Ivy Mike - Ivy Mike

Ivy Mike
Teste nuclear atmosférico de "Ivy Mike" - novembro de 1952 - Flickr - The Official CTBTO Photostream.jpg
A nuvem em cogumelo da foto "Mike"
Em formação
País
Ilhas Marshall dos Estados Unidos
Série de teste Operação Ivy
Site de teste Enewetak , Território Fiduciário das Ilhas do Pacífico
Encontro 1 de novembro de 1952
(68 anos atrás)
 ( 01/11/1952 )
Tipo de teste Atmosférico
Produção 10,4 megatons de TNT
Cronologia de teste
Ivy King  →

Ivy Mike foi o codinome dado ao primeiro teste em escala real de um dispositivo termonuclear , no qual parte do rendimento explosivo vem da fusão nuclear . Ivy Mike foi detonado em 1º de novembro de 1952 pelos Estados Unidos na ilha de Elugelab em Enewetak Atoll , na agora independente nação insular das Ilhas Marshall , como parte da Operação Ivy . Foi o primeiro teste completo do desenho Teller-Ulam , um encenado dispositivo de fus.

Devido ao seu tamanho físico e tipo de combustível de fusão ( deutério líquido criogênico ), o dispositivo "Mike" não era adequado para uso como arma de entrega. Pretendia ser uma prova de conceito "tecnicamente conservadora" para validar os conceitos usados ​​para detonações de megatons .

Como resultado da coleta de amostras da explosão pelos pilotos da Força Aérea dos EUA, os cientistas encontraram vestígios dos isótopos plutônio-246 e plutônio-244 , e confirmaram a existência dos elementos previstos, mas não descobertos, einstênio e férmio .

Cronograma

Começando com a descoberta de Teller-Ulam em março de 1951, houve um progresso constante nas questões envolvidas em uma explosão termonuclear e havia recursos adicionais dedicados à encenação e pressão política para ver um teste real de uma bomba de hidrogênio. Uma data dentro de 1952 parecia viável. Em outubro de 1951, o físico Edward Teller pressionou para julho de 1952 como uma data-alvo para um primeiro teste, mas o chefe do projeto, Marshall Holloway, achava que outubro de 1952, um ano depois, era mais realista, dado o quanto de trabalho de engenharia e fabricação o teste levaria e dada a necessidade para evitar a temporada de monções de verão nas Ilhas Marshall. Em 30 de junho de 1952, o presidente da Comissão de Energia Atômica dos Estados Unidos, Gordon Dean, mostrou ao presidente Harry S. Truman um modelo de como seria a aparência do dispositivo Ivy Mike; o teste foi marcado para 1º de novembro de 1952.

Uma tentativa de atrasar significativamente o teste, ou não realizá-lo, foi feita pelo Painel de Consultores sobre Desarmamento do Departamento de Estado , presidido por J. Robert Oppenheimer , que sentiu que evitar um teste poderia impedir o desenvolvimento de uma nova arma catastrófica e abrir o caminho para novos acordos de armas entre as duas nações. O painel não tinha aliados políticos em Washington, no entanto, e nenhum teste foi adiado por conta disso.

Houve um desejo separado expresso por um pequeno atraso no teste, por razões mais políticas: ele estava programado para ocorrer poucos dias antes da realização das eleições presidenciais dos Estados Unidos em 4 de novembro de 1952 . Truman queria manter o teste termonuclear longe da política partidária, mas não tinha nenhum desejo de ordenar um adiamento dele; no entanto, ele fez saber que ficaria bem se a eleição fosse adiada devido a "razões técnicas" encontradas. Eugene M. Zuckert, membro da Comissão de Energia Atômica, foi enviado ao local de teste Enewetak para ver se tal motivo poderia ser encontrado, mas as considerações climáticas - em média, havia apenas um punhado de dias por mês que eram adequados para o teste - indicaram que deveria prossiga conforme o planejado e, no final, não ocorreu nenhum atraso no cronograma.

