Trynityt jest sztucznym minerałem, powstałym z piasku stopionego podczas wybuchu jądrowego. Nazwa pochodzi od "Trinity", kodu
pierwszej w historii eksplozji jądrowej, która miała miejsce 16 lipca 1945 r. w Alamogordo w stanie Nowy Meksyk. Odpalono wówczas bombę plutonową o kryptonimie "Gadżet", działającą na zasadzie implozyjnej. Siła eksplozji wyniosła ok. 20 kiloton TNT. Przedtem, dla kalibracji aparatury pomiarowej, dokonano wybuchu 100 ton trotylu - oba kratery widzimy na poniższym zdjęciu lotniczym:
Jak wiadomo, wybuch jądrowy wytwarza temperaturę rzędu milionów stopni Celsjusza, zatem wszystko w jego bezpośrednim otoczeniu odparowuje, a w dalszej odległości ulega stopieniu. Temperatura potrzebna do zeszklenia piasku to "zaledwie" 1470 st. C, zatem nawet w pewnym oddaleniu od punktu zerowego ziemia pokryje się szklistą skorupą.
Część trynitytu powstaje bezpośrednio na ziemi, a reszta pochodzi z piasku, który został zassany do wnętrza kuli ognistej i tam uległ odparowaniu, a następnie, po kondensacji, w postaci kropel opadł na ziemię i zakrzepł.
Trynityt był powszechnie zbierany w pobliżu Ground Zero przez kilka lat po zakończeniu II wojny światowej. Trafiał do obiegu kolekcjonerskiego oraz jubilerskiego. Wytwarzano z niego biżuterię, choć z uwagi na kruchość i trudność obróbki były to zwykle proste wisiorki i kolczyki.
Ostatecznie w 1953 r. na mocy decyzji US Atomic Energy Commision miejsce eksplozji zostało wyrównane, a cały materiał zebrano. Z części wykonano pomnik w formie obelisku.
Zakazano również dalszego zbierania trynitytu, choć nie zniknął on z obrotu handlowego [
LINK]. Pojedyncze próbki tego minerału są znajdowane w Alamogordo do dziś.
Małe kawałki trynitytu do tej pory można nabyć na eBay'u. Ich aktywność nie stanowi już zagrożenia dla zdrowia. Kiedyś pojawiały się przypadki oparzeń od noszonej długo biżuterii z trynitytu [
LINK]. Podejrzewam, że wynikało to z dużej aktywności krótkożyciowych produktów rozpadu plutonu i nuiklidów powstałych na skutek aktywacji neutronowej pierwiastków z otoczenia. Obecnie promieniowanie trynitytu jest ledwie wykrywalne i to jedynie za pomocą bardzo czułych detektorów.
Minerał przypomina butelkowe szkło z dużą ilością pęcherzy i wtopionego piasku na wierzchu. Najczęściej ma barwę zieloną, choć występuje - znacznie rzadziej - również czarny, zabarwiony od elementów wieży, na której zdetonowano "Gadżet", oraz czerwony od miedzi z przewodów mechanizmu odpalającego. Poniżej widzimy wieżę, bombę oraz pozostałości wieży po eksplozji bomby:
Trynityt jest znany także pod innymi nazwami: atomsite, Alamogordo glass, charitończyk. Występuje we wszystkich miejscach, gdzie wybuch jądrowy miał kontakt z ziemią, czyli przy eksplozjach naziemnych, podziemnych oraz niskich wybuchach powietrznych. Skład różnił się w zależności od podłoża, na którym dokonano eksplozji - znajdowany w kazachskiej SRR "charitończyk" zawiera dużo materiału skalnego, ma czarną barwę i trochę inną fakturę:
W trynitycie występuje większość produktów rozpadu uranu i plutonu oraz produktów aktywacji, choć po 70 latach aktywność izotopów zdążyła się znacznie zmniejszyć (czas półrozpadu Co-60 to 5,7 roku, Cs-137 30 lat, Sr-90 28 lat). Pozostały jedynie izotopy długożyciowe, które z kolei mają mniejszą aktywność właściwą. Ciekawy artykuł o badaniu spektrometrycznym trynitytu można znaleźć
tutaj (ENG).
