Prima (a sinistra) e dopo (a destra) del cratere causato dall'esplosione di Beirut il 4 agosto, 2020. Credito:Lawrence Livermore National Laboratory
Il 4 agosto 2020, una delle più grandi esplosioni non nucleari della storia ha polverizzato un porto di Beirut e danneggiato più della metà della città. L'esplosione è stata causata dalla detonazione di tonnellate di nitrato di ammonio, un composto chimico combustibile comunemente usato in agricoltura come fertilizzante ad alto contenuto di nitrati, ma che può essere utilizzato anche per fabbricare esplosivi.
Da quel tempo, le stime di resa esplosiva variavano ampiamente, e in alcuni casi, erano incoerenti con quanto ci si aspetterebbe in base alla quantità di nitrato di ammonio immagazzinato nel porto di Beirut. Inoltre, la dimensione del cratere, la magnitudo sismica e l'altezza del fungo atomico sembravano essere incoerenti.
Il fisico del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) Peter Goldstein ha studiato come la saturazione dell'acqua dell'esplosivo, terreno e possibilmente acqua e detriti dall'ambiente vicino alla sorgente possono aiutare a riconciliare le differenze nelle stime di resa ottenute utilizzando queste diverse misurazioni. I registri ufficiali indicano che circa 2,7 chilotoni di materiale esplosivo sono stati immagazzinati nel magazzino del porto di Beirut dove è avvenuta l'esplosione. La detonazione di questi materiali ha provocato un grande cratere e le misurazioni sismiche hanno suggerito che era possibile che la resa fosse almeno di pochi kilotoni e forse molto maggiore. Però, c'erano altre stime che suggerivano che la resa fosse un po' più piccola, forse meno di mezzo chiloton.
Immagine in ritardo del telefono cellulare della nuvola di detriti dell'esplosione di Beirut. Nota che l'altezza massima delle nuvole è circa 7 o 8 volte l'altezza massima degli edifici sullo skyline nelle immagini a sinistra. Credito:Lawrence Livermore National Laboratory
La ricerca di Goldstein, che appare in Diario di contrasto delle armi di distruzione di massa , analizza le dimensioni del cratere, stima la magnitudo sismica e l'altezza della nube dell'esplosione e mostra che tutti i dati sono coerenti con una resa di circa un chiloton quando si tiene conto dell'acqua/saturazione. "L'acqua nell'ambiente vicino alla sorgente può avere un effetto significativo su molte osservazioni, compresa la formazione di crateri, aumento delle nuvole, magnitudo sismica ed effetti delle onde d'urto, " Egli ha detto.
Goldstein ha utilizzato osservazioni delle dimensioni del cratere da immagini satellitari e dati empirici per i raggi in scala del cratere di passate esplosioni chimiche e nucleari per stimare la resa.
"L'evidenza suggerisce che il raggio del cratere relativamente ampio è dovuto a un alto grado di saturazione del terreno sotto l'esplosione. È probabile che questa saturazione abbia aumentato l'accoppiamento dell'energia dell'onda d'urto con il materiale circostante e ridotto l'effettiva sollecitazione/forza del Materiale, " Egli ha detto.
Prima immagine della palla di fuoco dell'esplosione di Beirut. L'immagine molto precoce a sinistra sembra suggerire che i grandi silos di grano potrebbero aver bloccato alcuni degli effetti dell'esplosione. Credito:Lawrence Livermore National Laboratory
Ha anche scoperto che le stime di resa basate sulla magnitudo dell'onda corporea sismica, l'altezza massima della nube di detriti e la profondità del cratere osservata hanno confermato le stime basate sul raggio del cratere.
La fiducia nell'affidabilità di questi modelli è fondamentale per la pianificazione della risposta alle emergenze per mitigare le potenziali conseguenze di incidenti come l'esplosione di Beirut o atti deliberati che potrebbero coinvolgere dispositivi nucleari improvvisati o dispositivi di dispersione radioattiva.
Questa ricerca è rilevante anche per le esplosioni nucleari. Suggerisce che le caratteristiche dell'ambiente vicino alla sorgente possono avere un grande effetto sulle onde d'urto/esplosione, moti sismici e formazione di crateri, così come gli effetti di aumento e ricaduta delle nuvole. Gli effetti si propagano anche in cose come la stima del rendimento. Goldstein ha detto che si aspetta che le caratteristiche vicine alla sorgente come l'acqua abbiano un effetto significativo su altri fenomeni di esplosione, compreso il trasporto di radiazioni e la formazione di detriti post-detonazione.
