Trinitita - Trinitite

Trinitita

Trinitita , também conhecida como atomsita ou vidro de Alamogordo , é o resíduo vítreo deixado no solo do deserto após o teste da bomba nuclear Trinity, baseada em plutônio , em 16 de julho de 1945, perto de Alamogordo , Novo México . O vidro é composto principalmente de areia arcósica composta por grãos de quartzo e feldspato (ambos microclina e menor quantidade de plagioclásio com pequena quantidade de calcita , hornblenda e augita em uma matriz de argila arenosa ) que foi derretida pela explosão atômica. Foi descrito pela primeira vez academicamente no American Mineralogist em 1948.

Geralmente é verde claro, embora trinitito vermelho também tenha sido encontrado em uma seção do local da explosão, e peças raras de trinitito preto também tenham se formado. É moderadamente radioativo, mas seguro de manusear.

Pedaços do material ainda podem ser encontrados no local da Trinity em 2018, embora a maior parte tenha sido demolida e enterrada pela Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos em 1953.

Formação

Pedaços de trinite

Em 2005, foi teorizado pelo cientista do Laboratório Nacional de Los Alamos, Robert Hermes, e pelo investigador independente William Strickfaden, que grande parte do mineral foi formado por areia que foi puxada para dentro da própria bola de fogo e depois choveu em forma líquida. Em um artigo de 2010 na Geology Today , Nelson Eby da Universidade de Massachusetts em Lowell e Robert Hermes descreveram o trinitito:

Contidos no vidro estão pedaços derretidos da primeira bomba atômica e as estruturas de suporte e vários radionuclídeos formados durante a detonação. O vidro em si é maravilhosamente complexo na escala de dezenas a centenas de micrômetros e, além de vidros de composição variada, também contém grãos de quartzo não derretidos. O transporte aéreo do material derretido levou à formação de esferas e partículas de vidro em forma de haltere. Vidros semelhantes são formados durante todas as detonações nucleares no nível do solo e contêm informações forenses que podem ser usadas para identificar o dispositivo atômico.

Esta evidência foi apoiada por F. Belloni et al. em um estudo de 2011 baseado em imagens nucleares e técnicas espectrométricas. Os pesquisadores teorizam que o trinitito verde contém material da estrutura de suporte da bomba, enquanto o trinitito vermelho contém material proveniente da fiação elétrica de cobre.

Uma estimativa de 4,3 × 10 19 ergs ou 4,3 × 10 12 joules de energia térmica foi usada para formar o vidro e como a temperatura necessária para derreter a areia na forma de vidro observada foi de cerca de 1470 Celsius, esta foi a temperatura mínima estimada à qual a areia foi exposta para. O material dentro da bola de fogo da explosão foi superaquecido por cerca de 2–3 segundos antes da resolidificação. Elementos relativamente voláteis , como o zinco, são encontrados em quantidades decrescentes quanto mais próximo o trinitito formado do centro da explosão; quanto mais alta a temperatura, mais estes evaporaram e não foram capturados quando o material solidificou novamente.

A detonação deixou grandes quantidades de trinitito espalhadas ao redor da cratera, com a Time escrevendo em setembro de 1945 que o local tinha a aparência de "[um] lago de jade verde", enquanto "[o] vidro toma formas estranhas - mármores tortos, nodosos folhas de um quarto de polegada de espessura, bolhas quebradas de paredes finas, formas verdes semelhantes a vermes. " A presença de formas arredondadas em forma de contas sugere que algum material derreteu depois de ser jogado no ar antes de aterrissar já formado, em vez de permanecer no nível do solo e ser derretido ali. Outro trinitito formado no solo e contém inclusões de areia infundida. Este trinitito resfriou rapidamente em sua superfície superior, enquanto a superfície inferior foi superaquecida.

Composição

Uma amostra quase oca de trinitito retroiluminado para mostrar a luz que passa através do material
Níveis de radioatividade no vidro da trindade no momento da explosão de duas amostras diferentes, medidos por espectroscopia gama em pedaços do vidro

A natureza caótica da criação do trinitito resultou em variações na estrutura e na composição precisa.

