10 ядерных загадок, которые нам удалось разрешить
Экология познания: к лучшему или к худшему, ядерная энергия изменила мир. И каждый год, когда мы с ним сталкиваемся, он преподносит нам загадку. С тех пор как была открыта ядерная энергия, мы (точнее, ученые, которым нравится думать о таких вещах)
К лучшему или худшему, ядерная энергия изменила мир. И каждый год нашего знакомства с ним он преподносил нам загадку. С тех пор как была открыта ядерная энергия, нас (вернее, ученых, которые любят думать о ней загадками) мучают вопросы о ней. На многие из них были получены ответы, другие породили еще больше загадок. Например…
Эффект «трюка с веревкой».
В 1940-х и 1950-х годах ученые пытались понять суть ядерных взрывов, снимая на видео миллисекунды после взрыва бомбы. Почти сразу же они заметили странные шипы, торчащие снизу. Ученые предполагали, что ядерные взрывы должны быть почти симметричными, поэтому странные шипы оказались полной загадкой.
Это странное явление исследовал Джон Малик. Вскоре он понял, что гвозди находятся в том же месте, что и тросы, закрепляющие бомбу в башне. Малик предположил, что именно провода создали странную структуру, но эта теория еще не была проверена. При следующем взрыве он окрасил провода в разные цвета. Он также попробовал алюминиевую фольгу. На последующих фотографиях штыри выглядели как провода. Однако на фотографиях цвета отражают негативы.
Черные провода выглядели белыми, а светлые — темными. Поскольку темные цвета поглощают больше тепла, чем светлые (а огненные шары на два порядка ярче солнца, выделяя огромное количество энергии по всему спектру), темные провода поглощают энергию взрыва и испаряются, превращаясь в яркий белый свет. Светлые не впитывали его так быстро и не блестели. Малик, который решил эту загадку, назвал это явление «трюк с веревкой».
Радиоактивный дождь
После аварии на реакторе Фукусимы и сообщения о том, что радиоактивные обломки смыло в Тихий океан, некоторые люди во всем мире были обеспокоены тем, что радиация может начать поступать в океаны и моря. Несколько видеороликов на YouTube показывают, как счетчики Гейгера истерически пищат после дождя, указывая на очень высокий уровень радиации. Конечно, были проведены параллели с Фукусимой, и снова мировые правительства были обвинены в соучастии.
Несмотря на путаницу, вызванную видео, эксперты утверждают, что радиационные волны после дождя — совершенно нормальное природное явление. Почва и горные породы, претерпевшие химические изменения за 4,5 миллиарда лет, содержат большое количество урана. В конце концов он превратился в газ радон и просочился в землю. Иногда эта радоновая почва размывается, и газ просачивается в воду. Это своего рода радиационный цикл на Земле. Период полураспада радона составляет всего несколько дней, поэтому излучение быстро рассеивается, не причиняя вреда организму (или что он там делает). В некоторых местах радон даже используется для лечения.
Откуда столько лития?
Проблема лития мучает ученых уже много лет. Никто не может объяснить, почему во Вселенной так много лития. Большинство тяжелых элементов во Вселенной образуются внутри звезд и во время сверхновых, но литий-7 не может выжить при таких температурах.
Литий — это «легкий элемент», который не образует звезд. В галактиках его меньше, чем в ближайших элементах периодической таблицы. И хотя литий мог остаться после крупных взрывов, а другой литий мог образоваться в результате взаимодействия космических лучей и межзвездного материала, это не объясняет количество этого материала, обнаруженного во Вселенной.
В 1950-х годах ученые предположили, что бериллий-7 может иногда образовываться у поверхности звезд, а затем выталкиваться во внешние области, где он внедряется в литий. Однако они не знали этого наверняка, пока японский телескоп Subaru не увидел Nova Delphini в 2013 году, и спустя 60 лет астрономы наконец-то решили загадку, обнаружив бериллий, запущенный быстрой, взрывоопасной звездой — идеальный сценарий лития.
