Pada tahun 1921, ahli fizik Jerman O. Gann menjumpai isotop uranium yang tidak diketahui sehingga sekarang, yang ia segera menamakan uranium-Z. Dari segi jisim atom dan sifat kimia, ia tidak berbeza dengan yang sudah diketahui. Sains berminat dengan masa paruhnya - ia sedikit lebih lama daripada isotop uranium lain. Pada tahun 1935 saudara Kurchatov, L. I. Rusinov dan L. V. Mysovskiy memperoleh isotop bromin tertentu dengan sifat yang serupa. Setelah itu sains dunia sibuk dengan masalah yang disebut isomerisme inti atom. Sejak itu, beberapa dozen isotop isomer dengan jangka hayat yang panjang telah dijumpai, tetapi sekarang kita hanya berminat dengan satu, iaitu 178m2Hf (isotop hafnium dengan jisim atom 178 unit. M2 dalam indeks membolehkan kita membezakan jisim, tetapi petunjuk lain yang lain).
Isotop hafnium ini berbeza dengan rakan isomernya yang lain dengan jangka hayat lebih daripada satu tahun dengan tenaga pengujaan tertinggi - kira-kira 1.3 TJ per kilogram jisim, yang kira-kira sama dengan letupan 300 kilogram TNT. Pembebasan semua jisim tenaga ini berlaku dalam bentuk sinaran gamma, walaupun proses ini sangat lambat. Oleh itu, penggunaan ketenteraan isotop hafnium ini secara teorinya mungkin. Hanya perlu untuk memaksa atom atau atom berlalu dari keadaan teruja ke keadaan tanah dengan kelajuan yang sesuai. Maka tenaga yang dilepaskan dapat melampaui kekuatan senjata yang ada. Secara teorinya saya boleh.
Ia mula berlatih pada tahun 1998. Kemudian sekumpulan pekerja University of Texas di bawah pimpinan Karl B. Collins mengasaskan "Pusat Elektronik Kuantum" di salah satu bangunan universiti. Di bawah tanda yang serius dan megah, ada seperangkat peralatan yang wajib untuk makmal seperti itu, semangat yang kuat dan sesuatu yang jauh menyerupai mesin sinar-X dari pejabat doktor gigi dan penguat untuk sistem audio yang jatuh ke tangan seorang genius jahat. Dari alat-alat ini, para saintis Pusat telah mengumpulkan unit yang luar biasa, yang berperanan penting dalam penyelidikan mereka.
Penguat menghasilkan isyarat elektrik dengan parameter yang diperlukan, yang diubah menjadi sinaran sinar-X dalam mesin sinar-X. Ia diarahkan ke sekeping kecil 178m2Hf yang terbaring di kaca sekali pakai terbalik. Sejujurnya, ini kelihatan jauh dari rupa sains canggih, yang sebenarnya, kumpulan Collins merujuk kepada dirinya sendiri. Selama beberapa hari, alat sinar-X menyinari penyediaan hafnium, dan sensor dengan cepat merakam semua yang mereka "rasakan". Perlu beberapa minggu lagi untuk menganalisis hasil percubaan. Oleh itu, Collins dalam jurnal Physical Review Letters menerbitkan artikel mengenai eksperimennya. Seperti yang dinyatakan di dalamnya, tujuan penelitian ini adalah untuk mengekstraksi tenaga atom atas perintah para saintis. Eksperimen itu sendiri seharusnya mengesahkan atau membantah teori Collins mengenai kemungkinan perkara tersebut dilakukan dengan menggunakan sinar-X. Semasa kajian, alat pengukur mencatat peningkatan tahap radiasi gamma. Itu boleh diabaikan, yang, pada waktu yang sama, tidak mencegah Collins membuat kesimpulan mengenai kemungkinan asas "buatan manusia" membawa isotop ke dalam keadaan pembusukan yang dipercepat. Kesimpulan utama Mr. Collins kelihatan seperti ini: kerana proses pembebasan tenaga dapat dipercepat sedikit, pasti ada beberapa keadaan di mana atom akan menyingkirkan pesanan tenaga yang lebih besar. Kemungkinan besar, Collins percaya, cukup untuk meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan letupan. Semasa kajian, alat pengukur mencatat peningkatan tahap radiasi gamma. Itu boleh diabaikan, yang, pada waktu yang sama, tidak mencegah Collins membuat kesimpulan mengenai kemungkinan asas "buatan manusia" membawa isotop ke dalam keadaan