***
Jak każdy poszukiwany minerał, trynityt był podrabiany. Starano się imitować zarówno barwę i konsystencję, jak również radioaktywność [
LINK]. Do odróżnienia oryginału niezbędna jest analiza spektralna, wykrywająca produkty aktywacji neutronowej, niewystępujące w przypadku nuklidów pochodzenia naturalnego. Szczególnie charakterystyczny jest radioizotop baru-133, powstający na skutek aktywacji neutronami nieradioaktywnego baru zawartego w baratolu*, materiale wybuchowym używanym w pierwszych bombach, tak amerykańskich, jak i radzieckich. Brak tej linii oczywiście nie oznacza od razu, że trynityt jest podrabiany, po prostu bomba atomowa, która go stworzyła, nie zawierała baratolu, tylko inny materiał wybuchowy. Poniżej porównanie próbek amerykańskich z testu Trinity i radzieckich z poligonu w Semipałatyńsku - jak widać, w radzieckiej próbce brak Ba-133:
W handlu zwykle dostępne są niewielkie okruchy trynitytu, a ich koszt do niedawna wynosił kilka dolarów. Obecnie podaż spadła a ceny wzrosły. Jedna z ostatnich aukcji:
Podobne do trynitytu minerały powstają podczas uderzenia pioruna (tzw.
fulguryt) oraz upadku meteorytów. Oprócz braku podwyższonej radioaktywności od trynitytu odróżnia je również wrzecionowaty kształt.
Trynityt zaś zwykle ma postać płaskiej płytki, gdyż pochodzi ze skorupy zeszklonego piasku:
Jeżeli chodzi o aktywność promieniotwórczą trynitytu, to jest ona znikoma, szczególnie tak małego kawałka, jak prezentowany na powyższych zdjęciach. Aby ją zmierzyć, potrzebujemy sprzętu dozymetrycznego o dużej czułości, najlepiej okienkowego licznika Geigera. Przykładowe wyniki pomiarów za pomocą wybranych dozymetrów - jak widać próbka wykazuje znaczne różnice w aktywności po obu stronach:
- Radex RD1008 - 12/32 rozp/min*cm2
- ANRI Sosna - 0,32/0,67 µSv/h (łączna emisja beta+gamma, sama gamma poniżej tła)
- Polaron Pripyat - 0,3-0,4/0,6-0,8 µSv/h (j.w.)
- EKO-C - 3-4/4-5 cps
- UAGB-1 - 0,4/0,8 cps
Powyższe wyniki są porównywalne z odczytami dla granitu, szkła kryształowego i niskoaktywnego szkła uranowego, zatem trynityt nie stanowi żadnego zagrożenia radiologicznego.
Jako źródło promieniowania może być przydatny jedynie do testowania czułości dozymetrów na słabe promieniowanie. Jeśli nasz dozymetr ma licznik STS-5/SBM-20/BOI-33 lub STS-6/SBM-19/BOI-53, wykryjemy nim promieniowanie małej próbki trynitytu, choć wzrost wskazań nie będzie znaczny. Wskazania będą nieco wyższe w przypadku liczników okienkowych, szczególnie o małym okienku, pokrywającym całą powierzchnię próbki (SBT-9, SI18BGM). Większe okienko, np. licznika SBT-10 z EKO-C, da niższe wskazania, gdyż trynityt działał będzie jedynie na niewielki fragment powierzchni czynnej.
Oczywiście, jeśli mamy możliwość kupna trynitytu, warto go nabyć, chociażby ze względu na wartość historyczną takiej próbki. Pamiętajmy jednak o istnieniu podróbek i możliwych trudnościach przy sprowadzaniu z zagranicy.
---------------------
* baratol, materiał wybuchowy będący mieszaniną trotylu i azotanu baru, używany wraz z Composition B (heksogen z trotylem) w bombach implozyjnych do wstrzelenia materiału rozszczepialnego do wnętrza bomby i osiągnięcia w ten sposób masy krytycznej - więcej w notce o bombach atomowych [
LINK].
