Пример: взрыв 150-килотонного термоядерного заряда, помещённого достаточно глубоко в гранитной породе, вызовет появление подземной полости диаметром примерно 100 метров — наподобие той, что показана на рисунке ниже:
Все небоскрёбы имеют фундамент, нижняя точка которого находится на глубине 20–30 метров ниже поверхности земли. Поэтому, возможно так рассчитать позицию «концевого бокса», чтобы ядерный взрыв создавал подземную полость, верхняя граница которой не доставала бы до поверхности земли, но доставала бы до нижней границы фундамента небоскрёба, который подлежит сносу.
Например, в конкретном случае с Башнями-Близнецами Всемирного Торгового Центра в Нью-Йорке их фундаменты располагались на глубине 27 метров. В то время как 150-килотонные термоядерные заряды, предназначенные для их сноса, были расположены на глубине 77 метров (считая от поверхности земли), или на 50 метров ниже подземных оснований Башен.
Такой термоядерный взрыв на глубине 77 метров создаст исключительно перегретую подземную полость, верхняя граница которой как раз достанет до нижней точки основания Башни, подлежащей сносу. Однако она не достанет до поверхности земли, до которой останется ещё 27 метров — поэтому окружающие здания не подвергнутся известным поражающим факторам ядерного взрыва (за исключением, вероятно, только радиоактивного заражения). Сносимая башня должна потерять точку опоры, в связи с исчезновением фундамента, и погрузиться в перегретую полость, температуры внутри которой должны быть высокими настолько, чтобы расплавить здание Башни полностью. Системы ядерного сноса здания № 7 Всемирного Торгового Центра и Сиэрс Тауэр в Чикаго были тоже рассчитаны подобным образом.
Однако есть ещё один фактор, который должен быть обязательно принят во внимание при расчётах системы ядерного сноса небоскрёбов. Это собственно испарённая порода (в данном случае гранитная), которая находится внутри подземной полости. Куда же должна деться вся эта бывшая каменная порода, перешедшая в газообразное состояние? Картина физических процессов при подземном ядерном взрыве является весьма интересной. Давайте рассмотрим её.
Типичные физические процессы во время идеально глубокого подземного ядерного взрыва:
1) Ядерный взрыв начинает нагревать породу вокруг эпицентра.
2) Порода испаряется. В результате исчезновения испарившейся породы возникает т. н. «первичная полость», наполненная бывшей породой, перешедшей в газообразное состояние. Исключительно высокое давление газов внутри полости стремится к её расширению. Расширение полости происходит за счёт окружающего слоя пока ещё твёрдой породы.
3) Полость достигает конечного «вторичного» размера за счёт того, что высокое давление газов расширяет полость от её первичного размера (показан пунктирной линией) до её вторичного размера. Поскольку расширение было за счёт окружающего слоя породы, этот окружающий слой породы оказывается очень плотно спрессованным.
4) Окончательная картина: белым цветом показана полость (её вторичный размер); синим — т. н. «зона смятия» — т. е. порода, полностью превращённая в микроскопический порошок с размером частицы порядка 100 микрон [сравнимо с диаметром человеческого волоса]; зелёным — т. н. «зона дробления» — т. е. зона частично или полностью раздробленной породы.
Диаграмма выше показывает все важные физические процессы при идеально глубоком (т. е. находящемся на достаточном удалении от поверхности земли) подземном ядерном взрыве. Из неё можно уяснить, что исключительно высокое давление испарённой породы внутри полости делает как минимум две важные вещи. 1) Оно расширяет саму полость от «первичного» размера до «вторичного». 2) Потому, что расширение происходит за счёт окружающих слоёв твёрдой породы, оно производит две зоны повреждений вокруг полости; каждая из эти двух зон представляет из себя разную степень повреждения этой породы.