pembusukan yang dipercepat. Kesimpulan utama Mr. Collins kelihatan seperti ini: kerana proses pembebasan tenaga dapat dipercepat sedikit, pasti ada beberapa keadaan di mana atom akan menyingkirkan pesanan tenaga yang lebih besar. Kemungkinan besar, Collins percaya, cukup untuk meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan letupan. Semasa kajian, alat pengukur mencatat peningkatan tahap radiasi gamma. Itu boleh diabaikan, yang, pada waktu yang sama, tidak mencegah Collins membuat kesimpulan mengenai kemungkinan asas "buatan manusia" membawa isotop ke dalam keadaan pembusukan yang dipercepat. Kesimpulan utama Mr. Collins kelihatan seperti ini: kerana proses pembebasan tenaga dapat dipercepat sedikit, pasti ada beberapa keadaan di mana atom akan menghilangkan pesanan tenaga dengan lebih cepat. Kemungkinan besar, Collins percaya, cukup untuk meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan letupan. Kesimpulan utama Mr. Collins kelihatan seperti ini: kerana proses pembebasan tenaga dapat dipercepat sedikit, pasti ada beberapa keadaan di mana atom akan menghilangkan pesanan tenaga dengan lebih cepat. Kemungkinan besar, Collins percaya, cukup untuk meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan letupan. Kesimpulan utama Mr. Collins kelihatan seperti ini: kerana proses pembebasan tenaga dapat dipercepat sedikit, pasti ada beberapa keadaan di mana atom akan menyingkirkan pesanan tenaga yang lebih besar. Kemungkinan besar, Collins percaya, cukup untuk meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan letupan.
Benar, komuniti saintifik dunia membaca artikel Collins dengan ironi. Sekiranya hanya kerana pernyataannya terlalu kuat, dan teknik eksperimen itu dipersoalkan. Walaupun begitu, seperti biasa, sebilangan makmal di seluruh dunia berusaha mengulangi eksperimen orang Texas, tetapi hampir semuanya gagal. Peningkatan tahap radiasi dari persiapan hafnium adalah dalam kesalahan kepekaan instrumen, yang tidak benar-benar menyokong teori Collins. Oleh itu, ejekan itu tidak berhenti, malah diperhebat. Tetapi tidak lama kemudian para saintis melupakan percubaan yang gagal.
Dan tentera - tidak. Mereka sangat menyukai idea bom pada isomer nuklear. Hujah berikut menyokong senjata seperti itu:
- "ketumpatan" tenaga. Seberat 178m2Hf, seperti yang telah disebutkan, bersamaan dengan tiga pusat TNT. Ini bererti bahawa dengan ukuran muatan nuklear, anda boleh mendapatkan bom yang lebih kuat.
Video promosi:
- kecekapan. Letupan itu adalah letupan, tetapi sebahagian besar tenaga hafnium dilepaskan dalam bentuk radiasi gamma, yang tidak takut dengan kubu musuh, bunker, dll. Oleh itu, bom hafnium dapat memusnahkan elektronik dan personel musuh tanpa banyak kerosakan.
- ciri taktikal. Ukuran ringkas bom yang agak kuat akan membolehkannya dihantar secara harfiah dalam beg pakaian. Ini, tentu saja, bukan bom Q dari buku-buku L. Vibberly (senjata ajaib seukuran bola sepak yang dapat menghancurkan seluruh benua), tetapi juga merupakan perkara yang sangat berguna.
- sisi undang-undang. Apabila bom meletup pada isomer nuklear, tidak ada transformasi satu unsur kimia menjadi unsur lain. Oleh itu, senjata isomer tidak dapat dianggap sebagai nuklear dan, sebagai akibatnya, mereka tidak termasuk dalam perjanjian antarabangsa yang melarangnya.
Tidak banyak yang perlu dilakukan: memperuntukkan wang dan melaksanakan semua pekerjaan yang diperlukan. Seperti yang mereka katakan, mulakan dan selesaikan. DARPA telah menulis baris untuk bom hafnium dalam rancangan kewangannya untuk beberapa tahun akan datang. Berapa banyak wang yang akhirnya dibelanjakan untuk semua ini tidak diketahui. Menurut khabar angin, akaun itu mencecah puluhan juta, tetapi angka itu tidak didedahkan secara rasmi.