Projeto e preparação do dispositivo

O dispositivo "Mike" de 82 toneladas curtas (74 toneladas métricas) era essencialmente um edifício que mais parecia uma fábrica do que uma arma. Foi relatado que engenheiros soviéticos se referiram zombeteiramente a "Mike" como uma "instalação termonuclear".

O dispositivo foi desenhado por Richard Garwin , aluno de Enrico Fermi , por sugestão de Edward Teller . Foi decidido que nada além de um teste em escala real validaria a ideia do projeto de Teller-Ulam . Garwin foi instruído a usar estimativas muito conservadoras ao projetar o teste e disse que ele não precisa ser pequeno e leve o suficiente para ser lançado pelo ar.

O deutério líquido foi escolhido como combustível para a reação de fusão porque seu uso simplificou o experimento do ponto de vista do físico e tornou os resultados mais fáceis de analisar. Do ponto de vista da engenharia, seu uso exigia o desenvolvimento de tecnologias até então desconhecidas para lidar com o difícil material, que precisava ser armazenado em temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto . Uma grande planta de criogenia foi construída para produzir hidrogênio líquido (usado para resfriar o dispositivo) e deutério (combustível para o teste). Uma usina de energia de 3.000 quilowatts também foi construída para a instalação de criogenia.

O dispositivo que foi desenvolvido para testar o design Teller-Ulam tornou-se conhecido como design "Salsicha":

Vista do invólucro do dispositivo "Salsicha", com sua instrumentação e equipamento criogênico acoplado. Os tubos longos eram para fins de medição; sua função era transmitir a primeira radiação dos estágios "primário" e "secundário" (conhecido como "luz de caixa") para instrumentos assim que o dispositivo foi detonado, antes de ser destruído na explosão. Observe o homem sentado no canto inferior direito para ver a escala.
  • Em seu centro estava um Dewar ( frasco a vácuo ) ou criostato de aço isolado cilíndrico . Este tanque, com quase 7 pés (2,1 m) de diâmetro e mais de 20 pés (6,1 m) de altura, tinha paredes de quase 30 cm (0,98 pés) de espessura. Ele pesava aproximadamente 54 toneladas curtas (49 toneladas métricas). Era capaz de conter 1.000 L (260 US gal) de deutério líquido, resfriado a quase zero absoluto. O deutério criogênico forneceu o combustível para o estágio "secundário" ( fusão ) da explosão.
  • Em uma extremidade do frasco cilíndrico de Dewar estava uma bomba de fissão regular TX-5 (não reforçada). A bomba TX-5 foi usada para criar as condições necessárias para iniciar a reação de fusão. Este estágio de fissão "primário" foi aninhado dentro da caixa de radiação na seção superior do dispositivo, e não estava em contato físico com o estágio de fusão "secundário". O TX-5 não requer refrigeração.
  • Descendo pelo centro do frasco Dewar, dentro do secundário, havia uma haste cilíndrica de plutônio dentro de uma câmara de gás trítio. Esta "vela de ignição de fissão" foi implodida por raios-x da detonação primária. Isso forneceu uma fonte de pressão de movimento para fora dentro do deutério e aumentou as condições para a reação de fusão.
  • Em torno da montagem estava um "sabotador" de urânio natural de 5 toneladas curtas (4,5 toneladas métricas) . O exterior do adulterador foi forrado com folhas de chumbo e polietileno , formando um canal de radiação para conduzir os raios X do estágio "primário" ao "secundário". Conforme estabelecido no projeto do Teller-Ulam , a função dos raios X era comprimir o "secundário" com ablação de violação / empurrador , pressão de plasma de espuma e pressão de radiação . Este processo aumenta a densidade e a temperatura do deutério ao nível necessário para sustentar uma reação termonuclear e comprime a "vela de ignição" em uma massa supercrítica - induzindo a "vela de ignição" a sofrer fissão nuclear e, assim, iniciar uma reação de fusão nas redondezas combustível deutério.
O Ivy Mike atirou no táxi e na torre de sinalização

Todo o dispositivo "Mike" (incluindo o equipamento criogênico) pesava 82 toneladas curtas (74 toneladas métricas). Estava alojado em um grande edifício de alumínio corrugado, chamado de cabine de tiro, que tinha 88 pés (27 m) de comprimento, 46 ​​pés (14 m) de largura e 61 pés (19 m) de altura, com 300 pés (91 m) ) torre de sinal. Sinais de televisão e rádio foram usados ​​para se comunicar com uma sala de controle do USS Estes, onde o grupo de fuzilamento estava localizado.

