Bomba založená na izoméri hafnia Hf-178-m2 by sa mohla stať najdrahšou a najvýkonnejšou v histórii nejadrových výbušných zariadení. Ale neurobila. Teraz je tento prípad uznávaný ako jedno z najznámejších zlyhaní DARPA - Agentúry pre pokročilé obranné projekty amerického vojenského oddelenia.
Emitor bol zostavený z vyradeného röntgenového prístroja, ktorý bol kedysi v zubárskej ordinácii, ako aj z domáceho zosilňovača zakúpeného v neďalekom obchode. Bolo to v ostrom kontraste s hlasným nápisom Centra pre kvantovú elektroniku, ktorý bolo vidieť vchádzať do malej kancelárskej budovy na Texaskej univerzite v Dallase. Prístroj si však so svojou úlohou poradil – totiž pravidelne bombardoval obrátený plastový pohár prúdom röntgenových lúčov. Samotné sklo s tým samozrejme nemalo nič spoločné - jednoducho slúžilo ako stojan pod sotva viditeľnou vzorkou hafnia, alebo skôr jeho izoméru Hf-178-m2. Experiment trval niekoľko týždňov. No po starostlivom spracovaní získaných údajov ohlásil riaditeľ Centra Carl Collins nepochybný úspech. Záznamy zo záznamového zariadenia naznačujú, že jeho skupina hľadala spôsob, ako vytvoriť miniatúrne bomby s kolosálnou silou - zariadenia veľkosti päste, ktoré sú schopné spôsobiť zničenie ekvivalentné desiatkam ton obyčajných výbušnín.
V roku 1998 sa teda začala história izomérnej bomby, ktorá sa neskôr stala známou ako jeden z najväčších omylov v histórii vedy a vojenského výskumu.
Image
hafnium
Hafnium je 72. prvok Mendelejevovej periodickej tabuľky. Tento striebristo-biely kov má svoj názov podľa latinského názvu mesta Kodaň (Hafnia), kde ho v roku 1923 objavili Dick Koster a Gyordem Hevesi, spolupracovníci Kodanského inštitútu pre teoretickú fyziku.
Vedecká senzácia
Collins vo svojej správe napísal, že dokázal zaregistrovať mimoriadne nevýznamné zvýšenie röntgenového pozadia, ktoré vyžarovala ožiarená vzorka. Medzitým je to röntgenové žiarenie, ktoré je znakom prechodu 178 m2Hf z izomérneho stavu do bežného. V dôsledku toho, tvrdil Collins, jeho skupina bola schopná urýchliť tento proces bombardovaním vzorky röntgenovými lúčmi (keď sa absorbuje röntgenový fotón s relatívne nízkou energiou, jadro prejde na ďalšiu excitovanú úroveň a potom rýchly prechod na nasleduje úroveň terénu sprevádzaná uvoľnením celej energetickej rezervy). Na prinútenie vzorky explodovať, uvažoval Collins, je potrebné iba zvýšiť výkon žiariča na určitú hranicu, po ktorej bude vlastné žiarenie vzorky postačovať na spustenie reťazovej reakcie prechodu atómov z izomérneho stavu do normálny stav. Výsledkom bude veľmi citeľný výbuch, ako aj kolosálny záblesk röntgenových lúčov.
Vedecká komunita privítala túto publikáciu s jasnou nedôverou a v laboratóriách po celom svete sa začali experimenty s cieľom potvrdiť Collinsove výsledky. Niektoré výskumné skupiny rýchlo deklarovali potvrdenie výsledkov, hoci ich počet bol len nepatrne vyšší ako chyby merania. Väčšina odborníkov sa však napriek tomu domnievala, že získaný výsledok bol výsledkom nesprávnej interpretácie experimentálnych údajov.
Vojenský optimizmus
Jednu z organizácií však táto práca mimoriadne zaujala. Napriek všetkej skepse vedeckej komunity americká armáda doslova stratila hlavu z Collinsových sľubov. A to bolo z čoho! Štúdium jadrových izomérov otvorilo cestu k vytvoreniu zásadne nových bômb, ktoré by na jednej strane boli oveľa silnejšie ako bežné výbušniny a na druhej strane by nespadali pod medzinárodné obmedzenia spojené s výrobou a používaním jadrové zbrane (izomérna bomba nie je jadrová, pretože nedochádza k premene jedného prvku na iný).
Izomérne bomby by mohli byť veľmi kompaktné (nemajú nižšie hmotnostné obmedzenie, pretože proces prechodu jadier z excitovaného stavu do bežného stavu nevyžaduje kritickú hmotnosť) a pri výbuchu by uvoľnili obrovské množstvo tvrdého žiarenia, ktoré ničí všetko živé. Okrem toho by sa hafniové bomby mohli považovať za relatívne „čisté“– koniec koncov, základný stav hafnia-178 je stabilný (nie je rádioaktívny) a výbuch by oblasť prakticky nekontaminoval.
Vyhodené peniaze
V priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov agentúra DARPA investovala niekoľko desiatok miliónov dolárov do štúdie Hf-178-m2. Armáda však s vytvorením funkčného modelu bomby nečakala. Čiastočne je to spôsobené neúspechom výskumného plánu: v priebehu niekoľkých experimentov s použitím výkonných röntgenových žiaričov sa Collinsovi nepodarilo preukázať žiadne výrazné zvýšenie pozadia ožiarených vzoriek.