O vidro foi descrito como "uma camada de 1 a 2 centímetros de espessura, com a superfície superior marcada por uma borrifada muito fina de poeira que caiu sobre ela enquanto ainda estava derretida. Na parte inferior há uma película mais espessa de material parcialmente fundido, que gradua-se no solo de onde foi derivado. A cor do vidro é verde-claro e o material é extremamente vesicular, com o tamanho das bolhas variando quase até a espessura total do espécime. " A forma mais comum de trinitito são fragmentos verdes de 1-3 cm de espessura, lisos de um lado e ásperos do outro; este é o trinitito que resfriou após pousar ainda fundido no solo do deserto.

Cerca de 30% do trinitito é espaço vazio, embora as quantidades precisas variem muito entre as amostras. Trinitite também exibe vários outros defeitos , como rachaduras. No trinitito que resfriou após o pouso, a superfície superior lisa contém um grande número de pequenas vesículas, enquanto a camada rugosa inferior tem densidade de vesículas mais baixa, mas vesículas maiores. É principalmente alcalino.

Um dos isótopos mais incomuns encontrados em trinitite é um produto de ativação de nêutrons de bário , o bário no dispositivo Trinity vindo da lente explosiva lenta empregada no dispositivo, conhecida como Baratol . O quartzo é o único mineral sobrevivente na maioria dos trinititos.

O Trinitite não contém mais radiação suficiente para ser prejudicial, a menos que seja ingerido. Ele ainda contém os radionuclídeos 241 Am , 137 Cs e 152 Eu devido ao teste Trinity usando uma bomba de plutônio .

Variações

Existem duas formas de vidro trinitito com índices de refração diferentes . O vidro de índice inferior é composto principalmente de dióxido de silício , com a variante de índice superior tendo componentes mistos. O trinitito vermelho existe em ambas as variantes e, adicionalmente, contém vidro rico em cobre, ferro e chumbo, bem como glóbulos metálicos. A cor do trinitito preto é o resultado de ser rico em ferro.

Em um estudo publicado em 2021, descobriu-se que uma amostra de trinitito vermelho continha um quasicristal complexo ainda não descoberto , o mais antigo quasicristal feito pelo homem conhecido, com um grupo de simetria na forma de um icosaedro . É composto por ferro, silício, cobre e cálcio. A estrutura do quasicristal exibe uma simetria rotacional quíntupla , que não pode se formar naturalmente. A pesquisa sobre quasicristais foi liderada pelo geólogo Luca Bindi da Universidade de Florença e Paul Steinhardt , depois que ele teorizou que o trinitito vermelho provavelmente continha quasicristais, já que frequentemente contêm elementos que raramente se combinam. A estrutura possui uma fórmula de Si 61 Cu 30 Ca 7 Fe 2 . Um único grão de 10 μm foi detectado após dez meses de trabalho examinando seis pequenas amostras de trinitito vermelho.

Forense nuclear

A nuvem em forma de cogumelo segundos após a detonação.

Um estudo de 2010 no jornal de acesso aberto Proceedings of the National Academy of Sciences examinou o valor potencial do trinitite para o campo da ciência forense nuclear . Antes desta pesquisa, presumia-se que os componentes do trinitito se fundiam de forma idêntica e sua composição original não podia ser discernida. O estudo demonstrou que o vidro de detonações nucleares pode fornecer informações sobre o dispositivo e componentes associados, como embalagens.

Durante a década de 2010, milhões de dólares em pesquisas foram realizadas examinando o trinitito para entender melhor quais informações esses óculos continham que poderiam ser usados ​​para entender a explosão nuclear que os criou. A análise trinite de 2010 foi teorizada pela equipe por trás dela para ser útil para identificar os perpetradores de um futuro ataque nuclear.

Os pesquisadores envolvidos na descoberta do quasicristal especularam que seu trabalho poderia melhorar os esforços para investigar a proliferação de armas nucleares, uma vez que os quasicristais não se decompõem, ao contrário de outras evidências produzidas por testes de armas nucleares. Trinitite foi escolhido como objeto de pesquisa em parte devido ao quão bem documentado o teste nuclear foi pelos cientistas da época. Um estudo de 2015 no The Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, financiado pela National Nuclear Security Administration, descreveu um método pelo qual vidro semelhante a trinite pode ser deliberadamente sintetizado para uso como objetos de teste para novas técnicas forenses nucleares. A ablação a laser foi usada pela primeira vez com sucesso para identificar a assinatura isotópica única do urânio dentro da bomba de uma amostra de trinitito, demonstrando a eficácia desse método mais rápido.

