Saksalainen fyysikko O. Gann löysi vuonna 1921 tähän mennessä tuntemattoman uraanin isotoopin, jonka hän nimitti heti uraani-Z: ksi. Atomimassan ja kemiallisten ominaisuuksien suhteen se ei eronnut jo tunnetuista. Tiede oli kiinnostunut sen puoliintumisajasta - se oli hiukan pidempi kuin muiden uraani-isotooppien. Vuonna 1935 Kurchatovin veljet, L. I. Rusinov ja L. V. Mysovskiy sai spesifisen bromin isotoopin, jolla oli samanlaiset ominaisuudet. Se oli tämän jälkeen, että maailman tiede oli tiiviisti mukana ongelmassa, jota kutsutaan atomien ytimien isomerismiksi. Sittemmin on löydetty useita kymmeniä isomeerisiä isotooppeja, joilla on suhteellisen pitkä käyttöikä, mutta nyt olemme kiinnostuneita vain yhdestä, nimittäin 178m2Hf (hafnium-isotooppi, jonka atomimassa on 178 yksikköä. M2: n indeksissä voimme erottaa toisistaan massa, mutta muut muut indikaattorit).
Tämä hafnium-isotooppi eroaa muista isomeerisistä vastineista, joiden puoliintumisaika on yli vuosi korkeimmalla viritysenergialla - noin 1,3 TJ painokiloa kohden, mikä on suunnilleen yhtä suuri kuin 300 kilogramman TNT: n räjähdys. Koko tämän energiamassan vapautuminen tapahtuu gammasäteilyn muodossa, vaikka tämä prosessi onkin hyvin, hyvin hidas. Siksi tämän hafnium-isotoopin sotilaallinen käyttö on teoriassa mahdollista. Oli vain pakko atomi tai atomit siirtyä viritetystä tilasta perustilaan sopivalla nopeudella. Silloin vapautettu energia voisi ylittää käytännössä minkä tahansa olemassa olevan aseen. Teoriassa voisin.
Se tuli käytäntöön vuonna 1998. Sitten ryhmä Texasin yliopiston työntekijöitä Karl B. Collinsin johdolla perusti "Quantum Electronics -keskuksen" yhteen yliopistorakennuksiin. Vakavan ja vaativan merkin alla oli joukko laitteita, jotka olivat pakollisia tällaisille laboratorioille, innostuneita vuoria ja jotain kaukaa muistuttavaa röntgenlaitetta hammaslääkärin kabinetista ja vahvistinta audiojärjestelmälle, joka lankesi pahan neroksen käsiin. Näistä laitteista "keskuksen" tutkijat ovat koonnut merkittävän yksikön, jolla oli tärkeä rooli heidän tutkimuksessaan.
Vahvistin tuotti vaadittavilla parametreilla sähköisen signaalin, joka muutettiin röntgensäteilyksi röntgenlaitteessa. Se suunnattiin pieneen 178m2Hf-kappaleeseen, joka makasi käänteisen kertakäyttöisen lasin päällä. Rehellisesti sanottuna tämä näyttää kaukana siitä, millaista huipputeknologiaa pitäisi näyttää, johon itse asiassa Collinsin ryhmä viittasi. Useiden päivien ajan röntgenlaite säteilysi hafniumvalmistetta, ja anturit tallensivat epätoivoisesti kaiken, mitä he tunsivat. Kokeen tulosten analysointi kesti vielä useita viikkoja. Ja niin, Collins julkaisee lehdessä Physical Review Letters artikkelin kokeilustaan. Kuten siinä todettiin, tutkimuksen tarkoituksena oli saada atomien energia tutkijoiden pyynnöstä. Itse kokeilun piti vahvistaa tai kumota Collinsin teoria mahdollisuudesta tehdä tällaisia asioita röntgenkuvien avulla. Tutkimuksen aikana mittauslaitteet havaitsivat gammasäteilyn tason nousun. Se oli vähäpätöinen, mikä samalla ei estänyt Collinsia tekemästä johtopäätöstä "ihmisen tekemän" perustavanlaatuisesta mahdollisuudesta saattaa isotooppi kiihtyneen hajoamisen tilaan. Herra Collinsin päätelmä näytti tältä: koska energian vapautumisprosessia voidaan nopeuttaa pienessä määrin, on oltava joitain olosuhteita, joissa atomi pääsee eroon suuruusluokan energiamääristä nopeammin. Collins uskoi todennäköisesti, että se riitti yksinkertaisesti lisäämään röntgenlähettimen tehoa räjähdyksen aiheuttamiseksi. Tutkimuksen aikana mittauslaitteet havaitsivat gammasäteilyn tason nousun. Se oli vähäpätöinen, mikä samalla ei estänyt Collinsia tekemästä johtopäätöstä "ihmisen tekemän" perustavanlaatuisesta mahdollisuudesta saattaa isotooppi kiihtyneen hajoamisen tilaan. Herra Collinsin päätelmä näytti tältä: koska energian vapautumisprosessia voidaan nopeuttaa pienessä määrin, on oltava joitain olosuhteita, joissa atomi pääsee eroon suuruusluokan energiamääristä nopeammin. Collins uskoi todennäköisesti, että se riitti yksinkertaisesti lisäämään röntgenlähettimen tehoa räjähdyksen aiheuttamiseksi. Tutkimuksen aikana mittauslaitteet havaitsivat gammasäteilyn tason nousun. Se oli merkityksetöntä, mikä samalla ei estänyt Collinsia tekemästä johtopäätöstä "ihmisen tekemän" perustavanlaatuisesta mahdollisuudesta saattaa isotooppi kiihtyneen hajoamisen tilaan. Herra Collinsin päätelmä näytti tältä: koska energian vapautumisprosessia voidaan nopeuttaa pienessä määrin, on oltava joitain olosuhteita, joissa atomi pääsee eroon suuruusluokan energiamääristä nopeammin. Collins uskoi todennäköisesti, että se riitti yksinkertaisesti lisäämään röntgenlähettimen tehoa räjähdyksen aiheuttamiseksi. Herra Collinsin päätelmä näytti tältä: koska energian vapautumisprosessia voidaan nopeuttaa pienessä määrin, on oltava joitain olosuhteita, joissa atomi pääsee eroon suuruusluokan energiamääristä nopeammin. Collins uskoi todennäköisesti, että se riitti yksinkertaisesti lisäämään röntgenlähettimen tehoa räjähdyksen aiheuttamiseksi. Herra Collinsin päätelmä näytti tältä: koska energian vapautumisprosessia voidaan nopeuttaa pienessä määrin, on oltava joitain olosuhteita, joissa atomi pääsee eroon suuruusluokan energiamääristä nopeammin. Collins uskoi todennäköisesti, että se riitti yksinkertaisesti lisäämään röntgenlähettimen tehoa räjähdyksen aiheuttamiseksi.
Totta, maailman tiedeyhteisö lukee Collinsin artikkelia ironisesti. Jos vain siksi, että lausunnot olivat liian äänekäitä, ja kokeellinen tekniikka oli kyseenalainen. Siitä huolimatta, kuten tavallista, useat laboratoriot ympäri maailmaa yrittivät toistaa texanien kokeen, mutta melkein kaikki epäonnistuivat. Hafniumvalmisteen säteilytason nousu kuului instrumenttien herkkyysvirheeseen, joka ei puhunut tarkalleen Collinsin teorian puolesta. Siksi pilkkaus ei pysähtynyt, vaan jopa kiristyi. Mutta pian tutkijat unohtivat epäonnistuneesta kokeesta.
Ja armeija - ei. He todella pitivät ajatusta pommista ydin-isomeereille. Seuraavat perustelut puhuivat tällaisen aseen puolesta:
- energiatiheys . Kuten jo mainittiin, 178m2Hf-kilogramma vastaa kolmen TNT: n senttiä. Tämä tarkoittaa, että ydinvarauksen kokoisena voit saada tehokkaamman pommin.
Mainosvideo:
- tehokkuus. Räjähdys on räjähdys, mutta suurin osa hafniumin energiasta vapautuu gammasäteilyn muodossa, joka ei pelkää vihollisen linnoituksia, bunkkereita jne. Näin ollen hafnium-pommi voi tuhota sekä elektroniikan että vihollisen henkilöstön ilman suuria vaurioita.
- taktiset ominaisuudet. Suhteellisen voimakkaan pommin kompakti koko mahdollistaa sen toimittamisen kirjaimellisesti matkalaukkuun. Tämä ei tietenkään ole L. Vibberlyn kirjojen Q-pommi (jalkapallokokoinen ihmease, joka voi tuhota koko mantereen), mutta se on myös erittäin hyödyllinen asia.
- laillinen puoli. Kun pommi räjähtää ydin-isomeereissä, kemiallinen elementti ei muutu toiseksi. Näin ollen isomeerisiä aseita ei voida pitää ydinaseina, minkä seurauksena ne eivät kuulu viimeksi mainittuja kieltävien kansainvälisten sopimusten soveltamisalaan.
Tehtävää ei ollut juurikaan: jakaa rahaa ja suorittaa kaikki tarvittavat työt. Kuten sanotaan, aloita ja lopeta. DARPA on kirjoittanut rivin hafniumpommeille seuraavien vuosien rahoitussuunnitelmaansa. Kuinka paljon rahaa lopulta käytettiin kaikkeen tähän, ei tiedetä. Huhujen mukaan tilille menee kymmeniä miljoonia, mutta lukua ei julkistettu.
Ensinnäkin, he päättivät toistaa Collins-kokeen uudelleen, mutta nyt Pentagonin siipien alla. Aluksi Argonnen kansalliselle laboratoriolle annettiin tehtäväksi tarkistaa hänen työnsä, mutta edes vastaavia tuloksia ei tullut esiin. Collins viittasi kuitenkin röntgensäteiden riittämättömään tehoon. Sitä lisättiin, mutta taas odotettuja tuloksia ei saatu. Collins vastasi edelleen, he sanovat, että he ovat itse syyllisiä - käännä virtanuppia. Seurauksena Argonnen tutkijat jopa yrittivät säteilyttää hafniumivalmistetta käyttämällä APS: n suuritehoista yksikköä. Lienee tarpeetonta sanoa, että tulokset eivät taas olleet niitä, joita texalaiset puhuivat? Siitä huolimatta DARPA päätti, että hankkeella on oikeus elämään, vain heidän on tehtävä hyvin. Seuraavien vuosien aikana kokeita tehtiin useissa laboratorioissa ja instituuteissa. Apoteoosi oli säteilyttäminen 178m2Hf: llä "NSLS-synkrotronista" Brookhavenin kansallisessa laboratoriossa. Ja myös säteilyenergian satojen kertomusten lisääntymisestä huolimatta isotoopin gammasäteily oli lievästi sanoen pieni.
Samanaikaisesti ydinfyysikkojen kanssa taloustieteilijät käsittelivät myös ongelmaa. He julkaisivat 2000-luvun alkupuolella ennusteen, joka kuulosti koko yrityksen päätökseltä. Yksi gramma 178m2Hf: ää ei voi maksaa alle 1-1,2 miljoonaa dollaria. Lisäksi noin 30 miljardia on investoitava jopa niin vähäisten määrien tuotantoon. Tähän on lisättävä itse ammusten luomisen ja tuotannon kustannukset. No, viimeinen naula hafniumipommin arkussa oli se, että vaikka NSLS voisi aiheuttaa "räjähdyksen", tällaisen pommin käytännöllinen käyttö on poissuljettua.
Joten DARPAn virkamiehet, vuosien myöhässä ja käyttävät paljon julkista rahaa, leikkasivat vuonna 2004 dramaattisesti isomeeristen aseiden tutkimusohjelman rahoitusta. He leikkasivat sen, mutta eivät pysäyttäneet sitä: vielä puolitoista tai kaksi vuotta oli meneillään tutkimuksen aiheesta "lasermainen" gammasäteilijä, joka toimii saman järjestelmän mukaisesti. Pian tämä suunta myös suljettiin.
Vuonna 2005 lehdessä "Uspekhi fizicheskikh nauk" julkaistiin artikkeli E. V. Tkal, nimeltään "Ydin-isomeerin 178m2Hf ja isomeeripommin indusoima hajoaminen". Siinä tarkasteltiin yksityiskohtaisesti teoreettista puolta isotoopin energian vapautumisajan lyhentämisessä. Lyhyesti sanottuna, tämä voi tapahtua vain kolmella tavalla: säteilyn vuorovaikutus ytimen kanssa (tässä tapauksessa rappeutuminen tapahtuu välitason kautta), säteilyn ja elektronikuoren vuorovaikutus (jälkimmäinen siirtää virityksen atomin ytimeen) ja spontaanin rappeutumisen todennäköisyyden muutoksen. Samaan aikaan tieteen ja tekniikan nykyisellä ja tulevalla kehitystasolla, jopa laskelmien suurien ja superoptimististen oletusten kanssa, on yksinkertaisesti mahdotonta saavuttaa räjähtävää energian vapautumista. Lisäksi Tkalya uskoo useissa kohdissa,Collinsin teoria on ristiriidassa nykyaikaisten näkemysten kanssa ydinfysiikan perusteista. Tätä voidaan tietysti pitää eräänlaisena vallankumouksellisena läpimurtona tieteessä, mutta kokeet eivät anna tällaista optimismia.
Nyt Karl B. Collins on yleisesti ottaen samaa mieltä kollegoiden päätelmistä, mutta ei kieltä silti isomeerejä käytännössä. Hänen mukaansa esimerkiksi suunnattua gammasäteilyä voidaan käyttää syöpäpotilaiden hoitoon. Ja atomien hidas, räjähtämätön energian säteily voi tulevaisuudessa antaa ihmiskunnalle superkapasiteettisia paristoja, joilla on valtava teho.
Kaikki tämä tapahtuu kuitenkin vain tulevaisuudessa, lähellä tai kaukana. Ja sitten, jos tutkijat päättävät jälleen käsitellä ydin-isomeerien käytännön soveltamisen ongelmaa. Jos nämä teokset ovat onnistuneita, on mahdollista, että Collinsi-kokeilun lasi (jota nykyään kutsutaan nimellä "Memorial Stand for Dr. K's Experiment") lasin alla varastoituna Teksasin yliopistossa Teksasin yliopistossa siirretään suurempiin ja arvostettuihin museoihin.
Kirjoittaja: Ryabov Kirill