מחקר חדש: מה יקרה אם פצצה גרעינית תתפוצץ במרכז אזור עירוני מיושב?

מחקר חדש: מה יקרה אם פצצה גרעינית תתפוצץ במרכז אזור עירוני מיושב?

 

מחקר חדש שהוצג היום בכנס שעוסק בדינאמיקת הנוזלים במיניאלפוליס במינסוטה , כנס שהחל היום ויסתיים ביום שלישי, עוסק בשאלה: מה יקרה אם נשק גרעיני יתפוצץ במרכז אזור עירוני מיושב?

 “Effects of release characteristics on urban contaminant dispersal” by Adam Wachtor of the University of California, Irvine is at 8:00 a.m. on Sunday, November 22, 2009

נניח שפצצה גרעינית מתפוצצת היום באזור מטרופולין, עיר ענקית ומיושבת באנשים, מגדלים, רחובות וכדומה… השאלה שעומדת לפתחו של המחקר היא: מהו גודל האזור שיפגע מהפצצה? לאן הנפגעים הראשונים צריכים להימלט? לפי הפיזיקאי פרננדו גרינסטיין Fernando Grinstein, ברשותנו הבנה התחלתית כלשהי בשאלות אלו, אולם סוגיות יסוד עדיין לוטות בערפל ונותרות ללא מענה.

הפיזיקאים בונים מודלים חישוביים חדישים ביותר כיום לחיזוי האפקט של הנשורת הרדיואקטיבית של הפצצה הגרעינית שתנחת באזור עירוני. המודלים מבוססים על טורבולנציה –  האוויר שמסתחרר והחלקיקים שנישאים עמו מוסעים ונוחתים במקומות לא רצויים. מעבר למצב של טורבולנציה בנוזלים לא רק מופיע באיורים הסוערים במחברותיו של לאונרדו דה וינצ’י, אלא שואפים לנבא אותו היום בסימולציה שקרויה Large eddy simulation (LES)– טכניקה חישובית לפתרון משוואות בזרימת נוזלים טורבולנטית, או בסימולציה של זרימת נוזלים בשיטתImplicit Large eddy simulation (ILES). זוהי הטכניקה שמספקת את החישוב של הזרימות בעיר במחקר הנוכחי.

אולם יכולת הניבוי של מודלים אלה היא מוגבלת בגלל ריבוי הגורמים שיש לקחתם בחשבון: למשל, כיצד הנשורת הרדיואקטיבית של הפצצה מתפזרת באזור עירוני ובנוי? המודלים הנוכחיים משתמשים בכיוון הרוח ובמהירותה כדי לנבא את טווח הפיזור של הנשורת באזור עירוני. אולם התברר שיש לשפר מודלים אלה ולבדוק אותם. יש לקחת בחשבון גורמים משפיעים כמו מבנים עירוניים והשפעתם על תנועת הרוחות.

היום התחיל הכנס השנתי ה-62 של המחלקה לדינאמיקת נוזלים של האגודה האמריקאית לפיזיקה במיניאפוליס במינסוטה. סטודנט בשם אדם ווכטור Adam Wachtor, שעובד עם גרינסטיין במעבדה הלאומית אשר בלוס אלמוס אשר בניו מכסיקו, הציג היום בכנס שיפור לאופן שבו המודלים עוקבים אחר התנועה של הנשורת הרדיואקטיבית שנישאת עם הרוח. ווכטור הציג מודלים המדגימים מה יכולה להיות התוצאה של התפשטות פטריית הגז שמשוחררת על ידי רכיב זעיר ששוקל טונה אחת בעיר טיפוסית ברזולוציה בגודל של שלושה מטרים. התוצאות של ווכטור מראות שהמודלים הקיימים לניבוי טווח אזור פיזור הנשורת הרדיואקטיבית הם פשטניים מידי. לדוגמא, מודלים אלה אינם כוללים את הדינאמיקה המורכבת של תנועות רוחות סביב בנינים. זרימות אלה עלולות לרכז את הנשורת בעיקר באזורים מסוימים ולא באזורים אחרים. דבר שעשוי להשפיע על ההמלטות של האנשים אם וכאשר יתרחש אירוע. ישנו גורם נוסף שעשוי להשפיע על פיזור הזיהום הרדיואקטיבי במבנה האורבאני: בכוחם של השינויים הקטנים במיקום הפיצוץ ובטמפרטורת הפטרייה המשוחררת לגרום להשפעות ניכרות על התבניות של הזיהום הרדיואקטיבי. ווכטור ועוזריו חשבו בעזרת (ILES) וביצעו סימולציה לתרחישים שונים אלה.

