Рассказ о том, как в пирожке можно испечь дом

11.2. Статья в «Открытом журнале химической физики».

 

 

«Открытый журнал химической физики», февраль 2009 года, страницы 7-31

 

 

       НАЗВАНИЕ СТАТЬИ

 

«Исследованный активный термитный материал в пыли из катастрофы Всемирного Торгового Центра 11.9.2001 года»

 

 

       АВТОРЫ

 

Нильс Эйч. Харрит – факультет химии, Университет Копенгагена, Дания;

Джеффри Фаррер, Дэниэл Фарнсворт – факультет физики и астрономии, Университет Браем Янг, Прово, штат Юта, США;

Стивен Джонс, Брэдли Ларсен  – научная корпорация «S&J», Прово, штат Юта, США;

Кэвин Райен – рабочая группа Блумингтона по 9/11, Блумингтон, штат Индиана, США;

Фрэнк Лежжэ – Логикал Системс Консалтинг, Перт, Австралия;

Грэг Робертс – Архитекторы и инженеры за правду о 9/11, Бэркли, штат Калифорния, США;

Джэймс Гурли – Международный центр изучения 9/11, Даллас, штат Техас, США.

 

 

       ТЕМА

 

       Мы изучали отдельные красно-серые частички во всех образцах, полученных из пыли, образовавшейся вследствие разрушения Всемирного Торгового Центра. В этой статье предлагаем исследование четырёх из этих образцов, отобранных из разных проб. Эти красно-серые частицы обнаруживают заметное сходство во всех четырёх образцах. Один образец был отобран жителем Манхеттена приблизительно через десять минут после обрушения второй башни WTC, следующие два образца – на следующий день, и четвёртый – приблизительно неделю спустя. Свойства этих частиц были исследованы с помощью оптической микроскопии, сканирующего электронного микроскопа (SEM), рентгеновской дисперсионной спектроскопии (XEDS) и дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC). Красный материал содержит зёрна размером приблизительно 100 нанометров, которые в значительной степени являются оксидом железа с примесями алюминия в виде тарелкоподобных структур. Разделение компонентов с применением метилэтилкетона показывает присутствие элементарного алюминия. Оксид железа и алюминий тщательно перемешаны в красном материале. При воспламенении в устройстве DSC частицы показывают  большое тепловыделение при температуре приблизительно 430 °С, что намного ниже обычной температуры зажигания для термитной смеси. Многочисленные обогащённые железом микросферы четко наблюдаются после воспламенения этих своеобразных красно-серых образцов. Красная часть этих образцов оказывается высокоэнергетичным непрореагировавшим термитным материалом.

 

 

       ВСТУПЛЕНИЕ

 

       Уничтожение трёх небоскребов (WTC 1, 2 и 7) 11 сентября 2001 года стало не только чрезвычайно трагической катастрофой, непосредственно повлиявшей на судьбы тысяч людей и их семей из-за травм и гибели людей, но также повлекшей за собой множество больших и радикальных изменений во внешней и внутренней политике. Из-за этих и других причин знание о том, что же в действительности произошло в тот роковой день, имеет серьёзное значение.

 

       Множество усилий, которые были приложены финансируемыми правительством исследованиями, привели, в большой мере, к отчётам от FEMA и NIST. Другие исследования этой трагедии получили менее широкую огласку, но были не менее важными для выполнения обязательств перед жертвами этой трагедии, чтобы определить всю правду о событиях того дня. Многие их этих исследований надлежащим образом обращают внимание на остатки физических  материалов, доступные фотографии и видеозаписи, по-прежнему находящиеся в общественном распоряжении, относящиеся к методу разрушения трех небоскребов.

 

       Обрушения трёх наиболее высоких зданий WTC отличались своей полнотой, близостью к ускорению свободного падения, поразительной радиальной симметрией и необычайно большим объёмом высокотоксичной пыли, созданной при этом. Для того, чтобы объяснить эти особенности разрушения, авторы предприняли исследования этой пыли. В июне 2007 года доктор Стивен Джонс рассмотрел различные двухслойные частицы, с красным с серым слоем в образцах пыли из WTC. Сначала возникло подозрение, что они могут быть частицами засохшей краски, но после более тщательного осмотра и исследований было показано, что это не тот случай. Затем были проведены дальнейшие исследования красных и серых частиц в попытках выяснить их свойства. Авторы также получили и изучили дополнительные образцы пыли из WTC, собранные независимыми наблюдателями 11 сентября или сразу же после этого дня. Во всех исследованных образцах содержались эти маленькие своеобразные красные и серые частицы. В предыдущих исследованиях обсуждались наблюдения пыли из WTC, включая отчет компании RJ Lee, американского геологического сообщества, McGee с соавторами и Lioy с соавторами. Некоторые из этих исследований подтвердили наличие своеобразных железных микросфер, однако красно-серые частицы не обсуждались в предыдущих опубликованных докладах. Стоит подчеркнуть, что один образец был отобран спустя десять минут после обрушения второй башни, поэтому он не мог быть загрязнен операцией по очистке местности.

 

 

       МАТЕРИАЛЫ  И  МЕТОДЫ

 

       1. Происхождение образцов, анализируемых в настоящем докладе.

 

       В документе, впервые представленном в Интернете осенью 2006 года, относительно аномалий, наблюдавшихся при разрушении WTC, главный вопрос касался образцов пыли. В то время ожидалось, что тщательное рассмотрение пыли может дать доказательства в пользу гипотезы об использовании взрывчатых веществ, которые вместе с топливом реактивного самолёта вызвали чрезвычайно быстрое и по существу полное обрушение зданий.

 

       Установлено, что большое количество людей сохранили образцы обильной плотной пыли, которая распространилась и покрыла весь Манхеттен. Некоторые из этих людей отправили часть своих образцов членам этой исследовательской группы. В настоящем документе рассматриваются четыре отдельных образца пыли, собранные во время или сразу после 11 сентября 2001 года. В каждом найденном образце содержатся красно-серые вкрапления. Все четыре образца были собраны частными лицами, жившими в Нью-Йорке во время трагедии. Эти граждане проявили инициативу и предоставили образцы для анализа в публичных интересах, что позволило изучать пыль на предмет выявления любых фактов об этом дне на основании этой пыли. Карта с указанием мест, где были собраны образцы пыли, представлена на Рис.11.1.

 

       Самые ранние собранные образцы поступили от господина Фрэнка Делессио, который, согласно видеозаписи его показаний, находился на Бруклинском мосту со стороны Манхеттена во время обрушения второй, Северной, башни WTC. Он видел, как упали башни, и был окутан плотной пылью, которая распространилась после этого повсеместно. Он собрал немного пыли около рельса на пешеходной дорожке в конце моста приблизительно через десять минут после падения Северной башни. Затем он отправился в гости к своему другу Тому Брайденбаху, неся пыль в своей руке. По дороге оба они обсуждали эту пыль и решили сохранить её в пластиковом мешке. 15 ноября 2007 года Брайденбах послал часть этой пыли доктору Джонсу на анализы. Брайденбах также записал на видеопленку свидетельство о наборе этой пыли. Итак, образец Делессио/Брайденбаха был собран через десять минут после обрушения второй башни. Он был, безусловно, не загрязнен в результате порезки стали или операции очистки Ground Zero, которые начались позже. Кроме того, он не смешивался с пылью от здания WTC7, которое обрушилось несколько часов спустя.

