Теракт 11 вересня 2018 року вежі близнюки знесені термоядерним вибухом

Сьогодні Вашій увазі пропонується Частина 4: Як це працює або Ребус для любителів фізики.

Перш за все, сучасна система ядерного зносу не має нічого спільного з колишньою ідеєю атомного знесення, в якій використовуються пристрої «SADM» і «MADM», описані вище. Етопрінціпіальноноваяконцепція. В процесі сучасного ядерного знесення заряд, призначений для руйнування будівлі, не виробляє атмосферного ядерного вибуху - з його добре відомими атомним грибом, світловим випромінюванням, ударною хвилею і електромагнітним імпульсом. Він вибухає досить глибоко під землею - майже точно так само як вибухає ядерний заряд під час типових підземних ядерних випробувань. Тому його вибух не виробляє ні ударної хвилі, ні світлового випромінювання, ні проникаючої радіації, ні електромагнітного імпульсу. Він може завдати тільки відносно невеликий збиток навколишньому середовищу за рахунок подальшого радіоактивного зараження, яке, тим не менш, розробники подібних проектів вважають незначним фактором, яким можна знехтувати.

У чому основна відмінність між атмосферним і підземним ядерним вибухами?

На початковому етапі будь-якого ядерного (так само як і термоядерного) вибуху вся його енергія виділяється у формі так званої «первинної радіації», яка здебільшого (майже на 99%) знаходиться в діапазоні рентгенівського випромінювання (а її частина, що залишилася - близько 1% - представлена ​​гамма-випромінюванням, яке викликає радіаційні ураження, плюс випромінюванням у видимій частині спектру, яке виробляє білий спалах).

Тому майже вся енергія ядерного вибуху, представлена ​​рентгенівськими променями, витрачається на нагрівання повітря в радіусі десятків метрів навколо епіцентру ядерного вибуху. Це відбувається тому, що рентгенівські промені не можуть подорожувати далеко в повітряному середовищі, в зв'язку з тим, що їх швидко поглинає повітря.

Нагрівання такий відносно невеликої зони повітря навколо епіцентру веде до того, що виникає відомий вогненна куля, який є нічим іншим, як розпеченим повітрям. Цей куля, що світиться є причиною основних вражаючих чинників ядерного вибуху - світлового випромінювання і ударної хвилі, оскільки обидва ці чинники відбуваються виключно за рахунок високих температур навколо його епіцентру.

Коли ж мова заходить про підземному ядерному вибуху, той тут картина зовсім інша. Оскільки навколо «кінцевого боксу» відсутня повітря, вся енергія, миттєво вивільняється в момент ядерного вибуху в формі рентгенівських променів, буде витрачена на нагрівання навколишнього породи.

В результаті цього, порода перегріється, розплавиться і випарується. Зникнення іспарённой породи викличе появу підземної порожнини, розмір якої прямо залежить від вибухової потужності використовуваного ядерного боєприпасу.

Ви можете отримати уявлення про те, скільки породи може випаруватися при підземному ядерному вибуху з наведеної нижче таблиці, в якій кількості випаровується і розплавляють породи різного типу представлені за принципом «тонн породи на килотонну вибуховий потужності»:

Приклад: вибух 150-кілотонн термоядерного заряду, поміщеного досить глибоко в гранітної породи, викличе появу підземної порожнини діаметром приблизно 100 метрів - на зразок тієї, що показана на малюнку нижче:

Всі хмарочоси мають фундамент, нижня точка якої знаходиться на глибині 20-30 метрів нижче поверхні землі. Тому, можливо так розрахувати позицію «кінцевого боксу», щоб ядерний вибух створював підземну порожнину, верхня межа якої не діставала б до поверхні землі, але діставала б до нижньої межі фундаменту хмарочоса, який підлягає знесенню.

Наприклад, в конкретному випадку з Баштами-Близнюками Всесвітнього Торгового Центру в Нью-Йорку їх фундаменти розташовувалися на глибині 27 метрів. У той час як 150-кілотонн термоядерні заряди, призначені для їх знесення, були розташовані на глибині 77 метрів (рахуючи від поверхні землі), або на 50 метрів нижче підземних підстав Веж.

Такий термоядерний вибух на глибині 77 метрів створить виключно перегріту підземну порожнину, верхня межа якої якраз дістане до нижньої точки підстави Вежі, що підлягає знесенню. Однак вона не дістане до поверхні землі, до якої залишиться ще 27 метрів - тому навколишні будівлі не піддадуться відомим вражаючих факторів ядерного вибуху (за винятком, мабуть, тільки радіоактивного зараження). Зноситься вежа повинна втратити точку опори, в зв'язку зі зникненням фундаменту, і зануритися в перегріту порожнину, температури всередині якої повинні бути високими настільки, щоб розплавити будівлю Вежі повністю. Системи ядерного знесення будівлі №7 Всесвітнього Торгового Центру і Сіерс Тауер в Чикаго були теж розраховані подібним чином.

