Бомба на базата на хафниевия изомер Hf-178-m2 може да се превърне в най-скъпата и най-мощната в историята на неядрените взривни устройства. Но тя не го направи. Сега този случай е признат за един от най-известните провали на DARPA - Агенцията за усъвършенствани проекти за отбрана на американското военно ведомство.
Излъчвателят е сглобен от изхвърлен рентгенов апарат, който някога е бил в зъболекарски кабинет, както и от домашен усилвател, закупен от близкия магазин. Това беше в пълен контраст със силния знак на Центъра за квантова електроника, който беше видян да влиза в малка офис сграда в Тексаския университет в Далас. Устройството обаче се справи със задачата си – а именно, редовно бомбардира обърната пластмасова чаша с поток от рентгенови лъчи. Разбира се, самото стъкло нямаше нищо общо с това - то просто служи като стойка под едва забележима проба от хафний, или по-скоро, неговият изомер Hf-178-m2. Експериментът продължи няколко седмици. Но след внимателна обработка на получените данни, директорът на Центъра Карл Колинс обяви несъмнен успех. Записите от записващото оборудване показват, че групата му е намерила начин да създаде миниатюрни бомби с колосална мощност - устройства с размер на юмрук, способни да произвеждат унищожение, еквивалентно на десетки тонове обикновени експлозиви.
Така през 1998 г. започва историята на изомерната бомба, която по-късно става известна като една от най-големите грешки в историята на науката и военните изследвания.
Image
хафний
Хафний е 72-ият елемент от периодичната таблица на Менделеев. Този сребристо-бял метал получава името си от латинското име на град Копенхаген (Хафния), където е открит през 1923 г. от Дик Костер и Гьордем Хевеси, сътрудници на Копенхагенския институт за теоретична физика.
Научна сензация
В доклада си Колинс пише, че е успял да регистрира изключително незначително увеличение на рентгеновия фон, който е излъчен от облъчената проба. Междувременно именно рентгеновото лъчение е знак за прехода на 178m2Hf от изомерно състояние в обикновено. Следователно, твърди Колинс, неговата група е успяла да ускори този процес, като бомбардира пробата с рентгенови лъчи (когато рентгенов фотон с относително ниска енергия се абсорбира, ядрото преминава на друго възбудено ниво и след това бърз преход към следва нивото на земята, придружено от освобождаване на целия енергиен резерв). За да се принуди пробата да експлодира, разсъждава Колинс, е необходимо само да се увеличи мощността на излъчвателя до определена граница, след което собственото излъчване на пробата ще бъде достатъчно, за да предизвика верижна реакция на прехода на атомите от изомерно състояние към нормалното състояние. Резултатът ще бъде много осезаема експлозия, както и колосален изблик от рентгенови лъчи.
Научната общност посрещна тази публикация с явно недоверие и започнаха експерименти в лаборатории по целия свят, за да потвърдят резултатите на Колинс. Някои изследователски групи побързаха да декларират потвърждение на резултатите, въпреки че броят им беше само незначително по-висок от грешките в измерването. Но повечето експерти въпреки това вярваха, че полученият резултат е резултат от неправилна интерпретация на експерименталните данни.
Военен оптимизъм
Една от организациите обаче беше изключително заинтересована от тази работа. Въпреки целия скептицизъм на научната общност, американските военни буквално загубиха главите си от обещанията на Колинс. И беше от какво! Изследването на ядрените изомери проправи пътя за създаването на принципно нови бомби, които, от една страна, биха били много по-мощни от обикновените експлозиви, а от друга, няма да попаднат под международни ограничения, свързани с производството и използването на ядрени оръжия (изомерната бомба не е ядрена, тъй като няма трансформация на един елемент в друг).
Изомерните бомби биха могли да бъдат много компактни (те нямат по-ниско ограничение на масата, тъй като процесът на преход на ядрата от възбудено състояние в обикновено състояние не изисква критична маса) и при експлозия биха отделили огромно количество твърда радиация, която унищожава всичко живо. Освен това хафниевите бомби могат да се считат за относително „чисти“– в края на краищата основното състояние на хафний-178 е стабилно (той не е радиоактивен) и експлозията практически няма да замърси района.
Изхвърлени пари
През следващите няколко години агенцията DARPA инвестира няколко десетки милиони долари в изследването на Hf-178-m2. Военните обаче не дочакали създаването на работещ модел на бомбата. Това отчасти се дължи на провала на изследователския план: в хода на няколко експеримента, използващи мощни рентгенови излъчватели, Колинс не успя да демонстрира значително увеличение на фона на облъчените проби.
