’n Bom gebaseer op die hafnium-isomeer Hf-178-m2 kan die duurste en kragtigste in die geskiedenis van nie-kernploftoestelle word. Maar sy het nie. Nou word hierdie saak erken as een van die mees berugte mislukkings van DARPA - die Agentskap vir Gevorderde Verdedigingsprojekte van die Amerikaanse militêre departement.
Die uitstraler is saamgestel uit 'n weggooi X-straalmasjien wat eens in 'n tandarts se kantoor was, sowel as 'n huishoudelike versterker wat by 'n nabygeleë winkel gekoop is. Dit was in skrille kontras met die harde teken van die Centre for Quantum Electronics, wat gesien is hoe hy 'n klein kantoorgebou by die Universiteit van Texas in Dallas binnegaan. Die toestel het egter sy taak reggekry – dit het naamlik gereeld’n omgekeerde plastiekbeker met’n stroom X-strale bestook. Natuurlik het die glas self niks daarmee te doen gehad nie - dit het bloot as 'n staander gedien onder 'n skaars merkbare monster hafnium, of liewer, sy isomeer Hf-178-m2. Die eksperiment het vir etlike weke geduur. Maar na die noukeurige verwerking van die data wat verkry is, het die direkteur van die Sentrum, Carl Collins, 'n ongetwyfelde sukses aangekondig. Opnames van die opname-toerusting dui daarop dat sy groep 'n manier betas het om miniatuurbomme van kolossale krag te skep - vuisgrootte toestelle wat in staat is om vernietiging te produseer gelykstaande aan tientalle tonne gewone plofstof.
So in 1998 het die geskiedenis van die isomeerbom begin, wat later bekend geword het as een van die grootste foute in die geskiedenis van wetenskap en militêre navorsing.
Image
Hafnium
Hafnium is die 72ste element van Mendeleev se periodieke tabel. Hierdie silwerwit metaal kry sy naam van die Latynse naam vir die stad Kopenhagen (Hafnia), waar dit in 1923 deur Dick Koster en Gyordem Hevesi, medewerkers van die Kopenhagen Instituut vir Teoretiese Fisika, ontdek is.
Wetenskaplike sensasie
Collins het in sy verslag geskryf dat hy 'n uiters onbeduidende toename in die X-stralagtergrond, wat deur die bestraalde monster vrygestel is, kon registreer. Intussen is dit X-straalbestraling wat 'n teken is van die oorgang van 178m2Hf van die isomere toestand na die gewone een. Gevolglik, het Collins aangevoer, was sy groep in staat om hierdie proses te versnel deur die monster met X-strale te bombardeer (wanneer 'n X-straalfoton met 'n relatief lae energie geabsorbeer word, gaan die kern na 'n ander opgewonde vlak, en dan 'n vinnige oorgang na die grondvlak volg, gepaardgaande met die vrystelling van die hele energiereserwe). Om die monster te dwing om te ontplof, het Collins geredeneer, is dit net nodig om die krag van die emittor tot 'n sekere perk te verhoog, waarna die monster se eie bestraling voldoende sal wees om 'n kettingreaksie van die oorgang van atome van die isomere toestand na die normale toestand. Die resultaat sal 'n baie tasbare ontploffing wees, sowel as 'n kolossale uitbarsting van X-strale.
Die wetenskaplike gemeenskap het hierdie publikasie met duidelike ongeloof begroet, en eksperimente het in laboratoriums regoor die wêreld begin om Collins se resultate te bekragtig. Sommige navorsingsgroepe was vinnig om bevestiging van die resultate te verklaar, hoewel hul getalle net effens hoër as die metingsfoute was. Maar die meeste kenners het nietemin geglo dat die resultaat wat verkry is, die resultaat was van 'n verkeerde interpretasie van die eksperimentele data.
Militêre optimisme
Een van die organisasies was egter uiters geïnteresseerd in hierdie werk. Ten spyte van al die skeptisisme van die wetenskaplike gemeenskap, het die Amerikaanse weermag letterlik hul koppe verloor van Collins se beloftes. En dit was van wat! Die studie van kern-isomere het die weg gebaan vir die skepping van fundamenteel nuwe bomme, wat enersyds baie kragtiger as gewone plofstof sou wees, en andersyds nie onder internasionale beperkings wat verband hou met die vervaardiging en gebruik van kernwapens ('n isomeerbom is nie kernkrag nie, aangesien daar geen transformasie van een element in 'n ander is nie).
Isomere bomme kan baie kompak wees (hulle het geen laer massabeperking nie, aangesien die proses van oorgang van kerne van 'n opgewekte toestand na 'n gewone toestand nie 'n kritieke massa benodig nie), en by ontploffing sal hulle 'n groot hoeveelheid harde straling vrystel wat vernietig alle lewende dinge. Boonop kan hafniumbomme as relatief "skoon" beskou word - die grondtoestand van hafnium-178 is immers stabiel (dit is nie radioaktief nie), en die ontploffing sou feitlik nie die gebied besoedel nie.
Geld weggegooi
Oor die volgende paar jaar het die DARPA-agentskap etlike tientalle miljoene dollars in die studie van Hf-178-m2 belê. Die weermag het egter nie gewag vir die skepping van 'n werkende model van die bom nie. Dit is deels te wyte aan die mislukking van die navorsingsplan: in die loop van verskeie eksperimente wat kragtige X-straalstralers gebruik het, kon Collins geen noemenswaardige toename in die agtergrond van die bestraalde monsters aantoon nie.
