Das quatro bombas nucleares a bordo, três caíram em terra, no vilarejo pesqueiro de Palomares, e uma caiu no mar. Explosivos convencionais em duas das bombas que caíram em terra explodiram, espalhando pela área fragmentos de plutônio, o mais perigoso elemento químico conhecido. Felizmente, e para espanto dos tripulantes sobreviventes do B-52, não houve explosão nuclear.

A Força Aérea dos Estados Unidos (USAF) rapidamente montou uma operação de guerra para resgatar as bombas nucleares e limpar a área. Três das bombas foram encontradas em menos de 24 horas após o acidentes. Duas estavam destruídas e outra estava relativamente intacta. A quarta bomba não foi encontrada, e logo se concluiu que tinha caído no mar.

Os civis da área foram todos evacuados, devido ao perigo dos resíduos de plutônio espalhados pela explosão. As bombas e destroços em terra foram removidos, assim como uma grande quantidade do terreno próximo. Entretanto, 15 por cento do plutônio espalhado pela explosão, aproximadamente 3 Kg, nunca foi encontrado. O plutônio é um metal pirofórico, e sua combustão provocou uma nuvem radioativa que se espalhou rapidamente por fortes ventos de 30 Knots, por uma grande área ao redor de Palomares.

O maior problemas, entretanto, era localizar a bomba que caiu no mar. Em 22 de janeiro, a USAF pediu ajuda ao Secretário da Marinha, e a Marinha despachou para o local nada menos que 19 navios de guerra, para localizar o artefato.

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