Однако решение такой головоломки порождает еще много вопросов. После Бейлуотера это просто исчезло, и ученым пришлось задуматься, как это вдруг произошло.
Загадка проекта «Безупречный»
В пустыне Невада находится цилиндр высотой 2,5 метра, на котором безошибочно отмечено место реализации проекта и подземный взрыв ядерной бомбы 19 января 1968 года. Весьма необычным является то, что в этом месте произошел только один взрыв, так как обычно испытательные зоны «проверяются» отверстиями.
Почему правительство США построило дорогостоящие подземные установки для испытания ядерных бомб? Во время холодной войны обе стороны стали причиной множества бомб в гонке оборудования. Когда-то многие города по обе стороны океана сотрясались каждые три дня. Бизнесменам надоели эти испытания, и один из них, миллионер Говард Хьюз, оказал серьезное влияние на правительство.
Пережив несколько потрясений, Хьюз написал длинное письмо президенту Линдону Джонсону с протестом против бомбардировок. Ожидалось, что его письмо будет проигнорировано, но оказалось, что даже президент не смог проигнорировать жалобы одного из самых богатых и влиятельных людей в мире. Помимо контроля над Лас-Вегасом, Хьюз был нефтяным магнатом и одним из крупнейших оборонных подрядчиков в США. В конце концов, Джонсон поддался давлению Хьюза и запустил идеальный проект переезда из Лас-Вегаса, чтобы не раскачивать город.
Fourthless была одной из крупнейших водородных бомб, когда-либо срабатывавших в США. Взрыв был настолько сильным, что в земле образовалась трещина шириной в метр. Однако у Советов в то время были приличные взрывы. (Мы показали им мать Кузницкого!). ).
Японские радиоактивные грибы
В результате аварии на Фукусиме радиация распространилась на значительные территории северо-восточной Японии. Большинство продуктов питания из Фукусимы были запрещены из-за высокого уровня радиоактивности, но большинство продуктов питания в близлежащих округах имели нормальный уровень радиоактивности или, по крайней мере, в допустимых пределах. Только грибы были забыты. Было обнаружено, что на сотни километров вокруг грибов уровень радиации в них превышал допустимые пределы. А японцы любят собирать грибы.
Некоторые грибы являются радиационными магнитами. Они очень хорошо поглощают радиацию и даже были предложены в качестве способа очистки от радиации. Когда в Японии были обнаружены грибы с высоким уровнем радиации, правительство запретило продажу диких грибов в магазинах и ресторанах, за исключением тех, которые были проверены и признаны безопасными.
И вскоре возникла загадка. После изучения некоторых грибов с уровнем радиации выше нормы выяснилось, что они никак не могли быть получены с поврежденных фабрик. Вопрос в том, где?
Тесты показывают, что это излучение намного старше, чем событие на Фукусиме. Радиация, поглощенная этими грибами, была получена в результате ядерных испытаний в 40-х, 50-х и 60-х годах. Некоторые следы даже привели к аварии на Чернобыльской АЭС. Хотя территория вокруг грибов была чистой и безопасной, сами грибы поглощали много радиации, которая накапливалась до опасного уровня. Уровень поглощения радиации грибами различается у разных видов. Ученые теперь рекомендуют не есть грибы во всем лесу.
Необъяснимая скорость распада марганца
В 2006 году физики из Пердью в Стэнфорде задокументировали феномен, который привнес его в современную ядерную науку. Хотя скорость радиоактивного распада уже давно учитывалась, ученые обнаружили, что скорость расщепления радиоактивных веществ зимой выше, чем летом. Конечно, они решили проверить результаты лабораторных исследований, чтобы исключить какие-либо ошибки, но обнаружили, что результаты совпадают. В поисках объяснения ученые оставили нашу планету под солнцем.
Контролируя скорость распада изотопа марганца, Пердью из Nature обнаружил, что изменение ритма совпало с солнечной вспышкой, произошедшей накануне вечером. В период с 2006 по 2012 год необычное явление было зафиксировано во время десяти вспышек на Солнце.