Image
Опитите за възпроизвеждане на резултатите на Колинс са правени няколко пъти в продължение на няколко години. Въпреки това, никоя друга научна група не е успяла надеждно да потвърди ускоряването на разпадането на изомерното състояние на хафния. Физици от няколко американски национални лаборатории - Лос Аламос, Аргон и Ливърмор - също се занимаваха с този въпрос. Те използваха много по-мощен източник на рентгенови лъчи - Advanced Photon Source от Националната лаборатория в Аргон, но не можаха да открият ефекта на индуцираното разпадане, въпреки че интензитетът на радиация в техните експерименти беше с няколко порядъка по-висок, отколкото в експериментите на самия Колинс. Резултатите им бяха потвърдени и от независими експерименти в друга национална лаборатория на САЩ - Брукхейвън, където за облъчване беше използван мощният синхротрон на National Synchrotron Light Source. След поредица от разочароващи заключения интересът на военните към тази тема избледнява, финансирането спира и през 2004 г. програмата е закрита.
Диамантени боеприпаси
Междувременно от самото начало беше ясно, че въпреки всичките си предимства изомерната бомба притежава и редица фундаментални недостатъци. Първо, Hf-178-m2 е радиоактивен, така че бомбата няма да бъде напълно "чиста" (все пак ще има известно замърсяване на района с "необработен" хафний). Второ, изомерът Hf-178-m2 не се среща в природата и процесът на неговото производство е доста скъп. Може да се получи по един от няколкото начина – или чрез облъчване на мишена от итербий-176 с алфа частици, или чрез протони – волфрам-186 или естествена смес от танталови изотопи. По този начин могат да се получат микроскопични количества от хафниевия изомер, което би трябвало да е напълно достатъчно за научни изследвания.
Повече или по-малко масов начин за получаване на този екзотичен материал е облъчването с хафний-177 неутрони в термичен реактор. По-точно изглеждаше - докато учените не изчислиха, че за една година в такъв реактор от 1 кг естествен хафний (съдържащ по-малко от 20% от изотоп 177), можете да получите само около 1 микрограм възбуден изомер (освобождаването на тази сума е отделен проблем). Не казвайте нищо, масово производство! Но масата на малка бойна глава трябва да бъде поне десетки грама … Оказа се, че такива боеприпаси се оказват дори не "злато", а направо "диамант" …
Научно приключване
Но скоро се оказа, че и тези недостатъци не са решаващи. И въпросът тук не е в несъвършенството на технологията или неадекватността на експериментаторите. Последната точка в тази сензационна история беше поставена от руски физици. През 2005 г. Евгений Ткаля от Института по ядрена физика на Московския държавен университет публикува в списание Uspekhi Fizicheskikh Nauk статия, озаглавена „Индуциран разпад на ядрения изомер 178m2Hf и изомерна бомба“. В статията той очерта всички възможни начини за ускоряване на разпадането на хафниевия изомер. Има само три от тях: взаимодействието на радиацията с ядрото и разпадането през междинно ниво, взаимодействието на радиацията с електронната обвивка, която след това прехвърля възбуждането към ядрото и промяната на вероятността от спонтанен разпад.
След като анализира всички тези методи, Ткаля демонстрира, че ефективното намаляване на полуживота на изомера под въздействието на рентгеново лъчение дълбоко противоречи на цялата теория, лежаща в основата на съвременната ядрена физика. Дори и с най-благоприятните предположения, получените стойности са с порядък по-малък от тези, докладвани от Колинс. Така че да се ускори освобождаването на колосална енергия, която се съдържа в хафниевия изомер, все още е невъзможно. Поне с помощта на реални технологии.
Хероин, живак, кървене и хирургия, които превръщат пациентите в апатични зомбита. Шведският Illustrerad Vetenskap предлага надникване в ужасяващия архив на медицината. Ето десет от най-големите грешки, които лекарите са правили от древността до 20-ти век – и само една от тях е донесла удоволствие, а не страдание
В последната статия научихте, че логическите грешки са формални и неформални. Грубо казано, формалните грешки могат да бъдат описани с формална логика, изразени под формата на математически формули
В първата глава научихте откъде могат да дойдат логически грешки. Това могат да бъдат най-различни причини: от намерение до несъвършенство на ума, от художествени техники до езикови причини
