El Proyecto Plowshare fue el programa general de los Estados Unidos para el desarrollo de técnicas para utilizar explosivos nucleares con fines pacíficos en la construcción. El programa se organizó en junio de 1957 como parte de los esfuerzos mundiales de Átomos para la Paz . Como parte del programa, se detonaron 35 [1] cabezas nucleares en 27 pruebas separadas. Un programa similar se llevó a cabo en la Unión Soviética bajo el nombre de Explosiones nucleares para la economía nacional , aunque el programa soviético consistió en 124 pruebas.
Entre las demostraciones exitosas de usos no combatientes de explosivos nucleares se incluyen la voladura de rocas , la estimulación de gas compacto , la fabricación de elementos químicos , [a] el desvelamiento de algunos de los misterios del proceso R de la nucleosíntesis estelar y el sondeo de la composición de la corteza profunda de la Tierra , creando datos de sismología de reflexión vibroseis que han ayudado a los geólogos y a las empresas mineras a realizar prospecciones posteriores . [2] [3] [4]
La prueba nuclear de Sedán, inusualmente grande y con ventilación atmosférica , también llevó a los geólogos a determinar que el cráter Barringer se formó como resultado del impacto de un meteorito y no de una erupción volcánica , como se había supuesto anteriormente. Este se convirtió en el primer cráter en la Tierra del que se demostró definitivamente que se formó a partir de un evento de impacto. [5]
Los impactos negativos de las pruebas del Proyecto Plowshare generaron una oposición pública significativa, que finalmente llevó a la terminación del programa en 1977. [6] Estas consecuencias incluyeron agua tritiada (según la proyección de CER Geonuclear Corporation, que aumentaría a un nivel del 2% del nivel máximo de agua potable en ese momento) [7] y la deposición de residuos radiactivos inyectados a la atmósfera antes de que las pruebas subterráneas fueran ordenadas por tratado .
Al explotar los usos pacíficos del "átomo amigable" en aplicaciones médicas, remoción de tierra y más tarde en plantas de energía nuclear, la industria nuclear y el gobierno buscaron disipar los temores públicos sobre la tecnología nuclear y promover la aceptación de las armas nucleares . [8] En el apogeo de la Era Atómica , el gobierno federal de los Estados Unidos inició el Proyecto Plowshare, que implicaba "explosiones nucleares pacíficas". El presidente de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos en ese momento, Lewis Strauss , anunció que el proyecto Plowshares tenía como objetivo "resaltar las aplicaciones pacíficas de los dispositivos explosivos nucleares y, por lo tanto, crear un clima de opinión mundial que sea más favorable al desarrollo y las pruebas de armas". [9] [10] [ necesita cita para verificar ] Estas pruebas eran para demostrar que las bombas atómicas pueden usarse con fines pacíficos, que la espada atómica puede convertirse en una reja de arado.