 

       Утром 9 декабря 2001 года мистер Стефен Уайт из Нью-Йорка вошел в комнату своей квартиры на 8 этаже по Хадсон-Стрит, 1, которая находится в восьми кварталах от WTC. Он увидел слой пыли толщиной приблизительно около дюйма на стопке белья из прачечной около окна, которое было открыто приблизительно на 4 дюйма (10 см). Очевидно, открытое окно стало причиной того, что пыль из разрушенного WTC попала в номер и на бельё из прачечной. Он сохранил некоторое количество пыли и 2 февраля 2008 года отправил образец доктору Джонсу на анализы.

 

       Ещё один образец был собран из дома по Хадсон Стрит, 16 господином Джоди Интермонтом приблизительно в 2 часа пополудни 9 декабря 2001 года. Два небольших образца этой пыли были одновременно отправлены доктору Джонсу и Кэвину Райану 2 февраля 2008 года на анализы. Интермонт отправил подписанные под присягой свидетельства того, что он лично собрал эти образцы (сейчас образцы разделены). Он пишет: «Эта пыль, которая пришла из обрушившегося здания WTC, была собрана мной с чердака на углу Рид Стрит и Хадсон Стрит 12 сентября 2001 года. Я даю разрешение использовать моё имя в связи с этим доказательством».  [Подписано 31 января 2008 года в присутствии свидетеля, который также поставил свою подпись]

 

       Утром 9 сентября 2001 года госпожа Джэнет Маккинли находилась на 4 этаже своего дома по Седар Стрит, 113 / Либерти Стрит, 110, который находится напротив площади WTC. Когда рухнула Южная башня, облака пыли и мусора выбили окна, и её квартира оказалась наполнена пылью. Она выбежала из здания, обернув вокруг головы мокрое полотенце. Дом был закрыт для входа приблизительно неделю. Как только госпоже Маккинли было разрешено вернуться домой, она сделала это и тут же приступила к уборке. Повсюду на полу находился толстый слой пыли. Она собрала некоторое количество пыли в большой закрывающийся пластиковый пакет с целью дальнейшего использования в творчестве. Госпожа Маккинли откликнулась на статью доктора Джонса в 2006 году и послала ему образцы пыли. В ноябре 2006 года доктор Джонс отправился в Калифорнию на новое место жительства госпожи Маккинли, и в присутствии нескольких свидетелей отобрал второй образец пыли из WTC прямо из большого пластикового мешка, где хранилась пыль. Она также выслала образцы доктору Джеффри Фарреру и Кэвину Райяну напрямую. Результаты их исследований составляют часть этой статьи.

 

       Другой образец пыли был собран частным лицом из подоконника здания на Поттер Стрит в Нью-Йорке. Он не дал разрешения на разглашение его имени, поэтому его материалы не включены в этот отчет. Тем не менее, эти образцы содержат красно-серые частицы такого же состава, как и остальные образцы, описанные здесь.

 

 

       2. Размеры, расположение частиц и технологии исследования.

 

       Уточним, что образцы пыли, собранные и высланные авторам миссис Джэнет Маккинли, будут обозначены под номером 1; образцы, собранные мистером Фрэнком Делассио, или образец Делассио/Брайденбаха будет образцом номер 2; образец, собранный Джоди Интермонтом, будет образцом номер 3; и образцы, собранные мистером Стефеном Уайтом, будут образцом номер 4. Красно-серые частички притягиваются магнитом, что облегчает отбор и разделение данных частиц из основной массы пыли. Маленький постоянный магнит в пластиковом пакете использовался для притягивания и сбора стружки из образцов пыли. Частички как правило небольшие, но хорошо заметные на глаз в связи с их отличием по цвету. Они разного размера величиной от 0.2 до 3 мм. Толщина каждого слоя (красного и серого) варьирует от 10 до 100 микрон. Образцы пыли из WTC от этих и других сборщиков были высланы ими непосредственно разным учёным (включая некоторых, не упомянутых в этой статье), которые тоже нашли эти красно-серые частицы в пыли от обрушения WTC.

 

       FEI XL30-SFEG – сканирующий электронный микроскоп (SEM) был использован для создания изображений на вторичных электронах (SE) и на обратно-рассеяных электронах (BSE). Метод SE был использован для определения рельефа поверхности и пористости красно-серых частиц, метод BSE использовался для определения различий атомных номеров. Микроскоп был также оборудован устройством рентгеновской дисперсионной спектроскопии (XEDS). Система XEDS использует кремниевый детектор (SiLi) с разрешением не менее 135 эВ. Разрешение спектра было установлено на уровне 10 эВ на канал. По условиям эксплуатации сканирование составило 20 эВ на пучок (если не указано иное) и 40-120 эВ на вторичном сканировании. Карты XEDS были детектированы при использовании того же пучка при энергии 10 эВ.

 

       Для общего анализа поверхности по методу SEM частицы были установлены в углеродопроводящие вкладки. Образцы не мылись и не очищались, если не указано иное. Для более детальных наблюдений за образцами красного и серого слоёв и чтобы исключить загрязнение поверхности другими частицами пыли, несколько красно-серых частиц из пыли WTC были сломаны. Чистую поверхность излома далее изучали с помощью BSE и XEDS.

 

       Некоторые образцы были также протестированы с помощью дифференциального сканирующего калориметра (Netzsch DSC 404C) для измерения теплового потока из красно-серых частиц. Испытания по методу DSC проводились при постоянной скорости нагрева 10 °С в минуту до температуры 700 °С. При нагреве образцов, содержащихся в алюминиевых контейнерах, допускалось поступление воздуха с интенсивностью 55 мм рт.с. в минуту при нагревании. Графики были получены путем нанесения точек данных с интенсивностью 20 точек на градус °С или 200 точек в минуту. Оборудование откалибровано для демонстрации данных в ваттах на грамм. Графики, отображающие выделение положительного потока тепла из образцов, подобраны так, чтобы показать пики экзотермических событий на фоне эндотермических свойств капсулы.

 

       Образцы пыли также были исследованы с помощью микроскопии видимого света (VLM) через стереомикроскопы Nikon Epiphot 200, Olympus BX60 и микроскоп с камерой Nikon Labophot .

 

 

       РЕЗУЛЬТАТЫ

 

       1. Характеристика красно-серых частиц.

 

       Красно-серые частицы были найдены во всех собранных образцах. Анализ частиц проводился с целью оценки их сходства и определения материалов и химического состава частиц. На Рис.11.2 размещены микрофотографии красно-серых частиц из каждого из четырёх образцов пыли от WTC. Обратите внимание на шкалу размеров, использованную для каждого изображения. Частичка на изображении (а) длиной около 2.5 мм была одной из наибольших найденных частиц. Масса этой частички приблизительно 0.7 мг. Все исследованные частицы имели красные и серые слои, и все притягивались магнитом. На вставке (d) показано поперечное сечение частицы, где виден серый слой. Серый слой также частично виден на вставке (b). Сходство между этими образцами уже очевидно из этих фотографий.

 

       На Рис.11.3 показано три различных изображения того же образца с использованием различных методов создания изображений. Вставка (а) являет собой микрофотографию по методике VLM, которая показывает красный материал и в некоторых местах – серый. Вставки (b) и (c), соответственно, являются изображениями, полученными по методикам SE и BSE с использованием сканирующего электронного микроскопа SEM без проводящего покрытия на образце. Как можно видеть на изображении SE, красный слой частиц имеет очень яркие области, что объяснимо малым накоплением заряда под электронным пучком в связи с относительно низкой проводимостью красного слоя. Изображение, полученное по методике BSE, показывает красный слой более тёмным, чем серый. Это означает, что красный слой состоит из материала, имеющего относительно меньшую атомную массу, чем у серого слоя.

 

       Полученное с помощью методики BSE с более высоким разрешением изображение угла одной из частиц показано на Рис.11.4. Оно позволяет с более детально рассмотреть разницу в интенсивности оттенков серого двух слоёв и подтверждает большую атомную массу вещества в сером слое. На красном материале видно пятнышки и неоднородности, которые резко контрастируют с гладким серым слоем.

 

       Новые изломы на месте стыков красных и серых слоёв из четырёх разных образцов показаны на фотографиях, сделанных по BSE-методике, на Рис.11.5. Эти четыре сечения являются типичными для всех четырех образцов пыли. BSE-изображения иллюстрируют вывод о том, что во всех изучаемых красных слоях содержатся маленькие яркие частицы или зёрна, характеризующиеся большой атомной массой. Размеры и наличие частиц оказались постоянными во всем слое, однако, концентрация частиц местами меняется, как видно из фотографии.

 

       Сломы красных и серых слоев в частицах из всех четырёх образцов пыли были исследованы также с помощью рентгеновской дисперсионной спектроскопии (XEDS). Полученные спектры показаны на Рис.11.6 и Рис.11.7. Четыре спектра на Рис.11.6 показывают, что серый слой характеризуется высоким содержанием железа и кислорода, с небольшим количеством углерода. Химический состав красных слоев также вполне согласуется во всех четырёх образцах (Рис.11.7). Каждый из них показывает присутствие алюминия, кремния, железа и кислорода, а также значительное содержание углерода.

 

       При ещё большем увеличении BSE-изображение красного слоя иллюстрирует сходство между всеми образцами пыли. BSE-изображения небольшой, но показательной, части каждого красного слоя на сломе можно видеть на Рис.11.8. Результаты показывают, что мелкие частицы очень высокой BSE-интенсивности (яркости) имеют размеры порядка 100 нм и гранёный внешний вид. Эти яркие частицы перемешаны с пластинчатыми частицами, которые имеют среднюю BSE-интенсивность, толщину 40 нм и длину порядка 1 мкм. Таким образом, сравнивая Рис.11.8 и Рис.11.9, можно видеть, что все частицы перемешаны в неструктурированные матрицы, дающие тёмную BSE-интенсивность.

 

       XEDS-карты поперечного сечения красного слоя были получены при энергии пучка 10 кВ. Рассмотренная область на карте показана на BSE-изображении (Рис.11.10 – а). XEDS-карты, некоторые из которых показаны на Рис.11.10 – b-f), указывают с помощью цвета количество химического элемента, присутствующего в данной точке или около нее на всей рассматриваемой площадке. Результаты показывают, что самые мелкие частицы с максимальным значением BSE-интенсивности, совпадают с областями с высокой концентрацией химических элементов Fe и O. Тарелкоподобные частицы со средней BSE-интенсивностью совпадают с местами расположения большого количества атомов Al и Si. Карта (d) также указывает на присутствие кислорода, но в меньшей степени, в местах концентрации Al и Si. Таким образом, хоть это и не является доказанным, кислород является связанным с алюминием или кремнием, или же с обоими элементами. Углеродная карта представляется менее определённой, т.е. углерод кажется не связанным с определёнными частицами или группой частиц, а с матрицей материала в целом.

 

       Для того, чтобы узнать больше, пучок электронов был направлен непосредственно на различные частицы, и с помощью XEDS были получены новые данные. При облучении пучком кластера тарелкоподобных частиц был получен спектр, представленный на Рис.11.11 – а. Спектр на Рис.11.11 – b был получен с кластера наименьших ярких гранулированных зёрен. Снова было отмечено, что в тонких листоподобных частицах много алюминия и кремния, в то время как яркие гранулированные зёрна богаты железом. Оба спектра показывают значительные количества углерода и кислорода, что может быть следствием действия пучка рентгеновского сигнала, который дублируется от матрицы материала и частиц, находящихся под его поверхностью. Энергия пучка (20 КэВ) такова, что объём материала, из которого генерируется рентгеновский сигнал, больше объёма частиц. Таким образом, некоторые атомы алюминия и кремния на Рис.11.11 – b могут не принадлежать гранёным зернам, так же как и некоторые атомы железа на Рис.11.11 – а могут не иметь отношения к пластинчатым частицам.

 

       Строго ромбической формы, гранёные проявления богатых железом зерен наводят на мысль о том, что они могут быть кристаллическими. Из этих данных установлено, что красно-серые частички из разных образцов пыли WTC очень похожи по своему химическому и структурному составу. Также установлено, что в красном слое существует тесное смешивание железистого зерна и алюминиево-кремниевых пластинчатых частиц, внедрённых в богатые углеродом матрицы.

 

 

       2. Тест с использованием растворителя метилэтилкетона.

 

       Используя некоторые средства для разделения элементов материала, химический состав различных частиц в красном слое был определен более точно. Первоначальной целью было сравнить поведение красного слоя и краски, когда известно, что краска, смоченная сильным органическим растворителем, размягчается и растворяется. Красно-серые частички были погружены в метилэтилкетон (МЕК) на 55 часов при частом помешивании, а затем – высушены на воздухе в течение нескольких дней. Частички показали видимое набухание красного слоя, но без видимых признаков растворения. Для сравнения, кусочки краски размягчились и частично растворились, будучи аналогично пропитанными МЕК. При этом была обнаружена значительная миграция и сегрегация алюминия в красном материале частички. Это позволило нам оценить, присутствовала ли хотя бы часть алюминия в элементарной форме.

 

       Частичка, использованная для эксперимента, была извлечена из образца 2 и показана на изображении ниже. На Рис.11.12 показано изображение частички из сканирующего электронного микроскопа перед растворением в МЕК. Оно позиционировано областью сопряжения красного и серого слоёв, почти параллельной к плоскости изображения. На Рис.11.12 – b показано изображение на обратно-рассеянных электронах частички после впитывания МЕК. Обратите внимание, что частичка сломалась в ходе воздействия МЕК и обработки. На этом снимке красный и серый слои расположены так, чтобы граница между ними была перпендикулярной к плоскости изображения с серым слоем справа. Визуально красный слой частички регистрируется в выпуклости серого слоя, причем он стал приблизительно в 5 раз тоньше его первоначальной толщины. Микрофотография на Рис.11.13 также показывает частичку после впитывания МЕК. Красный слой можно видеть выходящим из серого слоя.

 

       Перед погружением частички в МЕК был получен спектр XEDS с площади красного поверхностного слоя. Результирующий спектр, показанный на Рис.11.14, дал ожидаемые пики для Fe, Si, Al, O и С. Меньшие пики включают кальций, серу, цинк, хром и калий. Наличие этих элементов может быть объяснено загрязнением поверхности красного слоя. Большие пики кальция и серы могут быть следствием загрязнения гипсом при нанесении разных материалов на стены зданий.

 

       Карты XEDS были выполнены на выпуклостях красного материала при энергии пучка 10кВ с целью определения местонахождения разных химических элементов после растворения в МЕК. Данные, показанные на Рис.11.15, иллюстрируют области концентрации железа, алюминия и кремния. Кроме того, эти же данные показывают, что места концентрации кислорода совпадают с местами концентрации железа и кремния. С другой стороны, существуют области, где кислорода находится меньше, чем его нужно для связывания алюминия. Чтобы подтвердить количественную оценку этих наблюдений, спектры XEDS были выполнены в местах с высокой концентрацией кремния, алюминия и железа.

 

       Фокусируя электронный пучок на области с высоким содержанием кремния (Рис.11.15 – e), мы нашли кремний, кислород и почти больше ничего (Рис.11.16). Очевидно, растворитель разрушил структурную матрицу химических соединений, что позволило некоторым компонентам переместиться или разделиться. Это является важным фактом в пользу того, что алюминий и кислород оказались не связаны химически.

 

       Следующий спектр, полученный с помощью XEDS (Рис.11.17), был получен из области, показывающей высокую концентрацию алюминия. Используя обычный способ оценки, было установлено, что количество алюминия примерно втрое превышает количество кислорода. Таким образом, несмотря на то, что часть алюминия может быть окислена, кислорода недостаточно для окисления всего алюминия. Некоторая часть алюминия должна присутствовать в красном материале в элементарной форме. Это важный результат. Частицы алюминия всегда покрыты слоем оксида алюминия, независимо от размера. Таким образом, имеются предпосылки найти большое количество оксида алюминия, учитывая большую площадь поверхности маленьких образцов.

 

       Следующая область с высоким содержанием железа была проанализирована с помощью XEDS-спектра и показана на Рис.11.18. Кислород был найден в высоких концентрациях с железом в красном материале даже после вымачивания в растворителе МЕК (Рис.11.15), и на Рис.11.18 обилие кислорода также наблюдается в месте концентрации железа. На основании количественной оценки спектров XEDS и после расчета частей кислорода и железа было обнаружено соотношение Fe:O на уровне 2:3. Это означает, что окислено по видимому трехвалентное железо, или, возможно, мы имеем дело с оксидом трехвалентного железа в полимерной форме.

 

       Для проверки количественного метода были проведены исследования с контрольными образцами оксидов трехвалентного железа. Подсчетом было установлено, что все образцы дают последовательно повторяющиеся результаты для железа и кислорода. В частности, мы сделали восемь 50-секундных измерений образцов Fe2O3 и обнаружили статистические отклонения по железу (±6,2% – 1 сигма), по кислороду (±3,4% – 1 сигма) от соотношения O/Fe на уровне 1.5, как и ожидалось.

 

       Наличие элементарного алюминия и оксида железа приводит к очевидному предположению, что материал может содержать термит. Однако, прежде чем сделать вывод, что красный материал, найденный в пыли от разрушения WTC, является термитным, потребуются дополнительные исследования. Например, как ведут себя материалы при нагревании в чувствительном калориметре? Если материал не реагирует энергично, можно утверждать, что хотя элементы термитного материала присутствуют, сам материал не является термитом.

 

 

       3. Температурный анализ с использованием дифференциального сканирующего калориметра.

 

       Красно-серые частички были подвергнуты нагреванию с использованием дифференциального сканирующего калориметра (DSC). Данные, приведенные на Рис.11.19, показывают, что красно-серые частички из разных образцов пыли от разрушения WTC воспламеняются при температуре 415-435 °С. Уровень энерговыделения данной экзотермической реакции может быть оценен способом интегрирования по времени в области узкого пика. Оценки от наименьшего до наибольшего пиков дают величины 1.5, 3, 6, 7.5 кДж/г соответственно. Вариации высоты пиков и разброс результатов объясним, исходя из массы образцов, используемых в шкале измерений калориметра DSC, включая массу серого слоя. Серый слой в основном состоит из оксида железа и не способствует выходу экзотермической реакции; кроме того, этот слой сильно варьирует в разных частичках.

 

 

       4. Наблюдения богатых железом сферических образований в процессе зажигания частичек в дифференциальном сканирующем калориметре.

 

       В обугленных и пористых остатках материала после сжигания в DSC наблюдались многочисленные микросферы и сфероиды. Многие из них были проанализированы. Обнаружено, что некоторые из них богаты железом – они проявляются как блестящие серебристые сферы в электронном микроскопе. Некоторые из них богаты кремнием – они проявляются как прозрачные или полупрозрачные сферы, если смотреть на них под белым светом. Смотрите фотографии, выполненные с использованием микроскопа Nikon (Рис.11.20).

 

       Множество богатых железом сфер представляют особый интерес в этом исследовании, ведь они не наблюдались в этих частичках перед нагреванием с помощью DSC. Сферы, богатые железом, сами по себе демонстрируют возникновение очень высоких температур (которые значительно выше 700 °С, достигнутой в калориметре) в связи с высокой температурой плавления железа или оксида железа. Такие высокие температуры показывают, что произошла химическая реакция.

 

       С помощью BSE-изображений было установлено, что сферы из результатов нагревания в DSC оказались богаты железом. Пример показан на Рис.11.21 вместе с соответствующим XEDS-спектром данного образца.

 

       Для оценки содержания химических элементов был применён количественный анализ. Для данных богатых железом сфероидов содержание железа превышает содержание кислорода примерно в два раза, поэтому в нем должно присутствовать существенное количество элементарного железа. Этот результат повторялся в других богатых железом сфероидах, а также в тех местах остатка после сжигания в DSC, где сферы не образовались. В сфероидах соотношение Fe:O составило приблизительно 4:1. Другие богатые железом сферы из остатков DSC содержат также алюминий и кислород.

 

       Эта термитная реакция из красно-серых частиц, происходившая в DSC (при повышении температуры до уровня зажигания), подтверждается комбинацией следующих наблюдений:

1)      Очень энергичная реакция, происходящая при температуре 430 °С;

2)      Формирование богатых железом сфер. Это значит, что продукты реакции должны иметь достаточную температуру для плавления (для железа и оксида железа – 1400 °С);

3)      Сферы, шарики, несфероидные остатки, в которых содержание железа превышает содержание кислорода.

 

       Значительное содержание железа ожидалось, собственно, как результат термитной окислительно-восстановительной реакции алюминия и оксида железа.

 

       Доказательства наличия высокоэнергетического термитного материала в пыли WTC являются очень убедительными.

 

 

       5. Тесты зажигания / пламени.

 

       Устройства DSC, используемые в нашем исследовании, не позволяет визуально наблюдать за этой высокоэнергетической реакцией. Поэтому были выполнены также исследования с помощью небольшого пламени автогена, направленного на красно-серые частицы. Образцы нагревались на графитовом блоке (Рис.11.22), либо были проведены с помощью пинцета в пламени. Были также испытаны несколько образцов краски, и в каждом случае краска сгорала дотла в горячем пламени. Однако, такого не произошло ни с одной красно-серой частицей из пыли WTC.

 

       Первая красно-серая частичка из WTC, исследованная таким способом, имела размер приблизительно 1 мм x 1 мм. Через несколько секунд нагревания наблюдается высокоскоросной выброс горячих частиц под рукой лица, держащего факел автогена (Рис.11.22). Интенсивный свет и ярко-оранжевый цвет пламени свидетельствует о высокой температуре сгорания частички. В данном случае попытка установить продукты реакции оказалась неудачной. Короткий видеоклип об этом эксперименте (включая замедленную съёмку), доступен здесь.

 

       В последующих тестах на воспламенение продукт реакции был восстановлен и показан на микрофотографии SEM (Рис.11.23). Опять же, образование сферической формы, богатой железом, показывает, что остаток вещества плавится и происходит поверхностное натяжение жидкости, которая набирает сферическую форму. Тем не менее, доказательства термической реакции, полученные с помощью DSC, являются более убедительными, поскольку зажигание красного материала происходит при температуре точно 430 °С.

 

 

       ОБСУЖДЕНИЕ

 

       Во всех исследованных образцах пыли из катастрофы WTC были обнаружены красно-серые частички. Эти частички характеризуются красным слоем, в котором XEDS-анализ идентифицирует углерод, кислород, алюминий, кремний, железо, и серый слой, в котором найдено главным образом железо и кислород. Соотношение этих элементов всегда одинаково, особенно когда анализ выполняется на свежем сломе красного и серого слоёв. Изображения BSE также раскрывают структуру красного слоя, показывая объём и структуру частиц, содержащихся в этом слое. Результаты ясно показывают сходство красно-серых частиц из различных образцов пыли из всех четырёх мест.

 

       Возникает ряд вопросов, проистекающих из результатов наших исследований.

 

       1. Сколько высокоэнергетического красного материала осталось во время разрушения WTC ?

 

       В образце, собранном Дж.Маккинли, было грубо оценено количество красно-серых частиц. Пятнадцать небольших обломков общей массой 1.74 мг были извлечены из 1.6 г пыли. Поэтому массовая часть красно-серых частиц составляет приблизительно 0.1% веса образца пыли. Повторный отбор образцов показал наличие 69 частиц в 4.9 г пыли. Последующий анализ образцов лишь уточнил эту оценку. Падение башен WTC произвело огромные облака пыли, общую массу которых трудно установить. Но масса красно-серых частиц должна быть значительной, исходя из данных выборок.

 

       2. Существует ли красный термитный материал в природе?

 

       Наши наблюдения показывают, что красный материал содержит значительное количество алюминия, железа и кислорода, тщательно перемешанных вместе. В образце, пропитанном МЕК, мы ясно наблюдали перемещения алюминия относительно других химических веществ и установили, что в этом образце должен присутствовать оксид железа и элементарный алюминий. В продукте, собранном после сжигания в DSC, мы обнаружили сферы, которых изначально там не было. Многие из этих сфер были богаты железом. Кроме того, было обнаружено большое количество элементарного железа в продуктах сгорания после экспериментов в DSC. Также, треки DSC показывают, что красно-серые частички бурно реагируют при температуре ниже точки плавления алюминия и ниже температуры окисления (зажигания) ультрамалого (UFG) зерна алюминия в воздухе. Эти наблюдения напомнили нам о нано-термите, изготовленном в Лоренс-Ливерморской Национальной Лаборатории или где-нибудь в другом месте. Доступные документы описывают этот материал как однородную смесь UFG-алюминия и оксида железа в нано-термитном композите, формируемом для нужд пиротехники и взрывчатых веществ. Термитная реакция состоит в замещении алюминием железа в оксиде железа:

 

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe  (расплавленное железо), ΔH = – 853.5 кДж/моль.

 

       Коммерчески доступные термиты ведут себя как зажигательная смесь при воспламенении. Но когда ингредиентами являются UFG-зерна алюминия, тщательно перемешанные с оксидом железа, нано-термит реагирует очень быстро, иногда даже со взрывом, и называется «супер-термит».

 

       Мы хотели бы сделать подробное сравнение красных частиц с известными супер-термитными композитами, а также сравнения продуктов сгорания, но существует множество форм этого высокотехнологичного термита, и такое сравнение должно ждать дальнейшего изучения. Между тем, мы сравниваем образцы с коммерчески доступными макро-термитами. Во время воспламенения термита мы заметили формирование множества сфер и сфероидов из расплавленного продукта при активном рассеянии продуктов реакции. Эти частицы имеют тенденцию к сферической форме вследствие действия силы поверхностного натяжения и, будучи малы, быстро охлаждаются и затвердевают на воздухе. Таким образом сохраняются их сферические формы.

 

       Чтобы облегчить сравнение продуктов сгорания красно-серых частиц и коммерческих зажигательных термитов, мы сопоставили соответствующие изображения и XEDS-спектры.

 

       Мы заметили, что шарообразные остатки сгорания красных частиц (Рис.11.25, Рис.11.26) обладают поразительно схожей химической подписью с типичным XEDS-спектром сфероида, созданного коммерческим термитом (Рис.11.24). Это сходство поддерживает нашу гипотезу о том, что красные частички являются термитным материалом.

 

       Кроме красно-серых частиц, в пыли WTC наша группа нашла много небольших сферических образований. Они содержат те же химические элементы – остатки термита, как отмечалось в предыдущей  работе. Мы демонстрируем сферы, найденные в пыли WTC (Рис.11.27), а также XEDS-спектр такой сферы (Рис.11.28). Мы предлагаем читателям сравнить эти результаты с продуктами воспламенения коммерческого термита и воспламенения красно-серых частиц.

 

       3. Может ли красный материал быть непрореагировавшим «супер-термитом»?

 

       Мы отметили, что обычный термит выступает в роли зажигательной смеси при воспламенении. Однако, когда компоненты являются сверхмелкозернистыми и тщательно смешаны, смесь реагирует очень быстро, даже со взрывом. Таким образом, существует очень энергетически ёмкая форма термита, известная как высокоэнергетический композит или «нано-термит», состоящий в том числе из алюминия и оксида железа. Одна частичка имеет размеры не больше 100 нм, часто вместе с кремнием и углеродом.

 

       «Скорости реакции наноразмерных алюминия и оксидов металлов могут быть значительно большими, чем те, которые наблюдались в случае термитного порошка традиционных размеров. Реакции, протекающие между порошками металлов и оксидов металлов, сопровождаются генерацией высоких температур (>3000 °К). Супер-термиты получают смешиванием порошков микронных размеров. В результате скорость высвободжения энергии на два порядка выше, чем в случае реакций аналогичных смесей, состоящих из реагентов микронных размеров.»

 

       В красном слое самое интересное в том, что он содержит алюминий, железо и кислород, которые тщательно перемешаны в виде частиц размером 100 нм и менее. Теперь сравним кривую DSC, полученную для красно-серых частиц, с кривой DSC, полученной для известных супер-термитов (Рис.11.29). Обыкновенный термит воспламеняется при более высокой температуре (около 900 °С и выше) и даёт кривую значительно шире, чем супер-термит. Все эти данные свидетельствуют о том, что термитный материал, найденный в пыли WTC, является одной из форм нано-термита, но не обыкновенного (макро-)термита. Мы не делаем сейчас никаких попыток указать конкретную форму нано-термита, пока больше не узнаем о красном материале, и, в особенности, о природе органического материала, которую он содержит.

 

       4. Существовала ли технология создания мощной экзотермической реакции на нанокомпозитах до 9/11/2001 года?

 

       Ответ мы находим в докладе Гаша с соавторами, датированном апрелем 2000 года, т.е. за 17 месяцев до трагедии:

 

       «Наноструктурированными композитами называются многокомпонентные материалы, в которых по крайней мере один из компонентов имеет габариты в диапазоне от 1 до 100 нм. Энергетические нанокомпозиты представляют собой класс материалов, которые имеют тесно смешанные топливо и окислитель, и в которых хотя бы один из компонентов имеет вышеуказанные размеры. Полученные пиротехнические средства являются примером энергетического нанокомпозита, в котором наночастицы оксида металла вступают в высокоэнергетическую экзотермическую реакцию с металлами других видов топлива. Топливо находится в ячейках пористой матрицы, в то время как окислитель содержит, по меньшей мере, части скелета матрицы.» «В качестве примера, энергетический нанокомпозит из FexOy и металлического алюминия легко синтезировать. Композиты стабильны, безопасны и могут легко воспламеняться.»

 

       Мы выяснили, что технологии изготовления материалов удивительно близких по характеристикам к красным частицам существовали еще до апреля 2000 года. В том же докладе ученые отмечают, что «полимеры» могут быть добавлены в нанокомпозиты:

 

       «Этот “sol-gel” метод позволяет добавлять нерастворимые вещества (например, металлы или полимеры) в вязкую соль перед гелеобразованием для производства равномерно распределенных высокоэнергетических нанокомпозитов. Металл алюминия (в виде мелкого порошка приблизительно 6 мкм в диаметре) добавляется в гель FexOy перед гелеобразованием для производства FexOy / Al пиротехнических нанокомпозитов… Эти нанокомпозиты впоследствии были обработаны, чтобы ксерогель и аэрогель материалы… Пиротехический нанокомпозит воспламеняется с помощью пропановой горелки.»

 

       Действительно, красные частицы могут воспламеняться с помощью факела и обладают свойствами пиротехнического нанокомпозита. Все необходимые ингредиенты присутствуют – алюминий, железо, кислород, кремний и углерод – и они включены в состав таким образом, что частица выбрасывает горячий материал при воспламенении. Доклад Гаша описывает FTIR-спектры, которые характеризуют энергию этого материала. Мы провели такие же тесты и описываем результаты в других местах. Мы отмечаем, что полимеры в матрице могут быть ответственны за поглощение МЕК и последующее набухание, которое мы наблюдали.

 

       Отчет на конференции в апреле 2001 года раскрывает, кто был в курсе того, как работает эта взрывчатка в то время:

 

       «На 221-й национальной встрече Американского Химического сообщества, состоявшейся в апреле 2001 года в Сан-Диего, прошел симпозиум по использованию наноматериалов в оборонной промышленности. Одна из 4-х сессий была озаглавлена «Наноэнергетика»… Эта сессия дала хорошее представление о работе, которая проводится в течение 10 лет… На этот момент военные и академические лаборатории активно участвуют в программах, направленных на эксплуатацию уникальных свойств наноматериалов, которые потенциально могут быть использованы в высокоэнергетических композитах для новых взрывчатых веществ. Наноэнергетика перспективна для создания термобарического оружия, в частности, из-за высокой степени выхода энергии и импульса управления.»

 

       Особенность «импульс управления» может быть важной. Вполне возможно, что состав может быть подобран так, чтобы получить достаточный ударный эффект для достижения желаемой фрагментации при минимальном уровне шума.

 

       5. Можно ли безопасно обработать (предмет) супер-термитом?

 

       В апрельском 2000 года отчете Гаша с соавторами говорится:

 

       «Характер влажных нанокомпозитов представляет собой дополнительную степень безопасности. Пиротехнический нанокомпозит не может воспламениться в наших руках до окончания процесса сушки. Это свойство должно давать возможность производить большое количество пиротехники, которую можно безопасно хранить в течение некоторого времени и сушить незадолго до её использования.»

 

       Безопасное обращение с гелеобразным нанокомпозитным материалом позволяет легко покрывать поверхности (например, сталь), о чем говорится как о достижении в следующем докладе той же группы исследователей:

 

       «Гелеобразный метариал легко поддается нанесению на поверхности способами погружения, покраски, напыления. Мы использовали это свойство для покрытия различных подложек способом погружения в гель. Вещество высыхает и получается хорошая пленка.» «Мы подготовили мелкодисперсные порошки, прессованные таблетки, литые монолиты и тонкие пленки на неорганических гибридных подложках либо на органических подложках.»

 

       Таким образом, нанокомпозитная взрывчатка может быть распылена или даже нарисована на поверхности, эффективно создавая взрывчатку или даже взрывную краску. Красные частицы, найденные нами в пыли WTC, соответствуют описанию тонких плёнок из «гибридных органико-неорганических нанокомпозитных взрывчаток». И в самом деле, описательные термины «покрытие из взрывчатки» и «сплошная плёнка» очень хорошо подходят к нашим наблюдениям красно-серых частиц, которые пережили разрушения WTC. Мы не можем определить сейчас, что определило размеры частиц – метод, применение или способ реакции. В то время как нанесение тонкой пленки может привести к желаемому эффекту, также возможно, что эффект тушения сталью этого материала, находящегося с ней в контакте, будет предотвращать воздействие тонкой пленки на большие массы материала. Тот факт, что большинство частиц имеют характерный серый слой, показывает, что непрореагировавший материал был в тесном контакте с чем-то еще: либо с целью разрушения, либо с контейнером, либо с клеем.

 

       Клэпсэдл с соавторами далее отмечают в своём докладе:

 

«Эти результаты показывают, что в условиях окружающей среды гибридный органико-неорганический высокоэнергетический композит очень стабилен к ударам, нечувствителен к искре и очень слабо чувствителен к трению. Как отмечено в экспериментальной части настоящего доклада, в наших руках мокрый гибридный нанокомпозит безопасен в обращении и трудновоспламеним (sic!) при поджигании. Тем не менее, после высыхания данный материал горит очень быстро с выходом большого количества газообразных веществ.»

 

       Органический компонент способствует быстрому газовыделению и взрывному характеру высокоэнергетического «супертермита» в сухом состоянии.

 

       «Супер-термитные электрические спички» были разработаны Национальной Лабораторией в Лос-Аламосе, для которых «область применения включает взрывчатку для… сносов». Действительно возможно, что такие спички, которые предназначены для воспламенения от простого электрического импульса, могут содержать вещества, похожие на красный материал, найденный нами в пыли WTC. Что касается безопасности супер-термитной спички, Лаборатория в Лос-Аламосе отмечает:

 

       «К сожалению, обычные электрические спички используют соединения свинца, которые являются очень чувствительными к ударам, фрикционным, статическим и тепловым взаимодействиям, таким образом делая их чрезвычайно опасными для хранения. Кроме того, эти соединения производят ядовитый дым. Супер-термитные электрические спички не выделяют ядовитых газообразных соединений свинца и являются безопасными в использовании, т.к. они сопротивляются трению, удару, тепловым и статическим разрядам в разных комбинациях, тем самым минимизируя вероятность случайного воспламенения. Они могут быть предназначенными для создания различных тепловых эффектов: простых искр, горячего шлака, капель или пламени, в зависимости от потребностей различных задач.»

 

       6. Каков выход энергии супер-термита по сравнению с обычными взрывчатыми веществами?

 

       График из статьи о наноструктурированных энергетических материалах показывает, что энергия/объем выхода для композитных материалов на основе Al / Fe2O3 превышает аналогичные показатели обычных взрывчатых веществ, используемых при сносе (Рис.11.30).

 

       Поразительно, что некоторые из красно-серых частиц производят больше энергии в кДж/г, чем синий термит, как показано на данной гистограмме. Теоретический максимум для термита равен 3,9 кДж/г. Мы полагаем, что дополнительный органический материал в красно-серых частичках также весьма энергоёмок, более всего для выделения газа для обеспечения взрывного давления. Опять же, обычный термит рассматривается как зажигательная смесь, в то время как супер-термит, который может включать органические компоненты для быстрой генерации газа, считается пиротехническим или взрывоопасным. Поскольку наше испытание было произведено в воздухе, возможно, что повышение выхода энергии может происходить из-за воздушного окисления органического компонента.

 

       7. Может ли красный материал частиц быть обычной краской?

 

       Мы измеряли сопротивление красного материала (с очень небольшим количеством серого, прикрепленного с одной стороны) с помощью мультиметра Fluke 8842A для сравнения с обычной краской, используя формулу:

 

Удельное сопротивление = RA / L,

 

где R – сопротивление, Ом; A – площадь поперечного сечения, м2; L – толщина, м.

 

       Ввиду малых размеров красных частиц, приблизительно 0,5х0,5 мм, мы сделали два замера и получили среднее значение на уровне 10 Ом-м. Это на несколько порядков меньше, чем значение удельного сопротивления краски на уровне 1010 Ом-м, взятое из таблиц.

 

       Другой тест, описанный выше, заключался в размешивании красных частиц в растворителе из метилэтилкетона на десятки часов со взбалтыванием. Красный материал набухал, но не растворялся, оставляя богатую кремнием матрицу после завершения процедуры. С другой стороны, образцы краски в том же МЕК-растворителе размякли и показали значительное растворение, как и ожидалось, поскольку МЕК является растворителем краски.

 

       Кроме того, мы показали, что красный материал содержит элементарный алюминий и оксид железа, ингредиенты термита, в соответствующем соотношении и тщательно перемешанные в уцелевших частицах. Образцы невелики (например, зерна оксида железа примерно 100 нм в поперечнике) и находятся в матрице с кремния и углерода, что свидетельствует о супер-термитном составе. Красные частицы при воспламенении производят очень высокую температуру даже сейчас, через несколько лет после трагедии, как было показано с помощью яркой вспышки и возникновения богатых железом сфер. Соответственно, DSC-тесты показывают высокое тепловыделение, превышающее чисто термитное. Кроме того, энергия выделяется за очень малый промежуток времени, показанный с помощью узкого пика (Рис.11.29). Тест после сжигания частиц в DSC-камере показывает высокое содержание микросфер, в которых содержание железа превышает содержание кислорода, показывая, что хотя бы часть оксида железа была использована в реакции. Если была изобретена такая краска, которая включает эти высокоэнергетические материалы, было бы крайне опасно использовать её в сухом виде, и навряд ли можно получить добро на использование такой краски в строительстве. Утверждения, что мы рассмотрели такие прозаические вещества, как краски, должны быть проверены с помощью демонстрации реакций образца такого материала в SEM/XEDS и DSC-тестах. 

 

       8. Какие исследования предполагаются в будущем?

 

       Мы отметили, что полная энергия, выделившаяся из некоторых красных частиц, превышает теоретический предел для термита (3,9 кДж/г). Единственной возможностью объяснить это является наличие органического материала в красном слое с высокой энерговыделяемостью. Определение химических веществ, находящихся в органическом компоненте красного материала должно дать решение этой проблемы. Дальнейшие исследования красного вещества (отделённого от серого вещества) в сравнении в известными супер-термитными вариантами по методикам DSC, TGA, FTIR и другими анализами, без сомнения, стоят на повестке дня. В частности, ядерно-магнитный резонанс и масс-спектрометрия вкупе с соответствующими исследованиями призваны определить органический материал.

 

       Мы заметили, что некоторые частицы имеют в своем составе дополнительные химические элементы, такие как калий, свинец, барий и медь. Является ли важным то, что эти элементы появляются лишь в некоторых красных частицах, а в других – нет? Пример, представленный на Рис.11.31, показывает значительное количество Pb вместе с C, O, Fe и Al и отображает несколько красных и серых слоёв.

 

       Кроме того, серый слой требует дальнейшего исследования. Какова его цель? Иногда серый материал проявляется в виде нескольких слоев, как показано на Рис.11.32. Красный среднепористый слой материала находится слева на этом изображении, соприкасаясь со следующим тёмно-серым слоем и светло-серым материалом справа, как показано на фотографиях одной и той же частицы (изображение справа на Рис.11.32). Серый слой в контакте с красным слоем имеет XEDS-спектр, показанный на Рис.11.33, в котором железа нет, в то время как внешний серый материал имел XEDS-спектр, показанный на Рис.11.6.

 

       Таким образом, средний слой серого материала содержит углерод и кислород, и, возможно, также водород, которого слишком мало, чтобы он мог быть зафиксирован с помощью данной методики. Поскольку серый внутренний слой находится между двумя другими слоями, это может быть типа клея, связующего красный пористый термитный материал с другим слоем, богатым железом. Можно предположить, что красный материал был присоединен к ржавому железу с помощью клея. Охлаждающий эффект железа в такой непосредственной близости, действуя в качестве теплоотвода, может гасить реакцию и объяснить то, что непрореагировавший красный термитный материал, всегда находимый в тонких слоях, остался в пыли. Эти гипотезы требуют дальнейших экспериментов.

 

       Ни одной красно-серой частички, исследованной здесь, не было найдено в пыли, образовавшейся вследствие контролируемого сноса с использованием обычных взрывчатых веществ и методов Курорта Стардаст и казино в Лас-Вегасе (снесено 13 марта 2007 г) и Ки-Банка в Солт-Лейк-Сити (снесено 18 августа 2007 г). Конечно, мы не предполагаем, что разрушение небоскрёбов WTC произошло обычным образом.

 

       Красный материал горит быстро, как показано в DSC-тестах, и мы наблюдали яркую вспышку при воспламенении, но определение скорости горения красного материала может помочь классифицировать его как медленное или быстрое взрывчатое вещество. Вполне возможно, что это вещество используется не как заряд-резак, а скорее как средство для воспламенения взрывчатых веществ, как в супер-термитных спичках. Наблюдая несожженный термитный материал в останках WTC, мы считаем, что в пыли WTC также следует искать другие высокоэнергетические материалы, пригодные для резки или взрывания. NIST признал, что они еще не искали таких останков.

 

 

       ВЫВОДЫ

 

       Мы обнаружили отдельные красно-серые частицы в значительных количествах в пыли, связанной с разрушением зданий Всемирного Торгового Центра. Мы применили SEM/XEDS и другие методы для определения мелкомасштабной структуры и химического состава этих частиц, особенно их красного компонента. Красный материал является наиболее интересным и имеет следующие характеристики:

 

1. Он состоит из алюминия, железа, кислорода, кремния и углерода. Иногда присутствуют меньшие количества потенциально реактивных химических элементов, таких как калий, сера, свинец, барий и медь.

 

2. Основные элементы (Al, Fe, O, Si, C), как правило, все присутствуют в частицах с размерами от десятков до сотен нанометров, и детальное картирование с помощью XEDS-метода показывает их тщательное перемешивание.

 

3. При обработке метилэтилкетоновым растворителем произошло некоторое разделение компонентов. Элементарный алюминий стал в достаточной мере концентрированным, чтобы быть чётко определенным в материале перед этапом поджигания.

 

4. Оксид железа проявляется в виде гранёных зерен величиной примерно 100 нм, тогда как алюминий – в виде тонких пластинчатых структур. В силу небольших размеров частиц оксида железа данный материал можно охарактеризовать как нано-термит или супер-термит.

 

5. Анализы показывают, что железо и кислород присутствуют в соотношении, характерном для химического соединения Fe2O3. Красный материал во всех четырёх образцах пыли из WTC соответствует этому правилу. Оксид железа был найден в этом материале перед воспламенением, в то время как элементарного железа не было.

 

6. Из наличия элементарного алюминия и оксида железа в красном материале мы приходим к выводу, что он содержит ингредиенты термитной смеси.

 

7. В результате измерений с помощью DSC-методики выявлено, что материал воспламеняется и энергично реагирует при температуре приблизительно 430 °С с довольно узким экзотермическим пиком, очень близко соответствующим независимым наблюдениям за поведением известных супер-термитных образцов. Низкая температура воспламенения и присутствие зерен оксида железа размером менее 120 нм показывают, что материал не является обычным термитом (который воспламеняется при температуре свыше 900 °С), но очень вероятно – в форме супер-термита.

 

8. После воспламенения нескольких красно-серых частиц в DSC при температуре до 700 °С мы обнаружили многочисленные богатые железом сферы и сфероиды в продуктах горения, что указывает на произошедшие высокотемпературные реакции, поскольку богатые железом продукты обязательно должны быть расплавлены для получения таких форм. В некоторых сферах при проверке количества элементарного железа оказалось, что оно значительно превышает содержание кислорода. Мы заключили, что в нагреваемых частицах произошли окислительно-восстановительные реакции, а именно, термитные реакции.

 

9. Сфероиды, возникшие при DSC-тестах и при сжигании частиц в пламени, имеют XEDS-подпись (Al, Fe, O, Si, C), обеднённую по углероду и алюминию по сравнению с исходным красным материалом. Эта химическая подпись поразительно соответствует химической подписи сфероидов, возникающих при воспламенении коммерческих термитных материалов, а также соответствует подписи многих микросфер, найденных в пыли WTC независимо от данного исследования.

 

10. Содержание углерода в красном материале показывает присутствие органического вещества. Что и следовало ожидать в супер-термитном составе с целью получения высокого давления газа при воспламенении и, тем самым, создания взрывчатого вещества. Природа органического материала в этих частицах заслуживает дальнейшего изучения. Мы отмечаем, что, скорее всего, это также является высокоэнергетическим материалом, поскольку полное энерговыделение, наблюдаемое в DSC-тестах, превышает теоретический максимум классической термитной реакции.

 

       Основываясь на этих наблюдениях, мы пришли к выводу, что красный слой красно-серых частиц, обнаруженных в пыли от разрушения WTC, является активным, непрореагировавшим термитным материалом, включает нанотехнологии и является очень высокоэнергетическим пиротехническим или взрывчатым веществом.

 

 

       БЛАГОДАРНОСТИ

 

       Авторы хотели бы поблагодарить Тома Брайденбаха, Фрэнка Делессио, Джоди Интермонта, Джэнет Маккинли и Стива Уайта за сбор образцов пыли сразу после катастрофы WTC. Мы благодарим Дэвида Грискома, Марка Бэзила, Дэвида Аллана, Брэнтона Кэмпбелла, Вэса Лифферта, Крокэта Грэбба, Дэвида Рэя Гриффина, Майка Бергера, Фрэнка Кармена, Ричарда Гейга, Шэйна Гайгера, Джастина Кеога, Джэнис Мэтьюс, Джона Парулиса, Филипа Риверу, Алана Саута и Джарет Стоксмит за редактирование обсуждения и поощрительное отношение. Благодарим Джона Парулиса за сбор образцов из остатков реакций коммерческих термитов.

 

 

       ССЫЛКИ

(см.в оригинале статьи)