-131, Strontium-90 und Cäsium-137 sind in der Milch von weidenden Kühen konzentriert; Kuhmilch ist deshalb eine bequeme, empfindliche fallout Anzeige. Weichgewebe-Tiere können Gammastrahler, Knochen und Leber für Strontium und Plutonium und Blut, Urin und weichen Geweben analysiert werden für Tritium analysiert.

Obwohl es früh Bedenken über Erdbeben, die infolge von unterirdischen Tests gibt es keinen Beweis, dass dies aufgetreten ist. Allerdings Fehlerbewegungen und Boden Frakturen berichtet worden, und Explosionen voran oft eine Reihe von Nachbeben, gedacht, um ein Ergebnis der Hohlraum Zusammenbruch und Kaminbildung sein. In einigen wenigen Fällen, seismische Energie durch Fehlerbewegungen veröffentlicht wurde überschritten, dass der Explosion selbst.

Internationale Verträge

Am 5. August 1963 von Vertretern der Vereinigten Staaten, der Sowjetunion und des Vereinigten Königreichs in Moskau unterzeichnet wurde, einigten sich die limitierte Teststoppvertrag zu Atomtests in der Atmosphäre zu verbieten, im Weltraum und unter Wasser. Aufgrund Sorge der sowjetischen Regierung über die Notwendigkeit für die Vor-Ort-Kontrollen wurden unterirdische Tests von dem Verbot ausgenommen. 108 Ländern würde schließlich unterzeichnen den Vertrag, mit dem bezeichnenden Ausnahme von China.

Im Jahr 1974, die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion unterzeichnete den Threshold Test Ban Treaty, der U-Bahn-Tests mit Ausbeuten von mehr als 150 Kilotonnen verboten. In den 1990er Jahren Technologien zu überwachen und unterirdische Tests hatte bis zu dem Punkt, dass Tests von einer Kilotonne oder mehr könnte mit hoher Wahrscheinlichkeit festgestellt werden fällig, und im Jahr 1996 begannen die Verhandlungen unter der Schirmherrschaft der Vereinten Nationen um eine umfassende Testverbot zu entwickeln. Das resultierende Atomteststopp-Vertrag wurde 1996 von den Vereinigten Staaten, Russland, Großbritannien, Frankreich und China unterzeichnet. , Nach dem US-Senat Entscheidung, den Vertrag zu ratifizieren im Jahr 1999, ist es immer noch noch von 8 der benötigten 44 "Anhang 2" Staaten ratifiziert werden und so nicht in Kraft, wie der Vereinten Nationen Recht eingetragen.

Überwachung

In den späten 1940er Jahren begann die Vereinigten Staaten, um die Fähigkeit zu entwickeln, die atmosphärischen Tests erfassen mit Luftprobenahme; Dieses System war in der Lage, die erste sowjetische Test 1949 erkennen Laufe des nächsten Jahrzehnts wurde dieses System verbessert und Netz von seismischen Messstationen wurde gegründet, um unterirdische Tests erkennen. Entwicklung der Schwellenteststopp-Vertrag in Mitte der 1970er Jahre führte zu einem besseren Verständnis der Beziehung zwischen Testausbeute und resultierende seismische Stärke.

Als die Verhandlungen begann Mitte der 1990er Jahre zu einem umfassenden Teststopp zu entwickeln, die internationale Staatengemeinschaft zögerte, auf die Erkennungsfunktionen der einzelnen Kernwaffenstaaten zu verlassen, und stattdessen wollte eine internationale Erkennungssystem. Die sich ergebende Internationale Überwachungssystem besteht aus einem Netzwerk von insgesamt 321 Messstationen und 16 Radionuklidlaboratorien. Fünfzig "primäre" seismischen Stationen senden kontinuierlich Daten an das Internationale Datenzentrum, zusammen mit 120 "Hilfs" Stationen, die Daten auf Anfrage. Die resultierenden Daten werden verwendet, um das Epizentrum zu lokalisieren und zu unterscheiden zwischen den seismischen Signaturen eines unterirdischen Atomexplosion und ein Erdbeben. Zusätzlich achtzig Radionuklid Stationen erkennen radioaktive Teilchen durch unterirdische Explosionen entlüftet. Bestimmte Radionuklide dar eindeutige Beweise für Atomtests; die Anwesenheit von Edelgasen können angeben, ob eine unterirdische Explosion stattgefunden hat. Schließlich elf Unterwasserstationen und sechzig Infraschall-Stationen überwachen, unter Wasser und atmosphärischen Tests.

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