التجارب النووية الجيولوجية تخفيف الأمان

تقرير من المعهد الجيولوجي الأمريكي

التقرير غير مصنف رقم 01-28

القيود المرتبطة بالهندسة والجيولوجيا فيما يتعلق بجدوى إجراء تجارب نووية تحت الأرض في فراغات واسعة مع تخفيف تأثير الانفجار (العزل)

الدكتور ويليام ليث
المعهد الجيولوجي الأمريكي
ريستون، فرجينيا 20192

الوزارة الأمريكية للشؤون الداخلية

تحليل القضايا الجيولوجية

حتى تاريخ قريب جدًا، كان يمكن تحميل هذا التقرير من نشرات الموقع الإلكتروني للمعهد الجيولوجي الأمريكي (USGS) من خلال الرابط التالي:

http://geology.er.usgs.gov/eespteam/pdf/USGSOFR0128.pdf

لم يعد هذا التقرير متوفرًا حتى في قواعد بيانات المعهد الجيولوجي الأمريكي (http://search.usgs.gov/).

نسخة احتياطية محفوظة هنا: http://membres.lycos.fr/atar/Archives/Report01_28.pdf

نُشكر على هذه النسخة الضرورية لحِرْفَة كريستوف جوديتشي، الذي اكتشف وجودها. يُعد هذا المستند حجرًا أساسيًا في الملف المتعلق بالتجارب النووية السرية. وقد تم تسليمه للقاضي خلال محاكمة الاستئناف التي جرت في أوائل عام 2003 ضد Antoine Giudicelli، والتي أدت إلى إدانتي بجرم التشهير. وقد ناقشته بشكل مفصل أثناء الجلسة عندما طلب القاضي "الانتقال إلى الجوهر". لم يُذكر هذا التقرير في الحكم. انظر أيضًا التعليقات على الحكم.

إليك نظرة سريعة على محتوى هذا التقرير.

أعمال مقدمة

خلال الأربعين سنة الماضية، حافظ مكتب الرصد الجيولوجي الأمريكي على جهوده الرامية إلى مراقبة إجراء تجارب نووية حول العالم والتأكد من الالتزام بالمعاهدات المتعلقة بها.

• أنظمة كشف الانفجارات النووية – التأثيرات على سطح الأرض والبيئة، خاصةً التجارب التي تُجرى خارج البلاد. تحديد مواقع التجارب.
• تقييمات بشأن ما يُسمى "التجارب النووية التي تُجرى لأغراض سلمية".
• مقارنة تأثيرات الاهتزازات الناتجة عن الانفجارات النووية مع تلك الناتجة عن الزلازل الطبيعية والانفجارات المرتبطة بالتعدين.
• المشاركة في صياغة معاهدات الحد من التجارب النووية.
• إنشاء قواعد بيانات زلزالية لتسهيل كشف الانفجارات النووية – التمييز بين الانفجارات النووية والاهتزازات الناتجة عن الزلازل.
• دراسة تخفيف الموجات في القشرة الأرضية.
• دراسة قدرة التربة المسامية على تخفيف الاهتزازات عند عمق مختلف (ماتزكو، 1995).
• فراغات طبيعية مناسبة لتركيب أنظمة تخفيف، مع التركيز على دوامات الملح أو الطبقات التي يظهر فيها الملح كطبقة، أو المناطق المناسبة لبناء كهوف تحت الأرض واسعة.

سيناريو لتخفيف التأثير (العزل)

إحدى العقبات الرئيسية في معاهدات عدم الانتشار النووي (معاهدة الحظر الشامل للتجارب النووية - CNTB) هي القدرة على تقييم احتمال قدرة الدول على إجراء تجارب سرية، أي تجارب قد تفلت من أنظمة الكشف التقليدية. من بين السيناريوهات الممكنة:

• إجراء انفجار نووي في الفضاء.
• أثناء وقوع زلزال.
• في بيئة توفر تخفيفًا طبيعيًا للانفجار.
• في بيئة بحرية بعيدة جدًا.
• في الغلاف الجوي الأرضي عندما يكون الغلاف الجوي مغطى بكثافة بالغيوم.
• تجنب الكشف عن طريق إجراء الانفجارات داخل فراغات واسعة كافية وعند عمق مناسب.

