يمكن أن تصبح القنبلة التي تعتمد على ايزومر الهافنيوم Hf-178-m2 الأغلى والأكثر قوة في تاريخ الأجهزة المتفجرة غير النووية. لكنها لم تفعل. الآن يتم التعرف على هذه الحالة كواحدة من أكثر إخفاقات DARPA شهرة - وكالة مشاريع الدفاع المتقدمة التابعة للإدارة العسكرية الأمريكية.
تم تجميع الباعث من جهاز أشعة سينية مهمل كان في يوم من الأيام في مكتب طبيب الأسنان ، بالإضافة إلى مكبر صوت منزلي تم شراؤه من متجر قريب. كان ذلك في تناقض صارخ مع اللافتة الصاخبة لمركز الإلكترونيات الكمية ، والتي شوهدت وهي تدخل مبنى مكاتب صغيرًا في جامعة تكساس في دالاس. ومع ذلك ، تعامل الجهاز مع مهمته - أي أنه يقصف بانتظام كوبًا بلاستيكيًا مقلوبًا بتيار من الأشعة السينية. بالطبع ، الزجاج نفسه لا علاقة له به - لقد استخدم ببساطة كحامل تحت عينة بالكاد ملحوظة من الهافنيوم ، أو بالأحرى أيزومر Hf-178-m2. استمرت التجربة لعدة أسابيع. ولكن بعد المعالجة الدقيقة للبيانات التي تم الحصول عليها ، أعلن مدير المركز ، كارل كولينز ، نجاحًا لا شك فيه. تشير التسجيلات من أجهزة التسجيل إلى أن مجموعته قد تلامست طريقة لصنع قنابل مصغرة ذات قوة هائلة - أجهزة بحجم قبضة اليد قادرة على إحداث دمار يعادل عشرات الأطنان من المتفجرات العادية.
لذلك في عام 1998 ، بدأ تاريخ القنبلة الأيزومرية ، والتي أصبحت فيما بعد تُعرف بأحد أكبر الأخطاء في تاريخ العلوم والبحوث العسكرية.
Image
الهافنيوم
الهافنيوم هو العنصر 72 في الجدول الدوري لمندليف. يأخذ هذا المعدن الفضي الأبيض اسمه من الاسم اللاتيني لمدينة كوبنهاغن (هافنيا) ، حيث اكتشفه في عام 1923 ديك كوستر وجيورديم هيفيسي ، المتعاونان في معهد كوبنهاغن للفيزياء النظرية.
الإحساس العلمي
كتب كولينز في تقريره أنه كان قادرًا على تسجيل زيادة ضئيلة للغاية في خلفية الأشعة السينية ، التي انبعثت من العينة المشعة. وفي الوقت نفسه ، فإن إشعاع الأشعة السينية هو علامة على انتقال 178m2Hf من الحالة الأيزومرية إلى الحالة العادية. ونتيجة لذلك ، كما جادل كولينز ، كانت مجموعته قادرة على تسريع هذه العملية عن طريق قصف العينة بالأشعة السينية (عندما يتم امتصاص فوتون الأشعة السينية بطاقة منخفضة نسبيًا ، تنتقل النواة إلى مستوى متحمس آخر ، ثم الانتقال السريع إلى يتبع مستوى الأرض ، مصحوبًا بتحرير احتياطي الطاقة بالكامل). لإجبار العينة على الانفجار ، حسب كولينز ، من الضروري فقط زيادة قوة الباعث إلى حد معين ، وبعد ذلك سيكون إشعاع العينة نفسه كافيًا لإطلاق تفاعل متسلسل لانتقال الذرات من الحالة الأيزومرية إلى الحالة الطبيعية. ستكون النتيجة انفجارًا ملموسًا للغاية ، بالإضافة إلى اندفاع هائل من الأشعة السينية.
استقبل المجتمع العلمي هذا المنشور بعدم تصديق واضح ، وبدأت التجارب في المختبرات حول العالم للتحقق من صحة نتائج كولينز. سارعت بعض مجموعات البحث إلى إعلان تأكيد النتائج ، على الرغم من أن أعدادهم كانت أعلى بشكل هامشي فقط من أخطاء القياس. لكن معظم الخبراء يعتقدون مع ذلك أن النتيجة التي تم الحصول عليها كانت نتيجة تفسير غير صحيح للبيانات التجريبية.