Entre los usos propuestos para los explosivos nucleares en el marco del Proyecto Plowshare se encontraban la ampliación del Canal de Panamá , la construcción de una nueva vía fluvial a nivel del mar a través de Nicaragua , apodada el Canal Panatómico, la apertura de caminos a través de áreas montañosas para autopistas y la conexión de sistemas fluviales interiores. Otras propuestas implicaban la voladura de cavernas para almacenar agua, gas natural y petróleo. También se consideró seriamente el uso de estos explosivos para diversas operaciones mineras. Una propuesta sugería el uso de explosiones nucleares para conectar acuíferos subterráneos en Arizona . Otro plan implicaba la voladura de superficie en la ladera occidental del Valle de Sacramento en California para un proyecto de transporte de agua. [6]
Una de las primeras propuestas serias de creación de cráteres que estuvo cerca de llevarse a cabo fue el Proyecto Chariot , que habría utilizado varias bombas de hidrógeno para crear un puerto artificial en el cabo Thompson, Alaska . Nunca se llevó a cabo debido a las preocupaciones por las poblaciones nativas y al hecho de que había poco uso potencial para el puerto que justificara su riesgo y gasto. [11]
El Proyecto Carryall , [12] propuesto en 1963 por la Comisión de Energía Atómica , la División de Carreteras de California (ahora Caltrans ) y el Ferrocarril de Santa Fe , habría utilizado 22 explosiones nucleares para excavar un enorme corte de carretera a través de las montañas Bristol en el desierto de Mojave , para acomodar la construcción de la Interestatal 40 y una nueva línea ferroviaria. [6]
Un proyecto propuesto en un memorando de 1963 por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore habría utilizado 520 explosiones nucleares de 2 megatones para excavar un canal a través del desierto del Néguev en Israel con un costo estimado de 575 millones de dólares (5 mil millones de dólares en 2021), para servir como una ruta alternativa al Canal de Suez . [13] [14]
Al final del programa, uno de los principales objetivos era desarrollar explosivos nucleares y técnicas de explosión para estimular el flujo de gas natural en formaciones de yacimientos subterráneos "estrechos". En la década de 1960, se sugirió una propuesta para un proceso modificado de extracción de petróleo de esquisto in situ que implicaba la creación de una chimenea de escombros (una zona en la formación de esquisto bituminoso creada al romper la roca en fragmentos) utilizando un explosivo nuclear . [15] Sin embargo, este enfoque se abandonó por una serie de razones técnicas.
La primera explosión nuclear pacífica (PNE) fue el Proyecto Gnome , realizado el 10 de diciembre de 1961, en un lecho de sal a 39 km (24 mi) al sureste de Carlsbad , en el sureste de Nuevo México . La explosión liberó 3,1 kilotones (13 TJ) de rendimiento energético a una profundidad de 361 m (1184 pies), lo que resultó en la formación de una cavidad de 52 m (170 pies) de diámetro y 24 m (80 pies) de altura. La prueba tenía muchos objetivos, el más público de los cuales involucraba la generación de vapor que luego podría usarse para generar electricidad. Otro objetivo era la producción de radioisótopos útiles y su recuperación. Otro experimento involucró la física del tiempo de vuelo de los neutrones , y un cuarto experimento involucró estudios geofísicos basados en la fuente sísmica cronometrada. Solo el último objetivo se consideró un éxito completo. La explosión liberó involuntariamente vapor radiactivo mientras la prensa observaba. El experimento de detonación del Proyecto Coach, que estaba parcialmente desarrollado y que debía realizarse junto con la prueba de Gnome, fue cancelado.
Se llevaron a cabo varias explosiones de prueba de concepto , incluyendo el disparo de cinco dispositivos de 1 kilotón con un Buggy para un canal/zanja en el Área 30, siendo el más grande de 104 kilotones (435 terajulios ) el 6 de julio de 1962, en el extremo norte de Yucca Flats , dentro del Sitio de Pruebas de Nevada (NTS) de la Comisión de Energía Atómica en el sur de Nevada. El disparo, " Sedan ", desplazó más de 12 millones de toneladas cortas (11.000 millones de kilogramos) de tierra y resultó en una nube radiactiva que se elevó a una altitud de 12.000 pies (3,7 km). La columna de polvo radiactivo se dirigió al noreste y luego al este hacia el río Misisipi . [6]
Durante los 11 años siguientes, se realizaron 26 pruebas nucleares más en el marco del programa PNE de los Estados Unidos. Los restos radiactivos de las explosiones de 839 pruebas nucleares subterráneas en los Estados Unidos siguen enterrados en el lugar y la Oficina del Sitio de Nevada del DOE ha considerado que no es práctico retirarlos. La financiación finalizó discretamente en 1997 y los costos del programa se han estimado en más de 770 millones de dólares estadounidenses. [6]
Se realizaron tres experimentos de explosión nuclear para estimular el flujo de gas natural desde yacimientos de gas de formación "estrecha". Entre los participantes industriales se encontraban El Paso Natural Gas Company para la prueba Gasbuggy cerca de Farmington, Nuevo México ; CER Geonuclear Corporation y Austral Oil Company para la prueba Rulison ; [16] y CER Geonuclear Corporation para la prueba Río Blanco .
La última explosión de PNE tuvo lugar el 17 de mayo de 1973, bajo Fawn Creek, 47,5 mi (76,4 km) al norte de Grand Junction, Colorado . Se produjeron tres detonaciones de 30 kilotones simultáneamente a profundidades de 5.768, 6.152 y 6.611 pies (1.758, 1.875 y 2.015 m). Si hubiera tenido éxito, los planes exigían el uso de cientos de explosivos nucleares especializados en los yacimientos de gas de las Montañas Rocosas occidentales . Las dos pruebas anteriores habían indicado que el gas natural producido sería demasiado radiactivo para un uso seguro; la prueba de Río Blanco descubrió que las tres cavidades de la explosión no se habían conectado como se esperaba, y el gas resultante todavía contenía niveles inaceptables de radionucleidos . [17]
En 1974, se habían invertido aproximadamente 82 millones de dólares en el programa de tecnología de estimulación con gas nuclear. Se calculaba que, incluso después de 25 años de producción de todo el gas natural considerado recuperable, sólo se recuperaría entre el 15 y el 40% de la inversión. Además, la idea de que los quemadores de las estufas de California pronto pudieran emitir cantidades mínimas de radionucleidos de explosión a las viviendas familiares no fue bien recibida por el público en general. El gas contaminado nunca se canalizó hacia las líneas de suministro comerciales.
La situación se mantuvo así durante las tres décadas siguientes, pero un resurgimiento de la perforación de gas natural en la vertiente occidental de Colorado ha acercado cada vez más la explotación de los recursos a las detonaciones subterráneas originales. A mediados de 2009, se habían expedido 84 permisos de perforación en un radio de 4,8 km (3 millas), con 11 permisos en un radio de 1,6 km (1 milla) del lugar. [18]
La Operación Plowshare "comenzó con grandes expectativas y esperanzas". Los planificadores creían que los proyectos podrían completarse de manera segura, pero no tenían tanta confianza en que pudieran completarse de manera más económica que con los métodos convencionales. Además, no hubo suficiente apoyo público ni del Congreso para los proyectos. Los proyectos Chariot y Coach fueron dos ejemplos en los que los problemas técnicos y las preocupaciones ambientales motivaron estudios de viabilidad adicionales que duraron varios años, y cada proyecto finalmente se canceló. [2]
Los grupos de ciudadanos expresaron su preocupación y oposición a algunas de las pruebas de Plowshare. Existía la preocupación de que los efectos de la explosión del Schooner pudieran secar pozos activos o provocar un terremoto. Hubo oposición a las pruebas de Rulison y Río Blanco debido a las posibles operaciones de quema de gas radiactivo y otros peligros ambientales. [2] En un artículo de 1973, Time utilizó el término "Proyecto Dudoso" para describir la Operación Plowshare. [17]
Varias de las 27 explosiones nucleares del Proyecto Plowshare tuvieron efectos negativos, principalmente aquellas realizadas en las primeras etapas del proyecto y aquellas que tenían un rendimiento explosivo muy alto.