Image
Pogings om Collins se resultate te herhaal, is in die loop van 'n paar jaar verskeie kere aangewend. Geen ander wetenskaplike groep kon egter die versnelling van die verval van die isomere toestand van hafnium betroubaar bevestig nie. Fisici van verskeie Amerikaanse nasionale laboratoriums – Los Alamos, Argonne en Livermore – was ook by hierdie uitgawe betrokke. Hulle het 'n baie kragtiger X-straalbron gebruik - Advanced Photon Source of the Argonne National Laboratory, maar kon nie die effek van geïnduseerde verval opspoor nie, hoewel die stralingsintensiteit in hul eksperimente verskeie grootteordes hoër was as in die eksperimente van Collins self. Hul resultate is ook bevestig deur onafhanklike eksperimente by 'n ander Amerikaanse nasionale laboratorium - Brookhaven, waar die kragtige National Synchrotron Light Source sinchrotron vir bestraling gebruik is. Na 'n reeks teleurstellende gevolgtrekkings het die weermag se belangstelling in hierdie onderwerp vervaag, befondsing het gestop, en in 2004 is die program gesluit.
Diamant ammunisie
Intussen was dit van die begin af duidelik dat die isomeerbom ondanks al sy voordele ook 'n aantal fundamentele nadele het. Eerstens is Hf-178-m2 radioaktief, dus sal die bom nie heeltemal "skoon" wees nie ('n mate van besoedeling van die area met "onbewerkte" hafnium sal steeds voorkom). Tweedens kom die Hf-178-m2-isomeer nie in die natuur voor nie, en die produksieproses is taamlik duur. Dit kan op een van verskeie maniere verkry word - hetsy deur 'n teiken van ytterbium-176 met alfa-deeltjies te bestraal, of deur protone - wolfram-186 of 'n natuurlike mengsel van tantaal-isotope. Sodoende kan mikroskopiese hoeveelhede van die hafnium-isomeer verkry word, wat redelik genoeg vir wetenskaplike navorsing behoort te wees.
'n Min of meer massiewe manier om hierdie eksotiese materiaal te verkry, is bestraling met hafnium-177 neutrone in 'n termiese reaktor. Meer presies, dit het gelyk - totdat wetenskaplikes bereken het dat jy vir 'n jaar in so 'n reaktor van 1 kg natuurlike hafnium (wat minder as 20% van die isotoop 177 bevat), slegs ongeveer 1 mikrogram van 'n opgewonde isomeer kan kry (die vrystelling van hierdie bedrag is 'n aparte probleem). Moenie 'n ding sê nie, massaproduksie! Maar die massa van 'n klein plofkop moet ten minste tientalle gram wees … Dit het geblyk dat sulke ammunisie nie eers "goud" blyk nie, maar reguit "diamant" …
Wetenskaplike sluiting
Maar gou is gewys dat hierdie tekortkominge ook nie deurslaggewend was nie. En die punt hier is nie in die onvolmaaktheid van tegnologie of ontoereikendheid van die eksperimenteerders nie. Die laaste punt in hierdie opspraakwekkende verhaal is deur Russiese fisici gestel. In 2005 het Evgeny Tkalya van die Instituut vir Kernfisika van die Moscow State University 'n artikel met die titel "Induced Decay of the Nuclear Isomer 178m2Hf and an Isomer Bomb" in die joernaal Uspekhi Fizicheskikh Nauk gepubliseer. In die artikel het hy alle moontlike maniere uiteengesit om die verval van die hafniumisomeer te versnel. Daar is net drie van hulle: die interaksie van straling met die kern en verval deur 'n tussenvlak, die interaksie van straling met die elektronskil, wat dan opwekking na die kern oordra, en die verandering in die waarskynlikheid van spontane verval.
Nadat hy al hierdie metodes ontleed het, het Tkalya getoon dat die effektiewe afname in die halfleeftyd van 'n isomeer onder die invloed van X-straalstraling die hele teorie onderliggend aan moderne kernfisika diep weerspreek. Selfs met die mees gunstige aannames, was die waardes wat verkry is ordes van grootte kleiner as dié wat deur Collins gerapporteer is. Om die vrystelling van kolossale energie, wat in die hafnium-isomeer voorkom, te versnel, is dus steeds onmoontlik. Ten minste met behulp van werklike tegnologieë.
Heroïen, kwik, bloeding en chirurgie wat pasiënte in apatiese zombies omskep. Die Sweedse Illustrerad Vetenskap bied 'n kykie in die gruwelike argief van medisyne. Hier is tien van die grootste foute wat dokters van die oudheid tot die 20ste eeu gemaak het – en net een van hulle het plesier gebring, nie lyding nie
Op 24 Oktober 1929 was daar in die VSA 'n sterk ineenstorting van die aandelemark, genaamd "Swart Donderdag" en wat die begin van die Groot Depressie geword het
In die laaste artikel het jy geleer dat logiese foute formeel en informeel is. Rofweg kan formele foute beskryf word deur formele logika, uitgedruk in die vorm van wiskundige formules
In die eerste hoofstuk het jy geleer waar logika-foute vandaan kan kom. Dit kan 'n wye verskeidenheid redes wees: van voorneme tot onvolmaaktheid van die verstand, van artistieke tegnieke tot linguistiese redes