تفاؤل عسكري
ومع ذلك ، كانت إحدى المنظمات مهتمة للغاية بهذا العمل. على الرغم من كل شكوك المجتمع العلمي ، فقد الجيش الأمريكي رأسه حرفيًا من وعود كولينز.وكان من ماذا! مهدت دراسة الأيزومرات النووية الطريق لإنشاء قنابل جديدة بشكل أساسي ، والتي من ناحية ، ستكون أقوى بكثير من المتفجرات العادية ، ومن ناحية أخرى ، لن تخضع للقيود الدولية المرتبطة بإنتاج واستخدام الأسلحة النووية (القنبلة الايزومرية ليست نووية ، حيث لا يوجد تحول من عنصر إلى آخر).
يمكن أن تكون القنابل الأيزومرية مضغوطة للغاية (ليس لديها حد أدنى للكتلة ، لأن عملية انتقال النوى من الحالة المثارة إلى الحالة العادية لا تتطلب كتلة حرجة) ، وعند الانفجار فإنها تطلق كمية هائلة من الإشعاع الصلب الذي يدمر كل الكائنات الحية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن اعتبار قنابل الهافنيوم "نظيفة" نسبيًا - فبعد كل شيء ، الحالة الأرضية للهافنيوم 178 مستقرة (ليست مشعة) ، والانفجار لن يلوث المنطقة عمليًا.
رمي المال
على مدى السنوات العديدة التالية ، استثمرت وكالة DARPA عدة عشرات الملايين من الدولارات في دراسة Hf-178-m2. ومع ذلك ، لم ينتظر الجيش إنشاء نموذج عمل للقنبلة. ويرجع ذلك جزئيًا إلى فشل خطة البحث: في سياق العديد من التجارب باستخدام بواعث قوية للأشعة السينية ، لم يتمكن كولينز من إثبات أي زيادة كبيرة في خلفية العينات المشعة.
Image
بذلت محاولات تكرار نتائج كولينز عدة مرات على مدار عدة سنوات. ومع ذلك ، لم تتمكن أي مجموعة علمية أخرى من التأكيد بشكل موثوق على تسارع تحلل الحالة الأيزومرية للهفنيوم. فيزيائيون من عدة مختبرات وطنية أمريكية - لوس ألاموس وأرجون وليفرمور - شاركوا أيضًا في هذه القضية. استخدموا مصدرًا أكثر قوة للأشعة السينية - مصدر الفوتون المتقدم لمختبر أرجون الوطني ، لكن لم يتمكنوا من اكتشاف تأثير التحلل المستحث ، على الرغم من أن كثافة الإشعاع في تجاربهم كانت أعلى بعدة مرات مما كانت عليه في تجارب كولينز نفسه. تم تأكيد نتائجهم أيضًا من خلال تجارب مستقلة في مختبر وطني أمريكي آخر - Brookhaven ، حيث تم استخدام السنكروترون الوطني ذو المصدر الخفيف السنكروترون للإشعاع. بعد سلسلة من الاستنتاجات المخيبة للآمال ، تلاشى اهتمام الجيش بهذا الموضوع ، وتوقف التمويل ، وفي عام 2004 تم إغلاق البرنامج.
ذخيرة الماس
في غضون ذلك ، كان من الواضح منذ البداية أنه على الرغم من جميع مزاياها ، فإن القنبلة الأيزومرية تمتلك أيضًا عددًا من العيوب الأساسية. أولاً ، Hf-178-m2 مادة مشعة ، لذا لن تكون القنبلة "نظيفة" بالكامل (سيظل هناك بعض التلوث في المنطقة بالهافنيوم "غير المشغل"). ثانيًا ، لا يحدث أيزومر Hf-178-m2 في الطبيعة ، وعملية إنتاجه باهظة الثمن إلى حد ما. يمكن الحصول عليه بإحدى الطرق العديدة - إما عن طريق تشعيع هدف من الإيتربيوم -176 بجزيئات ألفا ، أو عن طريق البروتونات - التنجستن -186 أو خليط طبيعي من نظائر التنتالوم. بهذه الطريقة ، يمكن الحصول على كميات مجهرية من ايزومر الهافنيوم ، والتي يجب أن تكون كافية تمامًا للبحث العلمي.
