|
Возможно, ты читал недавние новости про полумистическое "новое
ядерное оружие на основе гафния". Поскольку там напущено
много тумана, я решил объяснить ситуацию подробнее в общепонятной
заметке с ссылками.
Кроме того, прямым текстом сказано, что "Вооруженные силы
США занимаются разработкой нового вида ядерного заряда, который
даже в малых количествах обладает огромной разрушительной силой."
1. Сначала успокою публику.
Никакого оружия пока еще нет и в помине. Есть экспериментальные
исследования свойств некоторых ядер, которые ведутся последние несколько
лет в разных группах. Эффект тонкий, поэтому первые результаты (1999
год) были не слишком убедительны (т.е. эксперимент показал, что
эффект СКОРЕЕ ВСЕГО имеет место), но по мере совершенствования экспериментальной
техники стали все более надежны.
Сейчас можно уже уверенно говорить, что эффект существует. А поскольку
в этом эффекте происходит очень быстрое выделение запасенной энергии,
значит в принципе(!) возможно создание бомбы. Но пока -- только
в принципе!
2. В чем заключается эффект.
Приведу краткое и понятное изложение с scientific.ru
:
Существует реакция спонтанного деления атомных
ядер (в частности изотопов U, Pu), эта реакция в некотором смысле
катализируется нейтронами. То есть нейтроны могут вызывать эту реакцию,
и при этом являются ее продуктами. Поэтому в определенных условиях
(например в ядерном реакторе) реакция деления может протекать в
самоподдерживающимся режиме, являясь источником тепловой энергии,
а также нейтронов и осколков деления. Причем все три "продукта"
могут находить определенное применение.
В последнее время в печати появились сообщения,
что могут существовать ядерные (фотоядерные) реакции катализируемые
гамма квантами. Механизм таких реакций связан с существованием долгоживущих
энергетически возбужденных ядерных состояний - ядерных изомеров.
Ядерные изомеры стабильных изотопов, чаще всего, переходят в основное
состояние с испусканием гамма квантов, этот процесс харрактеризуется
определенным периодом полураспада. Однако, теоретики предсказывают,
что такой процесс можно ускорить сообщив, ядру с помощью другого
гамма кванта некоторую энергию, как бы помогая ему преодолеть потенциальный
барьер, отделяющий метастабильное состояние от основного.
В результате ядро, поглощая один гамма квант,
испускает один или несколько гамма квантов с суммарной энергией,
превышающей первоначально вложенную. В такой системе при определенных
условиях может возникнуть самоподдерживающаяся (цепная реакция).
3. Что было сделано в экспериментах (в частности, в техасской группе,
именно на нее ссылаются новости):
Брали изомер гафния 178 (178-Hf-2m) с периодом полураспада 31 год
и облучали его рентгеном. При этом удалось зарегистрировать "убыстрение"
распада на 2%.
Т.е. гафний и так распадается, но когда его облучали, количество
распадов в какой-то определенный промежуток времени (в техасской
группе: 48 часов) увеличивалось на 2%.
Т.е. вывод: некоторые из распадов действительно инициировались рентгеном.
Причем энергия фотонов, выделившихся в этом распаде, примерно в
60 раз превышала превышала энергию рентгеновских фотонов, поглощенных
ядром.
4. Что можно сделать в перспективе для реального создания бомбы.
а) увеличить интенсивной облучения, так чтобы практически все ядра
(а не 2%) "высветили" свои гамма-кванты за короткое время.
Пока что это технически непросто.
б) понизить энергию фотонов, необходимых для вынужденного распада.
Ведь "эффективность" бомбы определяется высвобожденной
энергией, поделенной на затрачиваемую энергию. Высвобождаемая энергия
всегда одна и та же, а вот затрачиваемую энергию можно попытаться
уменьшить.
Сейчас для облучения используют синхротронное излучение в рентгеновском
диапазоне, а неплохо бы заставить ядро снимать возбуждение с помошью
обычных оптических фотонов. Тогда взрыв можно будет инициировать
с помощью обычного лазера.
в) попытаться найти еще более удобный изотоп, который "держал"
бы энергию подольше, а выпускал бы при облучении полегче. Это работа,
по большей части, для теоретиков.
6. Работы, естественно, не засекречены и вовсю публикуются в разных
журналах. Вообще, это обширное поле деятельности, получившее название
"квантовая нуклеоника". Квантовая -- потому что речь идет
про излучение и поглощение высокоэнергетических квантов электромагнитного
излучения -- фотонов. Нуклеоника -- от слова нуклон, собирательное
назваоние для протонов и нейтронов, кирпичиков атомных ядер.
На этой
странице приведен список литературы по этой теме аж с конца
1960-х годов!
Из свежих общедоступных научных статей на русском языке:
- две публикации в отечественном журнале "Квантовая электроника"
за 2000 год: [
1 ], [
2 ] (PDF).
- Статьи техасской группы можно найти здесь.
Что почитать популярного:
- Новость
про первые эксперименты в 1999 году.
- Подробный
рассказ с картинками для широкой публики приведен на сайте техасской
группы
- Некоторая
информация про ядерные изомеры.
- Обсуждение
этой темы на форуме журнала scientific.ru
Игорь Иванов, Институт математики, СО РАН
|
8
мегапикселов. SONY Cybershot DSC-F828.
Процесс
рисования портрета 