تمت دراسة جميع هذه الطرق بشكل معمق، وتم نشر العديد من المقالات حول الموضوع (Herbst وWerth 1980، Glenn وGoldstein 1994، Sykes 1995، Linger وآخرون 1995).

منذ أن اقترح ألبرت لاتر في عام 1959 فكرة تخفيف الانفجار عن طريق إجراءه داخل فراغ (Latter وآخرون 1961)، تم بذل جهد كبير لمحاكاة هذا الظاهرة نظريًا. قام كل من الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي بتجارب في ظروف تخفيف الإشارة، كما ورد في أوراق بحثية لـ Springer وآخرون 1968، Murphy وآخرون 1995، Reinke 1995.

في عام 1988، تم التوصل إلى أن الرصد يمكن أن يُجرى لانفجارات تتجاوز 10 كيلو طن، وأنه مع هذه القوة، لا توجد طرق تسمح بحذف الإشارة الزلزالية بالكامل.

أما تحت 1 إلى 2 كيلو طن، فقد تم التوصل إلى أن الانفجارات يمكن أن تُجرى بمخالفة المعاهدات في بيئات مثل الجرانيت أو التربة الطينية أو الترسبات الملحية، وأنه في هذه الظروف، لا توجد طرق موثوقة تسمح بالكشف عن مثل هذه التجارب باستخدام التكنولوجيا الحالية.

بين هذين المجالين (الانفجارات التي تفوق 10 كيلو طن أو تقل عن 1 كيلو طن) يوجد نطاق حيث، إذا تم استخدام تقنيات تخفيف، يظل الكشف موضع شك.

يهدف هذا المقال إلى تقييم تقنيات التخفيف من خلال إجراء الانفجارات داخل فراغات (Sykes, 2000). تتناول هذه المراجعة فراغات مملوءة بالهواء. لكن تم النظر أيضًا في طرق تخفيف أخرى. وقد تم الاهتمام بمواد مسامية أو فقاعة، قادرة على الانهيار أثناء الانفجار وامتصاص الطاقة. وقد تم إثبات إمكانية إجراء تجارب نووية تحت الأرض في صخور فقاعة تكون نسبة المسامية فيها بين 5% و20%. توجد مناطق مثل كالاهاري حيث يمكن أن تتجاوز نسبة المسامية 20%.

إليك المعايير التي تسمح بإجراء انفجارات نووية سرية:

• يجب أن يكون الإشارة الزلزالية أقل من حد الكشف الممكن للأجهزة الرصدية.
• يجب أن تكون العمق الذي تُجرى فيه التجربة كافيًا لضمان تثبيت المواد المشعة بعد الانفجار، بحيث لا يمكن لأجهزة الكشف عن المواد المشعة الكشف عن الظاهرة أو التمييز بينها وبين الإشارات الطبيعية.
• يجب أن يكون تجهيز موقع التجربة قادرًا على التهرب من أي رصد بواسطة الأقمار الصناعية.

التخفيف داخل فراغات إهليلجية

أجرى الأمريكيون والسوفيت العديد من التجارب باستخدام متفجرات كيميائية قوية داخل فراغات تمتد بنسبة 4:1. في الاتحاد السوفيتي، أُجريت هذه التجارب في قيرغيزستان عام 1960. تم إجراء تجارب مماثلة في ماجدالينا، نيو مكسيكو، عام 1994. كانت هذه التجارب تهدف إلى التحقق من دقة النماذج التنبؤية.

معامل التخفيف في الملح والجرانيت

وفقًا لتقرير صادر عن OTA عام 1988، فإن فراغات كروية بقطر 25 مترًا في الملح و20 مترًا في الجرانيت يمكن أن توفر تخفيفًا كافيًا لانفجارات بقوة كيلو طن، مع عمق إشعال للعبوات عند 825 مترًا. يُقدّر سايكيس (1995) أن هذه التقديرات ينبغي تعديلها باتجاه الأعلى، لكن التغييرات بسيطة، ويمكن اعتبار هذه القيم ذات أهمية.

البيئات في حالة تجهيز فراغ تحت الأرض

تقنية تخفيف التأثير...