Foi instalado na ilha de Elugelab , no Pacífico , parte do atol de Enewetak . Elugelab foi conectada às ilhas de Dridrilbwij (Teiteir), Bokaidrikdrik (Bogairikk) e Boken (Bogon) por uma ponte artificial de 2.7 km. No topo da ponte havia um tubo de compensado revestido de alumínio cheio de balonetes de hélio , conhecido como caixa Krause-Ogle . Isso permitiu que a radiação gama e de nêutrons passassem sem inibição para os instrumentos em uma estação de detecção não tripulada, Estação 202, na Ilha de Boken. De lá, os sinais foram enviados para o equipamento de gravação na Estação 200, também alojada em um bunker na Ilha de Boken. O pessoal voltou para a Ilha Boken após o teste para recuperar o equipamento de gravação.

No total, 9.350 militares e 2.300 civis estiveram envolvidos no tiro de "Mike". A operação envolveu a cooperação do exército, marinha, força aérea e serviços de inteligência dos Estados Unidos. O USS Curtiss trouxe componentes dos Estados Unidos para Elugelab para montagem. O trabalho foi concluído em 31 de outubro, às 17h. Em uma hora, o pessoal foi evacuado em preparação para a explosão.

Detonação

Vídeo de teste de Ivy Mike.
Enewetak Atoll, antes de "Mike" filmar. Observe a ilha de Elugelab à esquerda.
Enewetak Atoll, depois de "Mike" filmado. Observe a cratera à esquerda.

O teste foi realizado em 1º de novembro de 1952 às 7h15, hora local (19h15, em 31 de outubro, horário de Greenwich ). Produziu um rendimento de 10,4 megatons de TNT . No entanto, 77% do rendimento final veio da fissão rápida do adulterador de urânio, que produziu grandes quantidades de precipitação radioativa .

A bola de fogo criada pela explosão tinha um raio máximo de 2,9 a 3,3 km (1,8 a 2,1 mi). O raio máximo foi atingido alguns segundos após a detonação, durante os quais a bola de fogo quente se ergueu devido à flutuabilidade . Embora ainda relativamente perto do solo, a bola de fogo ainda não tinha atingido suas dimensões máximas e, portanto, tinha aproximadamente 5,2 km (3,2 milhas) de largura. A nuvem em forma de cogumelo atingiu uma altitude de 17 km (56.000 pés) em menos de 90 segundos. Um minuto depois, atingiu 33 km (108.000 pés), antes de se estabilizar em 41 km (135.000 pés) com o topo eventualmente se espalhando para um diâmetro de 161 km (100 mi) com uma haste de 32 km (20 mi) de largura.

A explosão criou uma cratera de 1,9 km (6.230 pés) de diâmetro e 50 m (164 pés) de profundidade onde Elugelab estivera; a explosão e as ondas de água da explosão (algumas ondas de até 6 m (20 pés) de altura) removeram a vegetação das ilhas de teste, conforme observado por um levantamento de helicóptero 60 minutos após o teste, momento em que a nuvem de cogumelo e o vapor foram surpreendidos. Detritos de coral radioativo caíram sobre navios posicionados a 56 km de distância, e a área ao redor do atol foi fortemente contaminada.

Perto da bola de fogo, as descargas elétricas foram disparadas rapidamente. A cena inteira foi documentada pelos cineastas dos estúdios Lookout Mountain . Um som de explosão de pós-produção foi dobrado sobre o que foi uma detonação completamente silenciosa do ponto de vista da câmera, com o som da onda de explosão chegando apenas alguns segundos depois, como um trovão , com o tempo exato dependendo de sua distância. O filme também foi acompanhado por uma música poderosa de Wagner , apresentada em muitos filmes-teste daquele período e foi apresentado pelo ator Reed Hadley . Uma exibição privada foi dada ao presidente Dwight D. Eisenhower, que sucedeu ao presidente Harry S. Truman em janeiro de 1953. Em 1954, o filme foi lançado ao público após censura e foi exibido em canais comerciais de televisão.