Pertama sekali, mereka memutuskan untuk membuat percubaan Collins sekali lagi, tetapi sekarang berada di bawah sayap Pentagon. Pada mulanya, Makmal Nasional Argonne ditugaskan untuk mengesahkan kerjanya, tetapi hasil yang serupa juga tidak keluar. Collins, bagaimanapun, merujuk pada kekuatan sinar-X yang tidak mencukupi. Ia meningkat, tetapi sekali lagi hasil yang diharapkan tidak diperoleh. Collins masih menjawab, mereka berkata, mereka sendiri yang harus dipersalahkan - putar tombol kuasa. Hasilnya, para saintis Argonne malah berusaha menyinari persiapan hafnium menggunakan unit berkuasa tinggi APS. Tidak perlu dikatakan, hasilnya tidak seperti apa yang dibahaskan oleh orang Texas? Walaupun begitu, DARPA memutuskan bahawa projek tersebut mempunyai hak untuk hidup, hanya yang perlu dilakukan dengan baik. Selama beberapa tahun berikutnya, eksperimen dilakukan di beberapa makmal dan institut. Apotheosis adalah penyinaran dengan 178m2Hf "dari" NSLS synchrotron di Brookhaven National Laboratory. Dan di sana juga, walaupun terdapat peningkatan tenaga radiasi beratus-ratus kali, radiasi gamma isotop itu, secara sederhana, kecil.
Pada masa yang sama sebagai ahli fizik nuklear, ahli ekonomi juga menangani masalah tersebut. Pada awal tahun 2000-an, mereka mengeluarkan ramalan yang terdengar seperti keputusan pada seluruh usaha. Satu gram 178m2Hf tidak boleh berharga kurang dari $ 1-1.2 juta. Di samping itu, kira-kira 30 bilion perlu dilaburkan dalam pengeluaran walaupun jumlah yang tidak dapat diabaikan. Untuk ini mesti ditambahkan kos untuk membuat peluru itu sendiri dan pengeluarannya. Nah, kuku terakhir dalam keranda bom hafnium adalah kenyataan bahawa walaupun NSLS dapat memprovokasi "letupan", penggunaan bom semacam itu tidak dapat dipastikan.
Oleh itu, pegawai DARPA, beberapa tahun terlambat dan menghabiskan banyak wang awam, pada tahun 2004 secara drastik memotong dana untuk program untuk mempelajari senjata isomer. Mereka memotongnya, tetapi tidak menghentikannya: selama satu setengah atau dua tahun lagi, penyelidikan sedang dijalankan mengenai topik pemancar gamma "seperti laser" yang beroperasi mengikut skema yang sama. Tidak lama kemudian, arah ini juga ditutup.
Pada tahun 2005, jurnal "Uspekhi fizicheskikh nauk" menerbitkan artikel oleh E. V. Tkal, yang berjudul "Pembusukan disebabkan oleh isomer nuklear 178m2Hf dan bom isomer". Di dalamnya, sisi teori mengurangkan masa pembebasan tenaga oleh isotop dipertimbangkan secara terperinci. Ringkasnya, ini hanya boleh berlaku dalam tiga cara: interaksi sinaran dengan inti (dalam kes ini, kerosakan berlaku melalui tahap perantaraan), interaksi radiasi dan shell elektron (yang terakhir memindahkan pengujaan ke inti atom) dan perubahan kebarangkalian kerosakan spontan. Pada masa yang sama, pada tahap pengembangan sains dan teknologi semasa dan masa depan, walaupun dengan anggapan besar dan super optimis dalam perhitungan, mustahil untuk mencapai pembebasan tenaga yang meletup. Selain itu, pada beberapa titik, Tkalya percaya,Teori Collins bertentangan dengan pandangan moden mengenai asas fizik nuklear. Sudah tentu, ini dapat dilihat sebagai sejenis kemajuan revolusi dalam sains, tetapi eksperimen tidak menimbulkan optimisme seperti itu.
Kini Karl B. Collins umumnya bersetuju dengan kesimpulan rakan sekerja, tetapi masih tidak menolak isomer dalam aplikasi praktikal. Sebagai contoh, radiasi gamma yang diarahkan, dia percaya, dapat digunakan untuk merawat pesakit barah. Dan radiasi tenaga yang perlahan dan tidak mudah meletup oleh atom dapat, pada masa akan datang, memberi tenaga bateri berkapasitas besar kepada manusia.
Walau bagaimanapun, semua ini hanya akan berlaku pada masa akan datang, dekat atau jauh. Dan sekiranya para saintis memutuskan untuk mengatasi masalah penggunaan praktikal isomer nuklear. Sekiranya karya-karya itu berjaya, maka mungkin kaca dari eksperimen Collins (sekarang disebut "Memorial Stand untuk Eksperimen Dr. K") yang disimpan di bawah kaca di University of Texas di University of Texas akan dipindahkan ke muzium yang lebih besar dan lebih dihormati.
Pengarang: Ryabov Kirill
