Hf-178-m2 гафний изомерине негизделген бомба ядролук эмес жардыргыч түзүлүштөрдүн тарыхындагы эң кымбат жана эң күчтүү бомба болуп калышы мүмкүн. Бирок ал андай кылган жок. Эми бул иш DARPAнын - Американын аскер департаментинин Өркүндөтүлгөн Коргоо Долбоорлор Агенттигинин эң белгилүү кемчиликтеринин бири катары таанылды.
Эмитент бир жолу тиш доктурдун кеңсесинде болгон жараксыз болгон рентген аппаратынан, ошондой эле жакын жердеги дүкөндөн сатылып алынган тиричилик күчөткүчтөн чогултулган. Бул Далластагы Техас университетиндеги чакан кеңсе имаратына кирип бараткан Кванттык электроника борборунун катуу белгисинен кескин айырмаланып турду. Бирок, аппарат өз милдетин аткара алды - тактап айтканда, ал дайыма рентген нурларынын агымы менен тескери пластикалык чөйчөктү бомбалады. Албетте, айнектин өзүнө эч кандай тиешеси жок болчу - ал жөн гана гафнийдин анча байкалбаган үлгүсүнүн, тагыраак айтканда, анын Hf-178-m2 изомеринин астында стенд катары кызмат кылган. Эксперимент бир нече жумага созулду. Бирок алынган маалыматтарды кылдаттык менен иштеп чыккандан кийин, борбордун директору Карл Коллинз, талашсыз ийгилик жарыялады. Жазуу жабдыктарынан алынган жазуулар анын тобу эбегейсиз кубаттуулуктагы миниатюралык бомбаларды - ондогон тонна жөнөкөй жардыргыч заттарга барабар кыйратуучу заттарды чыгарууга жөндөмдүү болгон муштумдай түзүлүштөрдү жасоонун жолун издегенин көрсөтүп турат.
Ошентип, 1998-жылы изомердик бомбанын тарыхы башталды, ал кийинчерээк илим жана аскердик изилдөө тарыхындагы эң чоң каталардын бири катары белгилүү болду.
Image
Гафний
Гафний Менделеевдин мезгилдик системасынын 72-элементи. Бул күмүш-ак металл өзүнүн атын 1923-жылы Копенгаген теориялык физика институтунун кызматкерлери Дик Костер жана Дёрдем Хевеси тарабынан ачылган Копенгаген шаарынын (Гафния) латынча аталышынан алган.
Илимий сезим
Коллинз өзүнүн баяндамасында нурлануучу үлгү тарабынан чыгарылган рентгендик фондун өтө анча маанилүү эмес өсүшүн каттай алганын жазган. Ошол эле учурда, бул 178m2Hf изомердик абалдан кадимки абалына өтүү белгиси болуп саналат рентген нурлары. Демек, Коллинз, анын тобу үлгүнү рентген нурлары менен бомбалоо аркылуу бул процессти тездете алган (салыштырмалуу аз энергиясы бар рентген фотону жутулганда, ядро башка толкунданган деңгээлге өтөт, андан кийин жердин деңгээли, бүт энергия резервинин чыгышы менен коштолот). Коллинз үлгүнү жардырууга мажбурлоо үчүн, эмитенттин күчүн белгилүү бир чекке чейин жогорулатуу керек, андан кийин үлгүнүн өздүк нурлануусу атомдордун изомердик абалдан өтүү чынжыр реакциясын баштоо үчүн жетиштүү болот деп ойлоду. нормалдуу абалы. Натыйжада абдан сезилген жарылуу, ошондой эле рентген нурларынын чоң жарылуусу болот.
Илимий коомчулук бул басылманы ачык ишенбөөчүлүк менен тосуп алды жана Коллинздин жыйынтыктарын ырастоо үчүн дүйнө жүзүндөгү лабораторияларда эксперименттер башталды. Кээ бир изилдөө топтору, алардын саны өлчөө каталарынан бир аз гана жогору болгонуна карабастан, натыйжаларды ырастоо үчүн тез эле жарыялашты. Бирок көпчүлүк эксперттер, ошентсе да, алынган натыйжа эксперименталдык маалыматтарды туура эмес чечмелөөнүн натыйжасы деп эсептешкен.
Аскердик оптимизм
Бирок, уюмдардын бири бул ишке абдан кызыкдар болгон. Илимий коомчулуктун бардык скептицизмине карабастан, америкалык аскерлер Коллинздин убадаларынан баш тартышты. Анан эмнеден болду! Ядролук изомерлерди изилдөө принципиалдуу түрдө жаңы бомбаларды түзүүгө жол ачты, алар бир жагынан кадимки жардыргыч заттарга караганда алда канча күчтүү, ал эми экинчи жагынан, ядролук заттарды өндүрүү жана колдонуу менен байланышкан эл аралык чектөөлөрдүн астында калбайт. ядролук курал (изомердик бомба ядролук эмес, анткени бир элементтин экинчи элементке айланышы болбойт).
Изомердик бомбалар өтө компакттуу болушу мүмкүн (алардын массасы боюнча чектөөлөр жок, анткени ядролордун дүүлүккөн абалдан кадимки абалга өтүү процесси критикалык массаны талап кылбайт) жана жарылганда алар чоң көлөмдөгү катуу радиацияны бөлүп чыгарышат. бардык жандыктарды жок кылат. Мындан тышкары, гафний бомбалары салыштырмалуу "таза" деп эсептелиши мүмкүн - анткени, гафний-178дин жер абалы туруктуу (ал радиоактивдүү эмес) жана жарылуу иш жүзүндө аймакты булгабайт.
Акчаны ыргытып жиберди
Кийинки бир нече жылдын ичинде DARPA агенттиги Hf-178-m2 изилдөөгө бир нече ондогон миллион доллар жумшаган. Бирок, аскерлер бомбанын жумушчу моделин түзүүнү күтүшкөн жок. Бул жарым-жартылай изилдөө планынын ишке ашпай калгандыгына байланыштуу: кубаттуу рентгендик эмиттерди колдонуу менен бир нече эксперименттердин жүрүшүндө Коллинз нурланган үлгүлөрдүн фонунда кандайдыр бир олуттуу өсүштү көрсөтө алган жок.
Image
Коллинздин жыйынтыгын кайталоо аракети бир нече жыл бою бир нече жолу жасалган. Бирок, башка бир дагы илимий топ гафнийдин изомердик абалынын ажыроо ылдамдыгын ишенимдүү тастыктай алган жок. Бул маселе менен америкалык бир нече улуттук лабораториялардын - Лос-Аламостун, Аргонндун жана Ливермордун физиктери да алектенишкен. Алар бир топ күчтүү рентген булагын колдонушкан - Аргонна улуттук лабораториясынын Өркүндөтүлгөн фотон булагы, бирок алардын эксперименттериндеги нурлануунун интенсивдүүлүгү Коллинздин эксперименттерине караганда бир нече ирет жогору болгонуна карабастан, индукцияланган ажыроонун таасирин аныктай алган жок.. Алардын натыйжалары ошондой эле АКШнын дагы бир улуттук лабораториясында көз карандысыз эксперименттер менен тастыкталды - Brookhaven, анда күчтүү Улуттук Синхротрон Light Source синхротрон нурлануу үчүн колдонулган. Бир катар өкүнүчтүү тыянактардан кийин армиянын бул темага болгон кызыгуусу азайып, каржылоо токтоп, 2004-жылы программа жабылган.
Алмаз ок-дары
Ошол эле учурда, бардык артыкчылыктары менен изомердик бомбанын да бир катар негизги кемчиликтери бар экени башынан эле айкын болгон. Биринчиден, Hf-178-m2 радиоактивдүү, ошондуктан бомба толугу менен "таза" болбойт (аймактын "иштетилбеген" гафний менен кандайдыр бир булганышы дагы деле болот). Экинчиден, Hf-178-m2 изомери табиятта кездешпейт жана аны өндүрүү процесси кыйла кымбатка турат. Аны бир нече жолдун бири менен алууга болот - же итербий-176 бутасын альфа бөлүкчөлөрү менен нурлантуу аркылуу, же протондор - вольфрам-186 же тантал изотопторунун табигый аралашмасы. Ушундай жол менен гафний изомеринин микроскопиялык өлчөмдөрүн алууга болот, бул илимий изилдөө үчүн жетиштүү болушу керек.
Бул экзотикалык материалды алуунун аздыр-көптүр массивдүү жолу - жылуулук реакторунда гафний-177 нейтрондору менен нурлануу. Тагыраак айтканда, окумуштуулар бир жыл бою мындай реактордо 1 кг табигый гафнийден (курамында 177 изотопунун 20% дан азын камтыган) 1 микрограммга жакын гана дүүлүктүрүлгөн изомерди (чыгаруу бул сумма өзүнчө маселе). Эч нерсе дебегиле, массалык өндүрүш! Ал эми кичинекей согуштук дүрмөттүн массасы, жок эле дегенде, ондогон грамм болушу керек … Көрсө, мындай ок-дарылар атүгүл "алтын" эмес, так "бриллиант" болуп чыгат …
Илимий жабуу
Бирок бул кемчиликтер да чечүүчү эмес экени көп өтпөй көргөзүлдү. Ал эми кеп бул жерде технологиянын жеткилеңсиздигинде же экспериментаторлордун жетишсиздигинде эмес. Бул сенсациялуу окуянын акыркы пунктун орус физиктери коюшкан. 2005-жылы Москва мамлекеттик университетинин Ядролук физика институтунан Евгений Ткаля Uspekhi Fizicheskikh Nauk журналында «Индукцияланган ажыроо ядролук изомер 178m2Hf жана изомер бомбасы» деген макаласын жарыялаган. Макалада ал гафний изомеринин ажыроо процессин тездетүүнүн бардык мүмкүн болгон жолдорун белгилеген. Алардын үчөө гана бар: нурлануунун ядро менен өз ара аракеттенүүсү жана аралык деңгээлдеги ажыроо, нурлануунун электрон кабыкчасы менен өз ара аракеттенүүсү, андан кийин дүүлүктүрүү ядрого өткөрүлөт жана өзүнөн өзү ажыроо ыктымалдыгынын өзгөрүшү.
Мына ушул методдордун бардыгын талдап чыккандан кийин, Ткаля рентген нурлануусунун таасири астында изомердин жарым ажыроо мезгилинин эффективдүү азайышы азыркы ядролук физиканын негизин түзгөн бүткүл теорияга терең карама-каршы келерин көрсөттү. Эң жакшы божомолдор менен да, алынган баалуулуктар Коллинз билдиргенден кичине чоңдуктагы буйруктар болгон. Ошентип, гафний изомеринде камтылган эбегейсиз энергиянын чыгарылышын тездетүү дагы эле мүмкүн эмес. Жок дегенде реалдуу технологиялардын жардамы менен.
Өткөн кылымда дүйнөнү түйшөлткөн улуу сырлардын көбү унутулуп калган. Кээ бирлери ойдон чыгарылган болуп чыкты, башкалары ачылды, ал эми башкалары - мисалы, Бермуд үч бурчтугу - заманбап навигация каражаттары пайда болгондон бери сенсациянын булагы болбой калды