Impacto cultural

Assine no local de teste alertando sobre a ilegalidade da coleta de trinitito do local.

Trinitite não foi inicialmente considerado notável no contexto do teste nuclear e da guerra em andamento, mas quando a guerra terminou, os visitantes começaram a notar o vidro e coletá-lo como lembrança .

Por um tempo, acreditou-se que a areia do deserto tinha simplesmente derretido com a energia térmica radiante direta da bola de fogo e não era particularmente perigosa. Assim, foi comercializado como adequado para uso em joalheria em 1945 e 1946.

Agora é ilegal retirar o material restante do local, grande parte do qual foi removido pelo governo dos Estados Unidos e enterrado em outro lugar no Novo México; no entanto, o material retirado antes dessa proibição ainda está nas mãos dos coletores e disponível legalmente nas lojas de minerais. O trinitite falsificado também está no mercado; A autenticidade do trinitite requer uma análise científica para ser verificada.

Existem amostras no Museu Nacional de História Natural Smithsonian , no Museu do Patrimônio de Fazendas e Fazendas do Novo México e no Museu de Vidro Corning ; o National Atomic Testing Museum abriga um peso de papel contendo trinitita. No exterior, a coleção do UK Science Museum Group contém uma amostra trinitita, assim como o Canadian War Museum .

O Instituto SETI , que busca encontrar e pesquisar sinais de vida inteligente em outras partes do espaço, declarou em 2021 que o trinitito deveria ser incluído em sua biblioteca de objetos conectados a "momentos de transformação" de potencial interesse para extraterrestres inteligentes . A escultura Trinity Cube de Trevor Paglen , exibida em 2019 no Museu de Arte Contemporânea de San Diego como parte de uma coleção temática de arte de Paglen intitulada Sights Unseen, é parcialmente feita de trinitita. A obra de arte Trinitite, Ground Zero, Trinity Site, Novo México, de c.1988, do fotógrafo Patrick Nagatani, está abrigada no Museu de Arte de Denver .

Materiais semelhantes

Ocasionalmente, o nome trinitita é amplamente aplicado a todos os resíduos vítreos de testes de bombas nucleares, não apenas ao teste Trinity.

Fragmentos vítreos negros de areia fundida que foram solidificados pelo calor de uma explosão nuclear foram criados por testes franceses no local de Reggane , na Argélia . Após o bombardeio atômico de Hiroshima , foi descoberto em 2016 que entre 0,6% e 2,5% da areia nas praias locais eram esferas de vidro fundido formadas durante o bombardeio. Como o trinitito, o vidro contém material do ambiente local, incluindo materiais de edifícios destruídos no ataque. O material foi chamado de hiroshimaita . Kharitonchiki (singular: kharitonchik, russo: харитончик ) é um análogo do trinitito encontrado no local de testes de Semipalatinsk, no Cazaquistão, no marco zero dos testes nucleares atmosféricos soviéticos. Eles são pedaços de rocha derretida deixados no marco zero após os testes nucleares atmosféricos soviéticos. O material preto poroso tem o nome de um dos principais cientistas russos de armas nucleares, Yulii Borisovich Khariton .

Um fulgurito do deserto da Mauritânia.

Minerais semelhantes de ocorrência natural

Trinitita, em comum com vários minerais similares de ocorrência natural, é um vidro fundido .

Enquanto os trinititos e materiais semelhantes são antropogênicos, os fulguritos , encontrados em muitas regiões propensas a tempestades e em desertos , são materiais vítreos formados naturalmente e são gerados por sedimentos que atingem raios , como areia. Impactite , um material semelhante ao trinitite, pode ser formado por impactos de meteoros. A geologia da Lua inclui muitas rochas formadas por um ou mais grandes impactos nos quais elementos cada vez mais voláteis são encontrados em quantidades menores quanto mais perto estão do ponto de impacto, semelhante à distribuição dos elementos voláteis em trinitito.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos