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| キャッスル作戦 | |
|---|---|
 キャッスル・ブラボー、15メガトン。米国がこれまでに実施した最も強力な核兵器実験。 | |
| 情報 | |
| 国 | アメリカ合衆国 |
| テストサイト |
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| 期間 | 1954 |
| テスト数 | 6 |
| テストの種類 | はしけ、乾いた表面 |
| 最大収量 | 15メガトンTNT（63PJ） |
| テストシリーズの年表 | |
キャッスル作戦は、1954年3月に始まったビキニ環礁で合同任務部隊7（JTF-7）が実施した一連の高出力（高エネルギー）核実験である。これはアップショット・ノットホール作戦に続き、ティーポット作戦に先立つものであった。
原子力委員会（AEC）と国防総省（DoD）の合同事業として実施されたこの作戦の最終目的は、航空機に投下可能な熱核兵器の設計をテストすることだった。テストされたすべての装置は、重量が6,520ポンドから39,600ポンド（2,960kgから17,960kg）の範囲で、航空機から投下できるように作られた。ただし、弾道ケース、フィン、およびヒューズシステムを取り付ける必要があった。[1]
キャッスル作戦は、熱核兵器用の配備可能な「ドライ」燃料設計の実現可能性を証明したため、政府当局者らは成功とみなした。いくつかのテストでは技術的な問題があった。1つの装置は予測よりもはるかに低い出力（「不発」）となり、他の2つの爆弾は予測の2倍以上の出力で爆発した。特に、キャッスル・ブラボーというテストでは、広範囲にわたる放射能汚染が生じた。降下物は近隣の島々に影響を及ぼし、住民やそこに駐留していた米軍兵士、さらに近くの日本の漁船（第五福竜丸）にも影響を及ぼし、直接的な死者1名と被曝者の多くに継続的な健康問題が生じた。テストに対する国民の反応と核降下物の長期的影響に対する認識は、 1963年の部分的核実験禁止条約の動機の一部となったと考えられている。
背景
ビキニ環礁は、1946年にクロスロード作戦の一環として核実験が行われ、ビキニ環礁で世界で4番目と5番目の核兵器が爆発した。それ以来、アメリカの核兵器実験は、一般的に島が大きく水深が深いエニウェトク環礁に移された。両環礁はアメリカ太平洋実験場の一部であった。
キャッスル兵器の威力が極めて高かったため、原子力委員会は、エニウェトクに既に設置されている限られたインフラへの潜在的な損害が他の作戦を遅らせるのではないかと懸念した。さらに、キャッスル兵器によるクレーターは、1952年にエニウェトクでテストされた10.4メガトンのTNT火薬であるアイビーマイクのクレーターに匹敵すると予想され、消滅したテスト島エルゲラブの位置を示す直径約1マイル（1.6km）のクレーターを残した。[2]
アイビー・マイク実験は世界初の「水素爆弾」であり、本格的な熱核爆発または核融合爆発をもたらした。アイビー・マイク装置は、水素の同位体である液体重水素を使用した「湿式」爆弾であった。液体重水素を極低温で貯蔵するために必要な複雑なデュワー機構により、装置は3階建ての高さと82トンの総重量になり、使用可能な兵器としては重すぎてかさばりすぎた。[3]アイビー・マイクの成功はテラー・ウラム爆弾のコンセプトの証拠となり、米国が熱核兵器の大量生産と配備を開始できるように、「乾式」燃料を使用して実用的な核融合兵器を作る研究が開始された。最終結果は、テラー・ウラム設計の核融合燃料として重水素化リチウムを組み込んだもので、サイズと重量が大幅に削減され、全体的な設計が簡素化された。キャッスル作戦は、 4つの乾式燃料設計、2つの湿式爆弾、および1つの小型装置をテストするために計画された。キャッスル作戦の承認は、1954年1月21日にAECゼネラルマネージャーの ケネス・D・ニコルズ少将によってJTF-7に発行されました。
実験
キャッスル作戦は7つの実験に分かれており、そのうち1つを除いて全てビキニ環礁で行われることになっていた。以下は当初のテストスケジュールである（1954年2月時点）。[4]
エコーのテストは、前述の通り、乾式燃料ブラボーの成功により液体燃料設計が時代遅れになったためキャンセルされました。ヤンキーも同様に時代遅れとみなされ、ジャグヘッド装置は「ラント II」装置 (ユニオン装置に類似) に置き換えられました。ラント II 装置はロスアラモスで急いで完成し、ビキニに飛行しました。この改訂により、両方の湿式燃料装置はテストスケジュールから削除されました。
キャッスル作戦は、リチウム重水素 (LiD) を熱核融合燃料としてテストすることを目的としていました。常温で固体の LiD が機能すれば、アイビー マイク装置の極低温液体重水素燃料よりもはるかに実用的になります。アイビーマイクのいわゆる「ソーセージ」装置と同じテラー ウラム原理が使用されますが、核融合反応は異なります。アイビー マイクは重水素を重水素と融合しますが、LiD 装置では重水素を三重水素と融合します。三重水素は、爆発中にリチウムに高速中性子を照射することで生成されます。
ブラボー、ヤンキー (II)、ユニオンはリチウム6同位体を濃縮したリチウムを使用した (ブラボーとヤンキーはリチウム6同位体を40%濃縮したリチウムを使用したが、ユニオンで使用されたリチウムはリチウム6同位体を95%濃縮した)。一方、ロメオとクーンは天然リチウム (リチウム7同位体92%、リチウム6同位体7.5%) を燃料とした。天然リチウムの使用は、冷戦の核 軍拡競争中に米国が核備蓄を急速に拡大する能力にとって重要であった。なぜなら、キャッスル計画が遂行された当時、いわゆる「合金開発工場」は初期段階にあったからである。最初の工場は1953年後半に生産を開始した。
ヘッジとして、液体重水素兵器の開発も並行して進められました。極低温装置の輸送、取り扱い、保管に関する物流上の問題により、実用性ははるかに低かったものの、冷戦時代の軍拡競争により、実用的な核融合兵器の需要が高まりました。「ラムロッド」と「ジャグヘッド」装置は、いわゆる「ソーセージ」の前身装置よりもサイズと重量が大幅に削減された液体燃料設計でした。「ジャグヘッド」装置は最終的に兵器化され、 「ドライ」燃料水素爆弾が普及するまで、米国空軍によって限定的に配備されました。
ネクターは、キャッスルシリーズの他の核融合兵器と同じ意味での核融合兵器ではなかった。核分裂促進にリチウム燃料を使用していたが、第2段階の主な反応物質はウランとプルトニウムだった。テラー・ウラム構成と同様に、核分裂爆発を使用して高温高圧を作り出し、第2の核分裂性物質を圧縮した。通常の爆薬で引き起こした場合、効率的な反応を維持するには大きすぎただろう。この実験は、在庫を増やすための中間出力兵器（約1～2 Mt対4～8 Mt）を開発することを目的としていた。
多くの核融合兵器や熱核兵器は、その威力の多く、あるいはほとんどを核分裂から生み出している。ウランの同位体 U-238 は連鎖反応を持続しないが、核融合爆発の強力な高速中性子束に照射されると核分裂する。U-238 は豊富にあり臨界質量がないため、核融合爆弾の周囲にタンパーとして（理論上は）ほぼ無制限に追加することができ、核融合反応を封じ込めるとともに、自身の核分裂エネルギーを供給できる。たとえば、U-238 タンパーの高速核分裂は、10.4 メガトンのアイビー マイク爆発の威力の 77%（8.0 メガトン）を占めた。
テスト実行
キャッスル作戦で最も注目すべき出来事は、キャッスル・ブラボー実験であった。ブラボーの乾燥燃料は、リチウム6が40%、リチウム7が60%であった。リチウム6のみが重水素-三重水素核融合反応のための三重水素を増殖させると予想され、リチウム7は不活性であると予想された。しかし、ロスアラモス理論設計部門の責任者であるJ・カーソン・マークは、ブラボーは「大規模」になる可能性があると推測し、この装置は当初の計算よりも20%も多くの爆発出力を生み出すことができると見積もっていた。[5]予想外に大きな出力が得られたことから、装置内のリチウム7も三重水素を生成する増殖を起こすことが判明した。実際には、ブラボーは予想を150%上回り、15メガトンを生成した。これは、広島で使用されたリトルボーイ核兵器の約1,000倍の威力である。キャッスル・ブラボーは、今日に至るまで、米国がこれまでに実施した最大の爆発であり、世界でも5番目に大きな水素爆弾の爆発である。
キャッスル・ブラボーの威力が予想を大きく上回ったため、JTF-7は不意を突かれた。ビキニ環礁の恒久的なインフラの多くが大きな被害を受けた。強烈な熱閃光により、ビキニ環礁の基地島であるエネウ島から20海里（37km）離れた場所で火災が発生した。 [6]結果として生じた放射性降下物は環礁全体を汚染し、JTF-7は実験後24時間は環礁に近づくことができず、その時ですら曝露時間は限られていた。[7]放射性降下物が風下東に広がるにつれ、より多くの環礁が海中のサンゴ礁が焼失した放射性カルシウム灰で汚染された。環礁は実験後すぐに避難したが、ウティリク環礁、ロンゲラップ環礁、アイリンギナエ環礁の239人のマーシャル諸島人がかなりのレベルの放射線にさらされた。ロンゲリック環礁に駐留していた28人のアメリカ人も被曝した。爆発後すぐにプロジェクト4.1として被曝者の追跡調査が開始され、ほとんどのマーシャル諸島人に対する放射線被曝の短期的影響は軽度または相関性が困難であったが、長期的影響は顕著であった。さらに、第五福竜丸に乗船していた23人の日本人漁師も高レベルの放射線に被曝した。彼らは放射線中毒の症状に苦しみ、1954年9月に乗組員1人が死亡した。
ブラボーによる深刻な汚染と甚大な被害により、シリーズの残りのテストは遅れた。改訂されたテストスケジュールは1954年4月14日に公式に発表された。 [8]この改訂版が発表された時点で、キャッスル・ロメオとクーンのテストは完了し ていた。
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キャッスル・ユニオン、6.9メガトン。 -
キャッスルヤンキー、13.6メガトン -
キャッスル・ロメオ、11メガトン。
キャッスル作戦が進むにつれ、放射能と放射性降下物の増加により、実験場所の再評価が行われた。実験の大部分はイロイジ砂州近くのはしけ船で行われる予定だったが、一部はブラボーとユニオンのクレーターに移動された。さらに、ビキニ環礁は以前の実験で依然としてひどく汚染されていたため、キャッスル・ネクターは便宜上ビキニ環礁からエニウェトクのアイビー・マイクのクレーターに移動された。 [9]
キャッスル作戦の最終テストは1954年5月14日に行われた。
- ^ 米国、フランス、英国はテストイベントにコード名を付けているが、ソ連と中国は付けておらず、そのためテスト番号のみとなっている（例外あり。ソ連の平和的な爆発にはコード名が付けられている）。名前が固有名詞でない限り、英語への単語の翻訳は括弧内。ダッシュの後に数字が続くものは、一斉テストのメンバーであることを示す。米国は、このような一斉テストで個々の爆発に名前を付けることがあり、その結果は「name1 – 1(with name2)」となる。テストがキャンセルまたは中止された場合、日付や場所などの行データから、わかっている場合は意図された計画が明らかになる。
- ^ UT 時間を標準ローカル時間に変換するには、括弧内の時間数を UT 時間に追加します。ローカル夏時間の場合は、さらに 1 時間追加します。結果が 00:00 より前の場合は、24 時間を加算し、その日から 1 を引きます。24:00 以降の場合は、24 時間を減算し、その日に 1 を加えます。履歴タイム ゾーン データは、IANA タイム ゾーン データベースから取得されます。
- ^ 大まかな場所名と緯度/経度の参照。ロケット搭載テストの場合、発射場所がわかっている場合は、爆発場所の前に指定されます。一部の場所は非常に正確ですが、他の場所 (空中投下や宇宙爆発など) は非常に不正確な場合があります。「~」は、同じ地域での他のテストと共有される、形式的な大まかな場所を示します。
- ^ 標高は、爆発の真下の地点の海面に対する地表レベルです。高さは、塔、気球、シャフト、トンネル、空中投下、またはその他の装置によって加算または減算された追加の距離です。ロケットの爆発の場合、地表レベルは「N/A」です。高さが絶対値か地面に対する相対値かが不明な場合もあります (例: Plumbbob/John)。数値または単位がない場合は値が不明であることを示し、「0」はゼロを意味します。この列の並べ替えは、標高と高さを加算した値で行われます。
- ^ 大気圏内、空中投下、気球、銃、巡航ミサイル、ロケット、地上、塔、はしけはすべて部分的核実験禁止条約で禁止されている。密閉された立坑とトンネルは地下にあり、PTBTの下でも有用である。意図的なクレーター形成実験は境界線上にある。これらは条約の下で行われ、時には抗議され、実験が平和利用であると宣言されれば一般的に無視された。
- ^ 兵器開発、兵器効果、安全性試験、輸送安全性試験、戦争、科学、共同検証、産業/平和を含み、さらに細分化される可能性があります。
- ^ テスト項目の指定はわかっている場合、「?」は先行する値について不確実性があることを示します。引用符で囲まれた特定のデバイスのニックネーム。このカテゴリの情報は、公式には公開されないことがよくあります。
- ^ トン、キロトン、メガトンで表した推定エネルギー収量。TNT火薬1トン相当は4.184ギガジュール（1ギガカロリー）と定義されています。
- ^ 即発中性子以外の大気中への放射性放出（判明している場合）。測定された種は、記載されている場合はヨウ素 131 のみであり、記載されていない場合はすべての種です。記載がない場合は不明を意味し、地下の場合はおそらくなし、そうでない場合は「すべて」です。それ以外の場合は、敷地内のみで測定されたか敷地外で測定されたか（判明している場合）、および放出された放射能の測定量を記載します。
結果
キャッスル作戦は、乾式燃料爆弾の実装としては完全な成功であった。ブラボーの設計はすぐに兵器化され、 Mk-21重力爆弾の元祖であると考えられている。Mk-21の設計プロジェクトは1954年3月26日（ブラボーのわずか3週間後）に始まり、1955年後半から275発の兵器の生産が始まった。天然リチウムに頼るロメオは、すぐにMk-17爆弾に改造され、米国初の配備可能な熱核兵器となり、[15] 1954年半ばまでには緊急対応兵器として戦略部隊に利用可能になった。キャッスル乾式燃料爆弾のほとんどは最終的に在庫に登場し、最終的に熱核構成の大部分の旧祖となった。
対照的に、リバモア設計のクーンは失敗に終わった。天然リチウムと大幅に改良されたテラー・ウラム構成を使用したこの実験では、予想された1.5メガトンの威力のうち、わずか110キロトンしか生み出せなかった。放射線研究所のエンジニアたちは、この実験が有望な新兵器分野につながることを期待していたが、結局、この設計ではリチウム燃料が早期に加熱され、繊細な核融合条件が乱れることが判明した。
ギャラリー
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ショットキャブ内のシュリンプ（ブラボー）デバイス -
トラックから荷降ろしされるシュリンプ（ブラボー）装置 -
Castleでテストされた不明なデバイス。デバイスは Runt (Romeo) または Runt II (Yankee) である可能性があります。 -
不明なデバイス。Morgenstern (Koon) の可能性があります。 -
不明なデバイスです。アラーム クロック (Union) の可能性があります。 -
4月16日、キャッスルへのB-36テスト装置の配達。未知の装置。おそらくラントII（ヤンキー）と思われる。 -
Castleの装置をテストするためのはしけ輸送。未知の装置。おそらく Runt II (Yankee)。
参照
参考文献
- ^ ハンセン 1995、IV-183頁。
- ^ オペレーション・アイビー、192ページ。
- ^ ローズ1995、495ページ。
- ^ マーティン＆ローランド 1982年、247ページ。
- ^ オキーフ1983年、179ページ。
- ^ マーティン＆ローランド 1982年、209ページ。
- ^ ハッカー 1994年、140ページ。
- ^ マーティン＆ローランド 1982年、268ページ。
- ^ マーティン＆ローランド 1982年、248ページ。
- ^ 「タイムゾーン履歴データベース」。iana.com。2014年3月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年3月8日閲覧。
- ^ abcdefg Sublette, Carey, 核兵器アーカイブ、2014年1月6日閲覧
- ^ abcdef Hansen 1995、第8巻：武装と信管の歴史と付録。
- ^ abcdef 米国の核実験：1945年7月から1992年9月まで（PDF） （DOE/NV-209 REV15）、ネバダ州ラスベガス：エネルギー省、ネバダ州運営事務所、2000年12月1日、2006年10月12日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ、 2013年12月18日取得
- ^ abcdef ヤン・シャオピン、ノース・ロバート、ロムニー・カール（2000年8月）、CMR核爆発データベース（改訂第3版）、SMDCモニタリング研究
- ^ Mk 17爆弾の開発 2007年2月2日アーカイブ、Wayback Machine、Atomic Museum.com
- Martin, Edwin J; Rowland, Richard H (1982 年 4 月 1 日). Castle Series, 1954 (PDF) . Washington DC: Defense Nuclear Agency . OCLC 831905820. DNA 6035F. 2023 年 5 月 12 日時点のオリジナルより アーカイブ(PDF) . 2023 年5 月 12 日に取得– Defense Technical Information Center 経由。
- 米国 (1982年12月1日). Operation Ivy: 1952 (PDF) . ワシントンDC:国防原子力局. OCLC 784652689. DNA 6036F. 2021年8月22日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2023年5月12日閲覧。
{{cite book}}:不明なパラメータ|agency=は無視されました (ヘルプ) - ローズ、リチャード(1995)。『ダーク・サン』。ニューヨーク、ニューヨーク：サイモン＆シュスター。ISBN 978-0-684-80400-2. OCLC 263548827.
- オキーフ、バーナード J. (1983)。『核の人質』ボストン: ホートン・ミフリン社。ISBN 978-0-395-34072-1. OCLC 252294442.
- ハッカー、バートン C (1994)。『論争の要素: 原子力委員会と核兵器実験における放射線安全』ロサンゼルス: カリフォルニア大学出版局。ISBN 978-0-520-08323-3. OCLC 0520083237.
- ハンセン、チャック (1995)。『ハルマゲドンの剣』。カリフォルニア州サンノゼ:Chukelea Publications。OCLC 62490342。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、キャッスル作戦に関連するメディアがあります。
- 短編映画『Operation Castle Commanders Report』（1954年）は、インターネット アーカイブで無料で視聴およびダウンロードできます。
- 短編映画「軍事効果研究 キャッスル作戦 (1954)」は、インターネット アーカイブで無料で視聴およびダウンロードできます。
- 短編映画「核実験フィルム - キャッスル作戦（1954年）」は、インターネット アーカイブで無料で視聴およびダウンロードできます。
- 核兵器アーカイブでのオペレーション・キャッスル