Зона, непосредственно примыкающая к полости, на ядерном жаргоне называется «зоной смятия». Толщина этой зоны может быть сравнима с диаметром полости, а сама эта зона наполнена очень странным материалом: породой, полностью измельченной в порошок. Порошок является микроскопическим, со средним размером частицы порядка 100 микрон [чуть меньше толщины человеческого волоса]. Более того, данное состояние вещества внутри «зоны смятия» является уникальным — оно не встречается нигде в природе кроме как после подземных ядерных взрывов.
Если вы возьмете в руки камешек из этой зоны, но сделаете это очень аккуратно, то он всё ещё будет держаться вместе как одно целое и будет напоминать камень и по форме и по цвету. Однако стоит всего лишь сжать этот «камень» пальцами и он тут же рассыплется в микроскопический порошок, из которого он и состоит. Следующая за «зоной смятия» зона на профессиональном жаргоне называется «зоной дробления». Эта зона наполнена породой, раздробленной на различные куски — от очень мелких (размером в миллиметры), до относительно крупных фрагментов. Чем ближе к границе «зоны смятия», тем меньше будут такие куски, и чем дальше от эпицентра — тем крупнее. И, наконец, за границами «зоны дробления» практически не просматривается повреждений окружающей породы.
Однако выше мы рассмотрели физические процессы, которые справедливы для «идеально глубокого» подземного ядерного взрыва. Когда же ядерный заряд закопан недостаточно глубоко, картина будет слегка иной. Зоны «дробления» и «смятия» уже не будут идеально круглыми, как в предыдущем случае. Они будут скорее эллиптическими — т. е. сравнимыми по форме с яйцом, острый конец которого нацелен вверх, или даже ещё более вытянутыми вверх по сравнению с яйцом. Это происходит за счёт того, что давление испарённых газов встречает меньше сопротивления по направлению к земной поверхности (поскольку в этом случае поверхность находится слишком близко), и поэтому как «зона смятия», так и «зона дробления» распространяются вверх гораздо дальше, чем в любом другом направлении.
Рисунок выше является иллюстрацией сопротивления окружающей породы в случае, когда полость находится на небольшой глубине. Очевидно, что сопротивление материалов со стороны поверхности земли будет меньшим по сравнению с сопротивлением материалов в любом другом направлении. А поскольку всё и всегда распространяется только по пути наименьшего сопротивления, становится понятно, почему такая полость распространяется преимущественно в сторону земной поверхности и почему она никогда не будет идеально круглой формы. Форма такой полости всегда будет эллиптической.
Когда распространяющиеся вверх верхние границы «зоны дробления» и «зоны смятия» встречают фундамент сносимой Башни, картина будет отличаться ещё сильнее. Потому, что материалы, из которых сделана Башня, отличаются от окружающей гранитной породы в смысле сопротивления материалов. Кроме того, внутри самой Башни имеется множество пустого места, в то время, как гранитная порода в любом другом направлении (в стороны и вниз) является цельной. Поэтому распространение верхних границ зон «дробления» и «смятия» по телу Башни будет наибольшим. В случае Башен-Близнецов и Сиэрс Тауэр «зона дробления» может вполне распространиться на высоту 350–370 метров, в то время как «зона смятия», которая продвигается сразу следом, может достигнуть 290–310 метров. Однако в случае более короткого здания № 7 ВТЦ оно целиком попадает в «зону смятия» — т. е. оно превращается в порошок полностью. Способность ядерного взрыва превращать в порошок сталь и бетон в равной мере является одной из его уникальных особенностей.
Покинутый овощной киоск в Манхэттене покрытый пылью
Фотография выше показывает пример этого самого микроскопического порошка, который покрыл весь Манхэттен после сноса ВТЦ. Многие по ошибке поверили, что это был якобы «бетонный порошок». Нет, это не был бетонный порошок. Это был «порошок всего» — по большей части представленный стальным порошком. Несмотря на распространённое заблуждение, в конструкции ВТЦ бетон почти не использовался. Бетон использовался в очень ограниченном количестве в очень тонких бетонных плитах этажей Башен-Близнецов и нигде более. Башни-Близнецы ВТЦ состояли в основном из стали, а вовсе не из бетона.