Image
Pokusy o replikáciu Collinsových výsledkov sa v priebehu niekoľkých rokov uskutočnili niekoľkokrát. Žiadna iná vedecká skupina však nedokázala spoľahlivo potvrdiť zrýchlenie rozpadu izomérneho stavu hafnia. Tejto problematike sa venovali aj fyzici z viacerých amerických národných laboratórií – Los Alamos, Argonne a Livermore. Použili oveľa výkonnejší zdroj röntgenového žiarenia - Advanced Photon Source of the Argonne National Laboratory, ale nedokázali zistiť účinok indukovaného rozpadu, hoci intenzita žiarenia v ich experimentoch bola o niekoľko rádov vyššia ako v experimentoch samotného Collinsa.. Ich výsledky potvrdili aj nezávislé experimenty v ďalšom americkom národnom laboratóriu – Brookhaven, kde bol na ožarovanie použitý výkonný synchrotrón National Synchrotron Light Source. Po sérii neuspokojivých záverov sa záujem armády o túto tému vytratil, financovanie sa zastavilo a v roku 2004 bol program ukončený.
Diamantové strelivo
Medzitým bolo od samého začiatku jasné, že cez všetky svoje výhody má izomérna bomba aj množstvo základných nevýhod. Po prvé, Hf-178-m2 je rádioaktívny, takže bomba nebude úplne "čistá" (stále dôjde k určitej kontaminácii oblasti "neopracovaným" hafniom). Po druhé, izomér Hf-178-m2 sa v prírode nevyskytuje a proces jeho výroby je dosť drahý. Dá sa získať jedným z viacerých spôsobov – buď ožiarením terča ytterbia-176 alfa časticami, alebo protónmi – volfrámom-186 alebo prírodnou zmesou izotopov tantalu. Týmto spôsobom je možné získať mikroskopické množstvá izoméru hafnia, čo by malo stačiť na vedecký výskum.
Viac-menej masívnym spôsobom získavania tohto exotického materiálu je ožarovanie neutrónmi hafnia-177 v tepelnom reaktore. Presnejšie to vyzeralo - kým vedci nevyrátali, že za rok v takomto reaktore z 1 kg prírodného hafnia (obsahujúceho menej ako 20 % izotopu 177) možno získať len asi 1 mikrogram excitovaného izoméru (uvoľnenie tzv. táto suma je samostatný problém). Nič nehovorte, masová výroba! Ale hmotnosť malej hlavice by mala byť aspoň desiatky gramov … Ukázalo sa, že takáto munícia nie je ani "zlatá", ale priamo "diamantová" …
Vedecké uzavretie
Čoskoro sa však ukázalo, že ani tieto nedostatky neboli rozhodujúce. A tu nejde o nedokonalosť technológie alebo nedostatočnosť experimentátorov. Poslednú bodku za týmto senzačným príbehom dali ruskí fyzici. V roku 2005 Evgeny Tkalya z Inštitútu jadrovej fyziky Moskovskej štátnej univerzity publikoval v časopise Uspekhi Fizicheskikh Nauk článok s názvom „Indukovaný rozpad jadrového izoméru 178 m2Hf a izomérová bomba“. V článku načrtol všetky možné spôsoby, ako urýchliť rozpad izoméru hafnia. Sú len tri: interakcia žiarenia s jadrom a rozpad cez medziúroveň, interakcia žiarenia s elektrónovým obalom, ktorý potom prenáša excitáciu do jadra, a zmena pravdepodobnosti samovoľného rozpadu.
Po analýze všetkých týchto metód Tkalya preukázal, že efektívne zníženie polčasu rozpadu izoméru pod vplyvom röntgenového žiarenia hlboko odporuje celej teórii, ktorá je základom modernej jadrovej fyziky. Aj pri tých najpriaznivejších predpokladoch boli získané hodnoty rádovo menšie ako tie, ktoré uvádza Collins. Takže urýchliť uvoľňovanie kolosálnej energie, ktorá je obsiahnutá v izoméri hafnia, je stále nemožné. Aspoň s pomocou reálnych technológií.
Dlhodobá implementácia pilotného projektu na vytvorenie súdnictva pre mladistvých ako systému súdnictva pre mladistvých na území Perm vyvolala opačný efekt, ako sa očakávalo
Heroín, ortuť, krvácanie a operácie, ktoré premieňajú pacientov na apatických zombie. Švédsky Illustrerad Vetenskap ponúka nahliadnutie do otrasného archívu medicíny. Tu je desať najväčších chýb, ktorých sa lekári dopúšťali od staroveku po 20. storočie – a iba jedna z nich priniesla potešenie, nie utrpenie
Existuje oficiálny údaj, že ruskí vynálezcovia vlastnia tretinu všetkých vynálezov na planéte Zem. S najväčšou pravdepodobnosťou je tento údaj podhodnotený. Rusi vynašli veľa vecí, ktoré nám uľahčili a uľahčili život, z nejakého dôvodu boli mnohé z nich pridelené vynálezcom z iných krajín
V minulom článku ste sa dozvedeli, že logické chyby sú formálne a neformálne. Zhruba povedané, formálne chyby možno opísať formálnou logikou, vyjadrenou vo forme matematických vzorcov
Tento príbeh sa začal na začiatku 90. rokov, keď sa skupina dorovoltských vedcov rozhodla vytvoriť uzavretý a autonómny biosystém pod hermeticky uzavretými kupolami a žiť v ňom 2 roky. Sklenené moduly obsahovali takmer všetko, čo potrebujete k životu: džungľu, savanu, močiar a dokonca aj malý oceán s plážou a koralovým útesom