Однак є ще один фактор, який повинен бути обов'язково прийнятий до уваги при розрахунках системи ядерного знесення хмарочосів. Це власне іспарённая порода (в даному випадку гранітна), яка знаходиться всередині підземної порожнини. Куди ж повинна подітися вся ця колишня кам'яна порода, що перейшла в газоподібний стан? Картина фізичних процесів при підземному ядерному вибуху є досить цікавою. Давайте розглянемо її.

Типові фізичні процеси під час ідеально глибокого підземного ядерного вибуху:

1) Ядерний вибух починає нагрівати породу навколо епіцентру.

2) Порода випаровується. В результаті зникнення породи, що випарувалася виникає т.зв. «Первинна порожнина», наповнена колишньої породою, що перейшла в газоподібний стан. Виключно високий тиск газів усередині порожнини прагне до її розширення. Розширення порожнини відбувається за рахунок навколишнього шару поки ще твердої породи.

3) Порожнина досягає кінцевого «вторинного» розміру за рахунок того, що високий тиск газів розширює порожнину від її первинного розміру (показаний пунктирною лінією) до її вторинного розміру. Оскільки розширення було за рахунок навколишнього шару породи, цей навколишній шар породи виявляється дуже щільно спресованим.

4) Остаточна картина: білим кольором показана порожнину (її вторинний розмір); синім - т.зв. «Зона зминання» - тобто порода, повністю перетворена в мікроскопічний порошок з розміром частки близько 100 мікрон [порівняно з діаметром людської волосини]; зеленим - т.зв. «Зона дроблення» - тобто зона частково або повністю роздробленою породи.

Діаграма вище показує всі важливі фізичні процеси при ідеально глибокому (тобто знаходиться на достатньому видаленні від поверхні землі) підземному ядерному вибуху. З неї можна усвідомити, що виключно високий тиск іспарённой породи всередині порожнини робить як мінімум дві важливі речі. 1) Воно розширює саму порожнину від «первинного» розміру до «вторинного». 2) Тому, що розширення відбувається за рахунок оточуючих шарів твердої породи, воно виробляє дві зони ушкоджень навколо порожнини; кожна з цих двох зон вдає із себе різну ступінь пошкодження цієї породи.

Зона, безпосередньо примикає до порожнини, на ядерному жаргоні називається «зоною зминання». Товщина цієї зони може бути порівнянна з діаметром порожнини, а сама ця зона наповнена дуже дивним матеріалом: породою, повністю подрібненої в порошок. Порошок є мікроскопічним, із середнім розміром частки близько 100 мікрон [трохи менше товщини людської волосини]. Більш того, даний стан речовини всередині «зони зминання» є унікальним - воно не зустрічається ніде в природі крім як після підземних ядерних вибухів.

Якщо ви візьмете в руки камінчик з цієї зони, але зробите це дуже акуратно, то він все ще буде триматися разом як одне ціле і буде нагадувати камінь і за формою і за кольором. Однак варто всього лише стиснути цей «камінь» пальцями і він тут же розсиплеться в мікроскопічний порошок, з якого він і складається. Наступна за «зоною зминання» зона на професійному жаргоні називається «зоною дроблення». Ця зона наповнена породою, роздробленої на різні шматки - від дуже дрібних (розміром в міліметри), до відносно великих фрагментів. Чим ближче до кордону «зони зминання», тим менше будуть такі шматки, і чим далі від епіцентру - тим крупніше. І, нарешті, за межами «зони дроблення» практично не проглядається пошкоджень навколишнього породи.

Однак вище ми розглянули фізичні процеси, які справедливі для «ідеально глибокого» підземного ядерного вибуху. Коли ж ядерний заряд закопаний недостатньо глибоко, картина буде злегка інший. Зони «дроблення» і «смятия» вже не будуть ідеально круглими, як у попередньому випадку. Вони будуть швидше еліптичними - тобто порівнянними за формою з яйцем, гострий кінець якого націлений вгору, або навіть ще більш витягнутими вгору в порівнянні з яйцем. Це відбувається за рахунок того, що тиск іспарённих газів зустрічає менше опору у напрямі до земної поверхні (оскільки в цьому випадку поверхня знаходиться дуже близько), і тому як «зона зминання», так і «зона дроблення» поширюються вгору набагато далі, ніж в будь-якому іншому напрямку.

Малюнок вище є ілюстрацією опору навколишнього породи в разі, коли порожнина знаходиться на невеликій глибині. Очевидно, що опір матеріалів з боку поверхні землі буде меншим у порівнянні з опором матеріалів в будь-якому іншому напрямку. А оскільки все і завжди поширюється тільки по шляху найменшого опору, стає зрозуміло, чому така порожнину поширюється переважно в бік земної поверхні і чому вона ніколи не буде ідеально круглої форми. Форма такої порожнини завжди буде еліптичної.