Sobre el Proyecto Gnome y la prueba del sedán: [6]
El Proyecto Gnome expulsó vapor radiactivo sobre la misma tribuna de prensa que fue convocada para confirmar su seguridad. La siguiente explosión, una detonación de 104 kilotones en Yucca Flat, Nevada, desplazó 12 millones de toneladas de tierra y dio lugar a una nube de polvo radiactivo que se elevó 12.000 pies [3.700 m] y se dirigió hacia el río Mississippi. Otras consecuencias (tierras arruinadas, comunidades reubicadas, agua contaminada con tritio, radiactividad y lluvia radiactiva de escombros lanzados a gran altura a la atmósfera) fueron ignoradas y minimizadas hasta que el programa fue cancelado en 1977, debido en gran parte a la oposición pública. [6]
El Proyecto Plowshare muestra cómo algo que se propone mejorar la seguridad nacional puede tener el efecto contrario si no tiene en cuenta las consecuencias sociales, políticas y ambientales. También “subraya que el resentimiento y la oposición del público pueden frenar los proyectos”. [6]
El científico social Benjamin Sovacool sostiene que el principal problema con la estimulación de petróleo y gas, que muchos consideraban el uso económico más prometedor de las detonaciones nucleares, era que el petróleo y el gas producidos eran radiactivos, lo que provocó que los consumidores lo rechazaran y esto fue en última instancia la caída del programa. [6] Sin embargo, el petróleo y el gas a veces son naturalmente radiactivos para empezar, y la industria está preparada para lidiar con petróleo y gas que contienen contaminantes radiactivos. [19] El historiador Dr. Michael Payne señala que fue principalmente el cambio de opinión pública, en respuesta a eventos como la Crisis de los Misiles de Cuba , lo que impulsó las protestas, [20] los casos judiciales y la hostilidad general que terminaron con los esfuerzos de estimulación de petróleo y gas. Además, a medida que pasaban los años sin un mayor desarrollo y la producción de armas nucleares se desaceleraba, el interés en las aplicaciones pacíficas disminuyó en los años 1950 y 1960. En los años siguientes se desarrollaron técnicas de estimulación no nuclear más baratas y adecuadas para la mayoría de los campos de gas de EE. UU. [21] [22]
Como punto de comparación, el esfuerzo de estimulación nuclear más exitoso y rentable que no resultó en problemas de contaminación de productos de los clientes fue el Proyecto Neva de 1976 en el campo de gas de Sredne-Botuobinsk en la Unión Soviética , que fue posible gracias a múltiples explosivos de estimulación más limpios, estratos de roca favorables y la posible creación de una cavidad subterránea de almacenamiento de contaminantes. [23] [24] La Unión Soviética conserva el récord de los dispositivos nucleares más limpios y con menor fracción de fisión demostrados hasta ahora.
Los registros públicos de dispositivos que produjeron la mayor proporción de su rendimiento a través de reacciones de solo fusión y, por lo tanto, crearon cantidades órdenes de magnitud más pequeñas de productos de fisión de larga duración como resultado, son las explosiones nucleares pacíficas de la URSS de la década de 1970, con las tres detonaciones que excavaron parte del Canal Pechora-Kama , citadas como 98% de fusión cada una en los tres dispositivos de rendimiento explosivo de 15 kilotones de la prueba de Taiga , es decir, una fracción de fisión total de 0,3 kilotones en un dispositivo de 15 kt. [25] En comparación, los siguientes tres dispositivos de alto rendimiento de fusión tuvieron un rendimiento explosivo total demasiado alto para la estimulación de petróleo y gas: la Tsar Bomba de 50 megatones logró un rendimiento del 97% derivado de la fusión, [26] mientras que en los EE. UU., se informa que la prueba Hardtack Poplar de 9,3 megatones tiene un 95,2%, [27] y la prueba Redwing Navajo de 4,5 megatones tiene un 95% derivado de la fusión. [28]
Estados Unidos realizó 27 pruebas PNE junto con otras series de pruebas relacionadas con armas. [2] Un informe de la Federación de Científicos Estadounidenses incluye resultados ligeramente diferentes a los que se presentan a continuación. [29]
Además de las pruebas nucleares, Plowshare llevó a cabo una serie de proyectos de pruebas no nucleares en un intento de aprender más sobre cómo se podían utilizar mejor los explosivos nucleares. Varios de estos proyectos dieron lugar a una utilidad práctica, así como a un mayor conocimiento sobre los explosivos de gran tamaño. Entre estos proyectos se incluyen: [2]
Se propusieron varios proyectos y se llevó a cabo cierta planificación, pero no se llevaron a cabo. A continuación se ofrece una lista de ellos: [2]
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Figura 1: Dosis tiroideas per cápita resultantes de todas las vías de exposición de todas las pruebas.
Desclasificación de los resultados de 11 pruebas nucleares realizadas como parte del programa Plowshare....