Em 4 de agosto, 2020, uma das maiores explosões não nucleares da história pulverizou um porto de Beirute e danificou mais da metade da cidade. A explosão resultou da detonação de toneladas de nitrato de amônio, um composto químico combustível comumente usado na agricultura como fertilizante com alto teor de nitrato, mas que também pode ser usado para fabricar explosivos.

Desde aquele tempo, as estimativas de rendimento explosivo variaram amplamente, e em alguns casos, eram inconsistentes com o que seria esperado com base na quantidade de nitrato de amônio armazenado no porto de Beirute. Além disso, o tamanho da cratera, a magnitude sísmica e a altura da nuvem em cogumelo pareciam inconsistentes.

O físico do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) Peter Goldstein estudou como a saturação de água do explosivo, o solo e, possivelmente, a água e os detritos do ambiente próximo à fonte podem ajudar a reconciliar as diferenças nas estimativas de rendimento obtidas usando essas diferentes medições. Registros oficiais indicam que cerca de 2,7 quilotons de material explosivo foram armazenados no armazém do porto de Beirute, onde ocorreu a explosão. A detonação desses materiais resultou em uma grande cratera e medições sísmicas sugeriram que era possível que o rendimento fosse de pelo menos alguns quilotons e possivelmente muito maior. Contudo, havia outras estimativas que sugeriam que o rendimento era um pouco menor, possivelmente tão pouco quanto meio quiloton.

A pesquisa de Goldstein, que aparece em Jornal de contagem de armas de destruição em massa , analisa as dimensões da cratera, As estimativas de magnitude sísmica e a altura da nuvem da explosão mostram que todos os dados são consistentes com um rendimento de cerca de um quiloton quando a água / saturação é contabilizada. "A água no ambiente próximo à fonte pode ter um efeito significativo em muitas observações, incluindo a formação de crateras, ascensão da nuvem, magnitudes sísmicas e efeitos de onda de explosão, " ele disse.

Goldstein usou observações do tamanho da cratera de imagens de satélite e dados empíricos para raios de cratera em escala de explosões químicas e nucleares anteriores para estimar o rendimento.

"A evidência sugere que o raio da cratera relativamente grande é devido a um alto grau de saturação do solo abaixo da explosão. É provável que essa saturação aumentou o acoplamento da energia das ondas de choque ao material circundante e reduziu a tensão / força efetiva do material, " ele disse.

Ele também descobriu que as estimativas de produção com base na magnitude das ondas sísmicas do corpo, a altura máxima da nuvem de detritos e a profundidade observada da cratera corroboraram as estimativas com base no raio da cratera.

A confiança na confiabilidade desses modelos é crítica para o planejamento de resposta a emergências para mitigar as consequências potenciais de acidentes como a explosão de Beirute ou atos deliberados que poderiam envolver dispositivos nucleares improvisados ​​ou dispositivos de dispersão radioativa.

Esta pesquisa também é relevante para explosões nucleares. Isso sugere que as características do ambiente próximo à fonte podem ter um grande efeito nas ondas de choque / explosão, movimentos sísmicos e formação de crateras, bem como o aumento das nuvens e os efeitos radioativos. Os efeitos também se propagam em coisas como a estimativa de rendimento. Goldstein disse que espera que recursos próximos à fonte, como a água, tenham um efeito significativo sobre outros fenômenos de explosão, incluindo transporte de radiação e formação de detritos pós-detonação.