El bombardeo atómico de Hiroshima (Japón) por los Estados Unidos en agosto de 1945 no sólo fue devastador en su momento, provocando la muerte de cientos de miles de personas, sino que ha tenido impactos duraderos hasta el día de hoy, en particular la elevada incidencia de cáncer por radiación.
Las investigaciones continuas de la Bahía de Hiroshima han descubierto un nuevo tipo de restos de la lluvia radiactiva, conocidos como vasos de Hiroshima. Estos se formaron a partir de materiales vaporizados de la bomba y el paisaje circundante y la infraestructura objetivo.
Nueva investigación publicada en Earth and Planetary Science Letters ha analizado la composición química e isotópica de estos vidrios para conocer su proceso de formación durante el evento nuclear.
Nathan Asset, de la Universidad Paris Cité, Francia, y sus colegas determinaron que la condensación rápida (1,5 a 5,5 segundos) dentro de la bola de fuego nuclear (temperatura 3200-1000 Kelvin) era el proceso principal. Esto es similar al proceso por el cual los primeros sólidos (condensados) del sistema solar, inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAI) de meteoritos primitivos (condritas), se habrían formado a partir de la vaporización del polvo interestelar y el gas de la nebulosa. P>
Para investigar esto más a fondo, el equipo de investigación identificó cuatro tipos de vidrios dentro de las 94 muestras de escombros radiactivos:melilítico (bajo en sílice, alto en óxido de calcio y rico en óxido de magnesio), anortosítico (alto contenido de óxido de aluminio y que contiene hierro), sosa. cal (rica en sílice y óxido de sodio) y sílice (~99% sílice). El origen del vidrio de sílice no se pudo separar de los granos de arena de la playa, pero los vidrios sodocálcicos son similares a composiciones de origen industrial.
Al reconstruir la formación de estos cristales, los investigadores afirman que la bola de fuego de plasma explotó a 580 m sobre la ciudad con un radio de 260 m, una temperatura máxima de 10 7 K y una presión de 10 6 atmósferas. Una ola térmica tocó el suelo a una temperatura de 6.287°C.
En apenas 0,35 segundos, la presión cayó hasta igualarse a la de la atmósfera circundante y en 10 segundos la temperatura disminuyó a 1.500-2.000 K y cesó la vaporización. Entre 0,5 y 2 segundos inmediatamente después de la explosión, los materiales de la ciudad (hormigón, aleaciones de hierro y aluminio, vidrio industrial y tierra) se vaporizaron y mezclaron con arena, agua del río Ota y la atmósfera para producir los diversos vidrios.
Existe cierta dificultad para estimar las cantidades reales de cada componente que se vaporizó, ya que no todos los edificios fueron destruidos; por ejemplo, algunos construidos para resistir terremotos sobrevivieron a la explosión y, por lo tanto, algunos concretos, hierro y ladrillos no se vaporizaron.
Además, diferentes materiales requieren diferentes cantidades de energía para vaporizarse y, por lo tanto, formar núcleos de condensación en diferentes etapas del proceso de formación del vidrio (por ejemplo, la inclusión de agua de río se mantendría por más tiempo ya que requiere menos energía que el concreto).
La composición isotópica de la sílice dentro de los vidrios de Hiroshima fue de -23,0 ± 1,8 ‰ a -1,5 ± 1,1 ‰, mientras que la del oxígeno mediante fraccionamiento independiente de la masa fue de -3,1 ± 0,6 ‰, todos los cuales caen dentro del ámbito de la composición de los CAI. . El equipo de investigación utilizó los resultados del fraccionamiento para determinar que los vidrios melilíticos fueron los primeros en formarse, luego los anortosíticos, seguidos de la cal sodada y finalmente la sílice casi pura.
Si bien la composición del entorno de formación de vidrio de Hiroshima difiere de la de los CAI (temperatura 3.500 K para Hiroshima y 2.000 K para el disco de acreción solar, 1 bar de presión para Hiroshima y 10 -3 –10 -6 (barra para el disco solar, ambiente rico en oxígeno para Hiroshima y rico en hidrógeno para el disco solar) y el tiempo durante el cual ocurrieron los eventos (<20 minutos para Hiroshima versus muchos años para el disco solar), entendiendo los procesos que ocurren durante el gas- Una transición sólida nos ayuda a descubrir más sobre los orígenes de nuestro sistema solar y todo lo que se ha desarrollado desde entonces.
Más información: Nathan Asset et al, Condensación de cristales radiactivos en la bola de fuego nuclear de Hiroshima que da como resultado un fraccionamiento independiente de la masa de oxígeno, Earth and Planetary Science Letters (2023). DOI:10.1016/j.epsl.2023.118473
Información de la revista: Cartas sobre ciencias planetarias y de la Tierra
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