Эти видео — вторая партия научно-испытательных фильмов, которые будут опубликованы на канале LLNL YouTube (https://www.youtube.com/playlist?list=PLvGO_dWo8VfcmG166wKRy5z-GlJ_OQND5) в этом году, и команда планирует опубликовать оставшиеся видео тесты, проводимые LLNL по мере их сканирования и утверждения для публичного выпуска.Физик-ядерщик из LLNL Грегг Сприггс возглавляет группу экспертов по кино, разработчиков кода и стажеров, выполняющих миссию по выслеживанию, сканированию и повторному анализу того, что, по их оценкам, составляет 10 000 фильмов о 210 атмосферных испытаниях, проведенных США в период с 1945 по 1962 год. Многие фильмы страдают от физического разложения, их цель — сохранить этот бесценный рекорд, прежде чем он будет утерян навсегда, и предоставить более точные научные данные коллегам, которые ежегодно сертифицируют запасы.«Мы получили большой спрос на эти видео, и публика имеет право увидеть эти кадры», — сказал Сприггс. «Мы не только сохраняем историю, но и получаем гораздо более последовательные ответы с нашими расчетами.
«Прошло 25 лет с момента последнего ядерного испытания, и компьютерное моделирование стало нашим виртуальным испытательным полигоном. Но эти модели хороши ровно настолько, насколько хороши данные, на которых они основаны. Точные данные — вот что позволяет нам гарантировать безопасность запасов, безопасный и эффективный, без необходимости возвращаться к тестированию "."Данные должны быть отключены"
Десять лет назад Сприггса попросили написать компьютерный код, связанный с эффектами ядерного оружия, но его расчеты не соответствовали тому, что было опубликовано в 1950-х и 60-х годах. Когда он попытался выяснить, почему возникло несоответствие, он обнаружил, что ручные измерения, сделанные в 50-х и 60-х годах, были неправильными, в некоторых случаях на 20–30 процентов. Его новая миссия стала ясной: повторно проанализировать все фильмы о ядерных испытаниях, чтобы убедиться, что будущие компьютерные симуляции будут подтверждены.«Это сводило меня с ума», — сказал Сприггс. «Что бы я ни делал, я не мог согласовать свои расчеты.
В конце концов, я пришел к выводу, что данные должны быть неверными. Чтобы доказать правильность наших расчетов, мы полагаемся на качественные контрольные данные.
Вот почему этот проект так важно. Он предоставляет данные, необходимые нашим физикам, чтобы гарантировать, что наше сдерживающее средство останется жизнеспособным в будущем ».
Ядерные взрывы — это чрезвычайно экстремальные явления. Чтобы записать действие, каждый тест был захвачен более чем 50 камерами, обеспечивающими различные точки обзора и резервными средствами на случай выхода из строя одной из камер. Некоторые камеры были разработаны для просмотра сотен футов пленки за пару секунд, запечатлевая каждую деталь огромных огненных шаров в потрясающем замедленном движении.
Другие снимали один или два кадра каждую минуту, чтобы запечатлеть эволюцию грибовидных облаков за более длительные периоды времени. Общей чертой этих фильмов является то, что они содержат большое количество качественных научных данных, данных, которые невозможно воспроизвести.
Для эксперта по раритетным фильмам Джима Мойе цель при сканировании пленок проста: создать как можно более точную копию данных. Для этого Мойе подготавливает и очищает пленку перед сканированием с помощью специального голливудского пленочного сканера. Поскольку большая часть пленки черно-белая, она содержит больший диапазон оптической плотности (оттенки темного и светлого), чем сканер может записать за один проход. Поэтому Мойе сканирует пленку дважды, сначала улавливая богатые детали более темных оттенков, а затем настраивая программное обеспечение сканера для захвата более светлых оттенков.
«Приятно смотреть фильм, который не видели более 50 лет», — сказал Мойе. «Это может быть наш единственный шанс сохранить эту историческую запись. Очень важно, чтобы мы собирали как можно больше данных. Я действительно чувствую, что мы сохраняем историю».Что ищет физик в ядерном испытании
Хотя команда, безусловно, сохраняет историю, основная цель проекта — повторно проанализировать пленки, чтобы получить более точное измерение выхода (количества выделенной энергии) каждого теста. Чтобы обеспечить точность, команда проводит несколько измерений нескольких различных физических явлений, которые независимо коррелируют с результатами испытаний. Некоторые фильмы предоставляют четыре-пять различных способов, которыми такой ученый, как Сприггс, может вычислить урожай, и совпадение этих измерений означает, что у них есть число, которому они могут доверять.
Видео операции Dominic — Harlem 108507Ядерные взрывы демонстрируют два характерных световых импульса. Этот феномен двойного импульса очевиден на видео "Гарлемское событие", испытание на 1,2 мегатонны, которое проходило на высоте 13 645 футов над районом острова Рождества в Тихом океане 12 июня 1962 года.
Первый импульс достигает пика почти сразу же, как и первая ударная волна. формы (0:09 на видео). Затем яркость уменьшается, поскольку перегретый воздух, который становится непрозрачным при нагревании до температуры выше 3300 градусов Кельвина, или 5480,33 градусов по Фаренгейту, экранирует свет изнутри огненного шара (0:10 на видео). Когда ударная волна охлаждается до температуры ниже 3300 К, воздух становится прозрачным, и через него начинают выходить горячие газы, создавая второй импульс (0:21 на видео). Программное обеспечение, разработанное специалистом по информатике LLNL Джейсоном Бендером, сканирует каждый кадр фильмов, чтобы автоматизировать процесс измерения.
Программное обеспечение Бендера отмечает временные метки обоих световых импульсов, а также самый темный кадр между ними. Имея эти данные, Spriggs может рассчитать урожайность теста.Видео операции Dominic — Bighorn 110762Такие тесты, как «Событие Бигхорна», демонстрируют механизмы, которые приводят к образованию культового облака в форме гриба.
Бигхорн представлял собой испытание мощностью 7,65 мегатонн, которое проходило на высоте 11810 футов над районом острова Рождества в Тихом океане 27 июня 1962 года. Огненный шар имеет сферическую форму, почти как солнце, пока ударная волна не «опережает» огненный шар, отскакивает от земли, а затем врезается в основание огненного шара, придавая ему форму, которую многие ассоциируют с ядерным взрывом. Скорость, с которой поднимается грибовидное облако, и высоту облака можно использовать для расчета урожайности.Видео операции Teapot — Turk 28141
Время свечения самого огненного шара, а также скорость, с которой он растет, также можно использовать для расчета урожайности. Эти измерения могут быть взяты из видеозаписи «Турка», испытания мощностью 43 килотонны, которое проходило на высоте 508 футов над дном пустыни испытательного полигона в Неваде 7 марта 1955 года.Измерения, проведенные в 50-х и 60-х годах, были сосредоточены на скорости роста огненного шара.
Эти измерения проводились вручную путем проецирования каждого кадра на сетку, а аналитик записывал полученные на глаз измерения до того, как тепло проектора начало плавить кадр.«Это действительно удивительно, насколько близко они подошли к 50-м и 60-м годам», — сказал Сприггс. «Измерения, которые они получили для большинства своих тестов, были довольно точными. Но когда дело доходит до обеспечения запасов, мы должны быть уверены.
Это разрушительное оружие, и я надеюсь, что оно никогда не использовалось на войне. Но запасы были эффективный сдерживающий фактор на протяжении более 70 лет. Я надеюсь, что этот проект поможет обеспечить его жизнеспособность в будущем ».