Edward Teller , talvez o defensor mais fervoroso do desenvolvimento da bomba de hidrogênio, estava em Berkeley, Califórnia , na época do tiro. Ele foi capaz de receber o primeiro aviso de que o teste foi bem-sucedido, observando um sismômetro , que detectou a onda de choque que viajou pela Terra a partir do Pacific Proving Grounds . Em suas memórias, Teller escreveu que enviou imediatamente um telegrama não confidencial para a Dra. Elizabeth "Diz" Graves , a chefe do projeto que permanecia em Los Alamos durante o tiro. O telegrama não classificado continha apenas as palavras "É um menino", que veio horas antes de qualquer outra palavra de Enewetak.

Descobertas científicas

Uma hora depois que a bomba foi detonada, os pilotos da Força Aérea dos EUA decolaram da Ilha Enewetak para voar até a nuvem atômica e coletar amostras. Os pilotos tiveram que monitorar leituras e exibições extras enquanto "pilotavam sob condições incomuns, perigosas e difíceis", incluindo calor, radiação, ventos imprevisíveis e destroços voadores. O líder do "vôo vermelho", Virgil Meroney, voou primeiro para o centro da explosão. Em cinco minutos , ele reuniu todas as amostras que pôde e saiu. Em seguida, Bob Hagan e Jimmy Robinson entraram na nuvem. Robinson atingiu uma área de forte turbulência, girando e mal retendo a consciência. Ele recuperou o controle de seu avião a 20.000 pés, mas o tempestade eletromagnética havia interrompido seus instrumentos. Com chuva e pouca visibilidade, sem instrumentos de trabalho, Hagan e Robinson não conseguiram encontrar o avião-tanque KB-29 para reabastecer. Eles tentaram retornar ao campo de Enewetak. Hagan, sem combustível, fez um pouso extraordinário e bem -sucedido na pista. O Thunderjet F-84 de Robinson caiu e afundou 3,5 milhas antes da ilha. O corpo de Robinson nunca foi recuperado.

Os tanques de combustível nas asas do avião foram modificados para recolher e filtrar os detritos que passam. Os filtros dos aviões sobreviventes foram lacrados com chumbo e enviados para Los Alamos, Novo México, para análise. Radioativas e contaminadas com carbonato de cálcio , as amostras de "Mike" eram extremamente difíceis de manusear. Cientistas em Los Alamos encontraram vestígios de isótopos plutônio-246 e plutônio-244 .

Al Ghiorso da Universidade da Califórnia, Berkeley especulou que os filtros também podem conter átomos que se transformaram, por decadência radioativa, nos elementos 99 e 100 previstos, mas não descobertos. Ghiorso, Stanley Gerald Thompson e Glenn Seaborg obtiveram metade de um papel de filtro do Teste de Ivy Mike. Eles foram capazes de detectar a existência dos elementos einsteinium e fermium , que haviam sido produzidos por fluxo de nêutrons intensamente concentrado no local da detonação. A descoberta foi mantida em segredo por vários anos, mas a equipe acabou recebendo o crédito. Em 1955, os dois novos elementos foram nomeados em homenagem a Albert Einstein e Enrico Fermi .

Testes relacionados

Uma versão simplificada e mais leve da bomba (a EC-16 ) foi preparada e programada para ser testada na operação Castle Yankee , como reserva caso o dispositivo de fusão não criogênico "Camarão" (testado no Castle Bravo ) deixasse de funcionar; esse teste foi cancelado quando o dispositivo Bravo foi testado com sucesso, tornando os designs criogênicos obsoletos.

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • Chuck Hansen, US Nuclear Weapons: The Secret History (Arlington: AeroFax, 1988)

links externos

Coordenadas : 11 ° 40′0 ″ N 162 ° 11′13 ″ E / 11,666667 ° N 162,18694 ° E / 11.66667; 162,18694