הפרויקט הוא חלק ממיזם גדול יותר של המעבדות הלאומיות בארה”ב וגורמים נוספים במאמץ למפות את ההשפעה של פיצוץ אטומי בריכוז אוכלוסין עירוני. מחקרים אחרים באותו הפרויקט הראו דווקא שבנינים בעיר יכולים לספק מגן מפני הקרינה.

התקווה של החוקרים השותפים בפרויקט היא לספק בסופו של דבר מידע מעשי שינחה את הגורמים כיצד “להתכונן לקראת משבר [אפשרי]”, אומר גרינסטיין, “עד כמה שהוא בלתי ייאמן”.  

תקציר ההרצאה:

Sunday, November 22, 2009 8:00AM – 10:10AM

Session AS Geophysical: Atmospheric I 200G

8:00AM AS.00001 Effects of Release Characteristics on Urban Contaminant Dispersal , A.J.

WACHTOR, University of California, Irvine, F.F. GRINSTEIN, Los Alamos National Laboratory, H.J. CATRAKIS, University of California, Irvine — The release

of a chemical, biological, or radioactive contaminant in an urban environment is of particular interest due to the high population densities in urban areas. The

wind flow that transports the contaminant through the urban setting is highly complex and exhibits a wide range of multi-scale phenomena. Studies of urban

flows can provide information that can be of critical importance to city, state, and federal officials for creating risk management plans. Classical field experiments

measuring the dispersion of scalars in urban environments provide only rather limited results. Computational experiments have the advantage of being able to

offer greater insight and knowledge about the three-dimensional flow physics than field experiments are able to provide. Implicit Large Eddy Simulation (ILES)

is currently a promising computational method to obtain reasonable results of urban flows. ILES resolves the large scale flow features and relies on inherent

numerical dissipation to model energy transfer from the resolved scales to the sub-grid scales. Since it is the large scale dispersion of the contaminant that is

of key interest, ILES is particularly well suited for this application. NRL’s FAST3D-CT model based on ILES is used to simulate scalar contaminant transport

in a complex urban setting. We present a study of the effects that location and associated potential temperature of the scalar contaminant release have on the

subsequent dispersion of that scalar within the specified urban geometry.

 

Advertisements

0 thoughts on “מחקר חדש: מה יקרה אם פצצה גרעינית תתפוצץ במרכז אזור עירוני מיושב?

  1. שהרשימות שלך מאד מעניינות.לא הגבתי עד עכשיו כי לא היה לי דחף מסויים לשאלה/התעניינות מוגברת.
    יישר כח,וכמובן המשיכי לפרסם ולספק סקרנותי.

  2. לא יותר פשוט לבדוק מה קרה בהירושימה?
    זה לא כמו לנסות לפתח מודל לבדיקת תנועת האדים העולה ממים רותחים במקום לשים קומקום על האש?

  3. במילה אחת – לא! בהרבה מילים – המבנה של הירושימה היה שונה בתכלית מהמבנה של ערים מודרניות; הצפיפות של הבניינים, גובה הבניה, חומרי הבניה וכו’ הם כולם פרמטרים שמשפיעים על היקף הנזק, כולל על ההסעה חלקיקים רדיואקטיביים (“נשורת”). אין דרך להסיק ממה שקרה בהירושימה או נגאסקי על מה שיקרה אם תתפוצץ, חלילה, פצצה גרעינית בעיר מודרנית (יש, כמובן, גם השפעה לגובה הפיצוץ – ההבדל הוא בין טיל או פצצה המוטלת ממטוס ומתפוצצת בגובה רב יחסית לבין פיצוץ של מטען גרעיני מהקרקע).

  4. גלי – עדיין לא השבת לי על השאלה מה קרה לרשימה “אפס סבלנות לביבי” ולתגובות השונות שם (ביניהן תגובתי עליה לא השבת עדיין)!

