Vào ngày 4 tháng 8 năm 2020, một trong những vụ nổ phi hạt nhân lớn nhất trong lịch sử đã nghiền nát một cảng tại thủ đô Beirut (Li Băng) và làm hư hại hơn một nửa thành phố. Vụ nổ là kết quả của việc phát nổ hàng tấn Amoni nitrat, một hợp chất hóa học dễ cháy thường được sử dụng trong nông nghiệp như một loại phân bón có hàm lượng nitrat cao, nhưng cũng có thể được sử dụng để sản xuất thuốc nổ.
NGHIÊN CỨU VỀ MỨC ĐỘ TÀN PHÁ CỦA VỤ NỔ
Kể từ thời điểm đó, nhiều nghiên cứu ước tính năng suất nổ đã được diễn ra tuy nhiên lại cho kết quả rất khác nhau và trong một số trường hợp, không phù hợp với những gì dự kiến dựa trên lượng amoni nitrat được lưu trữ tại cảng Beirut. Ngoài ra, kích thước miệng núi lửa, cường độ địa chấn và chiều cao đám mây hình nấm dường như không nhất quán.
Nhà vật lý Peter Goldstein của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) đã nghiên cứu cách bão hòa nước của chất nổ, mặt đất và có thể cả nước và các mảnh vỡ từ môi trường gần nguồn có thể giúp điều hòa sự khác biệt trong ước tính năng suất thu được bằng cách sử dụng các phép đo khác nhau này. Hồ sơ chính thức cho thấy khoảng 2,7 kiloton vật liệu nổ được cất giữ tại nhà kho ở bến cảng Beirut, nơi vụ nổ xảy ra. Sự phát nổ của những vật liệu này dẫn đến một miệng núi lửa lớn và các phép đo địa chấn cho thấy có thể sản lượng ít nhất là vài kiloton và có thể lớn hơn nhiều. Tuy nhiên, có những ước tính khác cho rằng năng suất nhỏ hơn một chút, có thể chỉ là nửa kiloton.
Nghiên cứu của Goldstein, xuất hiện trên Tạp chí Countering WMD, phân tích kích thước miệng núi lửa, ước tính cường độ địa chấn và chiều cao đám mây của vụ nổ và cho thấy rằng tất cả dữ liệu đều phù hợp với năng suất khoảng 1 kiloton khi tính nước / độ bão hòa. Ông nói: “Nước trong môi trường gần nguồn có thể có ảnh hưởng đáng kể đến nhiều quan sát, bao gồm sự hình thành miệng núi lửa, mây tăng, cường độ địa chấn và hiệu ứng sóng nổ”.
KẾT LUẬN
Goldstein đã sử dụng các quan sát về kích thước miệng núi lửa từ hình ảnh vệ tinh và dữ liệu thực nghiệm cho bán kính miệng núi lửa được chia tỷ lệ từ các vụ nổ hóa học và hạt nhân trong quá khứ để ước tính năng suất.
“Các bằng chứng cho thấy bán kính miệng núi lửa tương đối lớn là do mức độ bão hòa cao của mặt đất bên dưới vụ nổ. Có khả năng là sự bão hòa này làm tăng sự kết hợp của năng lượng sóng xung kích với vật liệu xung quanh và làm giảm ứng suất / độ bền hiệu quả của vật liệu”, Peter Goldstein nói.
Ông cũng phát hiện ra rằng ước tính năng suất dựa trên cường độ sóng cơ địa chấn, chiều cao đám mây mảnh vụn tối đa và độ sâu miệng núi lửa quan sát được đã chứng thực các ước tính dựa trên bán kính miệng núi lửa.
Hình ảnh (bên trái) dường như cho thấy rằng các silo chứa hạt lớn có thể đã chặn một số tác động từ vụ nổ
Niềm tin vào độ tin cậy của các mô hình này là rất quan trọng đối với việc lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp nhằm giảm thiểu hậu quả tiềm ẩn từ các vụ tai nạn như vụ nổ Beirut hoặc các hành vi cố ý có thể liên quan đến các thiết bị hạt nhân ngẫu hứng hoặc thiết bị phát tán phóng xạ.
Nghiên cứu này cũng liên quan đến các vụ nổ hạt nhân. Nó cho thấy rằng các đặc điểm của môi trường gần nguồn có thể có ảnh hưởng lớn đến sóng xung kích / nổ, chuyển động địa chấn và sự hình thành miệng núi lửa, cũng như các hiệu ứng tăng mây và bụi phóng xạ. Các hiệu ứng cũng lan truyền thành những thứ như ước tính năng suất. Goldstein cho biết ông hy vọng các đặc điểm gần nguồn như nước sẽ có ảnh hưởng đáng kể đến các hiện tượng nổ khác, bao gồm vận chuyển bức xạ và hình thành các mảnh vỡ sau vụ nổ.
QUỐC HUY