هناك طريقة أكثر أو أقل ضخامة للحصول على هذه المادة الغريبة وهي التشعيع باستخدام الهافنيوم 177 نيوترون في مفاعل حراري. بتعبير أدق ، بدا الأمر - إلى أن حسب العلماء أنه لمدة عام في مثل هذا المفاعل من 1 كجم من الهافنيوم الطبيعي (يحتوي على أقل من 20 ٪ من النظير 177) ، يمكنك الحصول على حوالي 1 ميكروغرام من أيزومر متحمس (إطلاق هذا المبلغ مشكلة منفصلة). لا تقل شيئا ، الإنتاج الضخم! لكن يجب أن تكون كتلة الرأس الحربي الصغير عشرات الجرامات على الأقل … واتضح أن مثل هذه الذخيرة ليست "ذهبًا" ، بل "ماس" تمامًا …
الخاتمة العلمية
ولكن سرعان ما تبين أن أوجه القصور هذه لم تكن حاسمة أيضًا. والنقطة هنا ليست في النقص في التكنولوجيا أو أوجه القصور لدى المجربين.وضع الفيزيائيون الروس النقطة الأخيرة في هذه القصة المثيرة. في عام 2005 ، نشر Evgeny Tkalya من معهد الفيزياء النووية بجامعة موسكو الحكومية مقالًا بعنوان "التحلل المستحث للايزومر النووي 178m2Hf والقنبلة الايزومرية" في مجلة Uspekhi Fizicheskikh Nauk. في المقال ، أوضح كل الطرق الممكنة لتسريع تحلل ايزومر الهافنيوم. لا يوجد سوى ثلاثة منهم: تفاعل الإشعاع مع النواة والاضمحلال عبر مستوى متوسط ، تفاعل الإشعاع مع غلاف الإلكترون ، الذي ينقل الإثارة بعد ذلك إلى النواة ، والتغير في احتمالية الانحلال التلقائي.
بعد تحليل كل هذه الطرق ، أوضح تكاليا أن الانخفاض الفعال في نصف عمر الأيزومر تحت تأثير إشعاع الأشعة السينية يتناقض بشدة مع النظرية بأكملها التي تقوم عليها الفيزياء النووية الحديثة. حتى مع الافتراضات الأكثر اعتدالًا ، كانت القيم التي تم الحصول عليها أقل من تلك التي أبلغ عنها كولينز. لذا فإن تسريع إطلاق الطاقة الهائلة الموجودة في أيزومر الهافنيوم لا يزال مستحيلاً. على الأقل بمساعدة تقنيات الحياة الواقعية.
في المقالة الأخيرة ، تعلمت أن الأخطاء المنطقية هي أخطاء رسمية وغير رسمية. بشكل تقريبي ، يمكن وصف الأخطاء الشكلية بالمنطق الرسمي ، معبراً عنها في شكل صيغ رياضية
في الفصل الأول ، تعرفت على مصدر الأخطاء المنطقية. يمكن أن تكون هذه مجموعة متنوعة من الأسباب: من النية إلى نقص العقل ، من التقنيات الفنية إلى الأسباب اللغوية
دراسة (حسب الخرائط القديمة) طرق الهجرة لأهالي الدولة المغولية بعد كارثة نهاية العالم في القرن السابع عشر إلى الموقع الحالي. من أين أتت عبارة "الوقوع في التتار". يوم جيد ، عزيزي المستخدمين! في هذا المنشور (وهذا تجميع من المواد المنشورة مسبقًا ، لأولئك الذين ليسوا على دراية بـ …) أريد أن أخبركم عن كيفية حدوث التغييرات في إقليم Great Tartary في الماضي القريب (نهاية القرن السابع عشر) قرن).