  5. נאלצתי להוריד את הרשימה “אפס סבלנות לביבי” בגלל שקבלתי מהגרוש שלי מכתב בזו הלשון:
    אל:
    גב’ גלי וינשטיין

    גב’ גלי וינשטיין,

    באתרך (http://www.notes.co.il/gali/62439.asp) מופיעה ההתייחסות הבאה שלך:

    גלי [אתר] בתאריך 11/19/2009 7:34:05 AM

    לאיריס

    לא ידעתי שהיית מרצה.
    כן תמיד לוקחים גבר במקומנו. זה ידוע. האוניברסיטה היא מקום של מייל שובניזם פיגס.
    לגבי מה שכתבת:
    ….
    וכולי.
    בקיצור כתבתי תגובה לאיריס מרשימות כאן בבלוג שלי והגרוש שלי כעס מהתגובה כי הזכרתי אותו בתגובה שלי לאיריס.
    זו סתם הייתה תגובה ושיחה בין מגיבים.
    ואז הוא כתב לי את אלה המלים:
    _____

    הינך מתבקשת להסיר מידית את המשפטים:

    ….

    משפטים אלה הם בבחינת הוצאת לשון הרע.

    אם תמעני למחוק משפטים אלו, יועבר הנושא לטיפול משפטי. לא תישלח אלייך כל פנייה נוספת מצידי או התייחסות נוספת בעניין. כמו כן, היה ויהיו הוצאות דיבה נוספות בעתיד, העניין יטופל בערוצים המשפטיים ללא כל פנייה ישירות אלייך.

    אז הסרתי את הרשימה כולה ואת התגובות, מכיוון שהמגיבים התייחסו לאותה תגובה שלי ושל איריס וציטטו אותה.
    תבין, ברגע שיש עליך איום בהליך משפטי שיכול להגמר בהוצאות כספיות כבדות, אתה נאלץ מיד להסיר את המאמר כולו, ולא רק את התגובות למאמר. ככה זה.
    למרות שבמאמר לא עברתי על שום עברה של הוצאת דיבה. בדיוק להפך, פרסמתי שם את המייל של ראש הלשכה של שמעון פרס עם כל פרטי ההתקשרות בתקווה שאנשים יפנו אליה כאשר הם בצרה. הלשכה של פרס תמיד פתוחה לציבור לעזרה.
    ובועידת הנשיא נגשו אלי עולים חדשים ובקשו ממני: איך פונים לנשיא המדינה? איך מגיעים ללשכה שלו? ואני הסברתי לעולים החדשים בדיוק איך פונים ללשכה של פרס. ואחד העולים מארה”ב כתב לי מייל אחר כך, כי הוא היה ממש במצוקה כאן ולא ידע מה לעשות לבד כאשר כל המשפחה שלו בארה”ב והוא התלבט האם כדאי לו בכלל להשאר בארץ. אז הפנתי אותו ללשכה של שמעון פרס.

    אז נשוב להוצאת הדיבה. היה עלי איום בקשר לתגובה למאמר “יש לי אפס סבלנות לביבי נתניהו” אז הסרתי את המאמר כולו. וזוהי התשובה לשאלה שלך. ולאלה ששואלים אותי לאן נעלם פתאום המאמר…
    ולא רק, מסתבר שיש לאיום כזה נזק תדמיתי בשבילי מעבר להסרת המאמר.
    אחר כך נאלצתי להסביר לקוראים שלי לאן נעלם פתאום המאמר. אז בהתחלה קיצצתי את המאמר, ואז מחקתי גם את המאמר המקוצץ, כי הוא הוביל לתגובות אנונימיות וכמו שאתה יודע יש לנו את האי פי של המגיבים.
    והתגובה שלך הייתה נהדרת וגם נכונה לגבי האקדמיה. והשבתי עליה והתגובה שלי נמחקה יחד עם שאר התגובות: אתה פשוט צודק בכל מה שכתבת, כרגיל. התגובות שלך תמיד חכמות וגם נכונות…

  6. תודה. בעניין הדיבה – האיום הזה הפך למנהג נפוץ, למרות שמכל בחינה מעשית הוא (כמעט!) חסר משמעות. בכל מקרה – אולי אפשר בכל זאת להחזיר את הרשימה הזו ולהגיע להסכמה עם מי שהגיב (והשאיר פרטים) שהחלק שעוסק באותו האיש יימחק?

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s