Коли поширюються вгору верхня межа «зони дроблення» і «зони зминання» зустрічають фундамент зноситься Вежі, картина буде відрізнятися ще сильніше. Тому, що матеріали, з яких зроблена Вежа, відрізняються від навколишнього гранітної породи в сенсі опору матеріалів. Крім того, всередині самої Вежі є безліч порожнього місця, в той час, як гранітна порода в будь-якому іншому напрямку (в сторони і вниз) є цілісною. Тому поширення верхніх меж зон «дроблення» і «смятия» по тілу Вежі буде найбільшим. У разі Веж-Близнюків і Сіерс Тауер «зона дроблення» може цілком поширитися на висоту 350-370 метрів, в той час як «зона зминання», яка просувається відразу слідом, може досягти 290-310 метрів. Однак у випадку більш короткого будівлі №7 ВТЦ воно цілком потрапляє в «зону зминання» - тобто воно перетворюється в порошок повністю. Здатність ядерного вибуху перетворювати в порошок сталь і бетон в рівній мірі є однією з його унікальних особливостей.

Фотографія вище показує приклад цього самого мікроскопічного порошку, який покрив весь Манхеттен після знесення ВТЦ. Багато помилково повірили, що це був нібито «бетонний порошок». Ні, це не був бетонний порошок. Це був «порошок всього» - здебільшого представлений сталевим порошком. Незважаючи на поширену оману, в конструкції ВТЦ бетон майже не використовувався. Бетон використовувався в дуже обмеженій кількості в дуже тонких бетонних плитах поверхів Веж-Близнюків і ніде більше. Вежі-Близнюки ВТЦ складалися в основному із сталі, а зовсім не з бетону.

І саме тому цей дрібний порошок здебільшого складався з стали. Хоча, звичайно ж, це не був чисто «сталевий порошок» - там був також «меблевий порошок», «дерев'яний порошок», «порошок килимових покриттів», «порошок комп'ютерних деталей» і навіть «людський порошок», оскільки залишалися в Вежах люди були точно також перетворені в порошок, як і сталь, бетон і меблі.

Багато хто дивується - чому будівля №7 обрушилося строго вниз досить акуратно і цілком, в той час як кожна з веж-близнюків обрушувалася, розкидаючи не тільки порошок, а й досить великі уламки в значному радіусі навколо. На це питання досить легко відповісти - якщо ви подивіться на розподіл зон «смятия» і «дроблення» по корпусам Веж-Близнюків і будівлі №7, то відповідь буде очевидним:

Малюнок вище показує приблизний розподіл зон пошкодження в разі ядерного знесення хмарочоса за допомогою 150-кілотонн термоядерного заряду, розташованого на глибині 50 метрів нижче основи фундаменту. Не забудьте, що заряди для знесення в даному конкретному разі не були закопані «ідеально глибоко», і тому форми зон «смятия» і «дроблення» також не «ідеально круглими» - вони будуть еліптичними, з гострим кінцем спрямованим вгору - т. е. в сторону найменшого опору матеріалів. Звідси легко усвідомити чому будівля №7 цілком потрапило в «зону зминання» і чому в разі знесення будівлі №7 не було важкої неушкодженою верхівки, яка могла б викликати ефект подібний до того, який ми бачимо в разі падіння Близнюків.

Північна Вежа почала падати мить назад.

Ці дві фотографії показують, як падала Північна Вежа (вона впала другий за рахунком). Чітко видно, що Вежа перетворилася в дрібний пил. Справа внизу чітко видно, що будівля №7 (гарне коричневе глянсове будівля) не було пошкоджено ні в найменшій мірі. На фото вище здається, що ВТЦ-7 «коротше», ніж те, що на фото нижче, але це не тому, що будівля нібито руйнувалося, а просто тому, що вертоліт з фотографом був в русі, і друга фотографія була зроблена під іншим кутом і з більшої відстані. Будівля ВТЦ-7 в реальності впаде тільки через 7 годин після цього моменту.

А це деталі перетворення в порошок Південної Вежі (впала першої за рахунком, не дивлячись на те, що була вражена другим «літаком» т.зв. «терористів» і пожежа в ній тривав набагато менший відрізок часу).

Слід додати, що, незважаючи на очевидну недостатність 150-кілотонн заряду для того, щоб перетворити в порошок найвищі хмарочоси до самої верхівки (як видно з малюнків і фотографій вище, Вежі-Близнюки були перетворені в порошок тільки на 80% їх повної висоти, і їх верхівки виявилися непошкодженими і важкими), ядерні заряди більшої потужності не можуть бути використані в індустрії ядерного знесення за чисто легальним причин. Проблема полягає в тому, що відповідно до «Радянсько-Американським Договором про Мирних ядерного вибуху 1976 року» потужність ядерних зарядів, використовуваних в невійськових цілях, обмежена 150 кілотоннами для кожного індивідуального вибуху і півтора мегатоннами [1500 кілотоннами] агрегатної потужності для групових вибухів.

Тому індустрія ядерного знесення мала вміститися в ці легальні рамки: у разі знесення Всесвітнього Торгового Центру можна було використовувати стільки зарядів, скільки було необхідно, але кожен із зарядів не повинен був перевищувати 150 кілотонн. Тому система ядерного знесення ВТЦ складалася з трьох подібних зарядів - з агрегатної потужністю в 450 кілотонн. Тим Новомосковсктелям, які важко уявляють собі наскільки потужним є 150-кілотонн заряд, можна нагадати, що потужність атомної бомби, скинутої на Хіросіму в 1945 році, була менше 20 кілотонн.