Физики понимают, почему скорость распада марганца-54 таинственным образом изменилась, но они не понимают, какая наука стоит за этим. Возможно, существует какая-то связь между ионизированными частицами и нейтронами, но трудно сказать наверняка. Независимо от того, почему это происходит, открытие может быть использовано для создания устройства, сигнализирующего о солнечной вспышке. Пердью уже подал заявку на идею о том, что массовый эжектор, нарушающий работу новейших технологий, может передавать своевременные предупреждения об энергетической и коммуникационной инфраструктуре.
Китайский ядерный налет на Южную Африку
В 2007 году две вооруженные группы ворвались в Центр ядерных исследований Пелиндаба в Южной Африке. Они сместили уровень охраны и нанесли ущерб ночному клубу, украв ноутбуки из диспетчерской центра. Их так и не поймали.
После проведения рейдов теории заговора о личности нападавших были разрушены. Официальная позиция правительства ЮАР описывает рейд как неудачное ограбление. Однако это не дает ответа на вопрос, почему две группы грабителей напали на ядерный центр только для того, чтобы украсть ноутбуки. Пошатнув теорию «ограбления», мировые СМИ решили, что это была попытка терроризировать ядерное оружие, по крайней мере, на бумаге.
Wikileaks обнародовал ряд дипломатических миссий между США и Южной Африкой, в которых Южная Африка выразила неуверенность в теории заманивания. Однако впоследствии утечки информации показали, что южноафриканские шпионы отвергли ответственность китайского правительства. Позднее она запустила ядерную программу в Пелиндабе, используя тот же тип технологии.
Радиационное облако над Европой
В 2011 году Департамент ядерной безопасности Чешской Республики зафиксировал рост радиоактивности по всей стране. Вскоре после этого европейские организации начали получать данные о выбросах йода-131, побочного продукта ядерных реакторов и ядерного оружия. Поскольку это произошло вскоре после Фукусимы, внимание общественности быстро переключилось на Японию как виновную. Однако причина этой радиации остается загадкой, поскольку в результате аварии на Фукусиме были выброшены другие типы изотопов, помимо тех, которые были обнаружены учеными.
Сколько же тогда теорий! Некоторые говорили, что все началось на фармацевтической фабрике. Другие говорили, что это была утечка в больнице. Другие утверждают, что он был получен с атомных подводных лодок или при транспортировке ядерных материалов. Наконец, Венгрия заявила, что источником, скорее всего, был Институт изотопов корпорации, базирующаяся в Будапеште компания по производству изотопов, которая производит материалы для здравоохранения, научных исследований и промышленности. Загадка казалась разгаданной, за исключением того, что директор института заявил, что количество обнаруженного радиоактивного материала превышало то количество, которое институт мог выпустить.
Однако обнаруженный уровень радиации составил 0,0025% от дозы, получаемой при типичном трансатлантическом перелете. Несмотря на кажущуюся незначительность, мы знаем, что люди боятся невидимого и необычного.
Google и студент старших курсов решили 1200-летнюю ядерную тайну
Изучая годовые кольца, ученые обнаружили, что 1200 лет назад Земля пережила интенсивный всплеск высокоэнергетического излучения. В период между 774 и 775 годами уровень радиоактивного изотопа углерода-14 вырос на 1,2%, что почти в 20 раз превышает нормальный уровень радиации. Эти изменения могли быть вызваны только сверхновой звездой или солнечной бурей от гигантской солнечной вспышки. Однако последствия этого события не были зафиксированы, и историческая летопись ничего не сообщает.
Джонатан Аллен, студент старшего курса биохимии Калифорнийского университета, услышал об этом открытии в подкасте Nature. В отличие от других исследователей, он решил просто «погуглить». Google привел его в Avalon Project, онлайн-библиотеку юридических и исторических документов. Пролистав копию англосаксонской хроники VIII века, он нашел упоминание о «красном кресте», появляющемся в небе «после захода солнца».
Возможно, это была неучтенная сверхновая. Этот объект не был зарегистрирован, так как был виден на западном небе после захода солнца и, возможно, был скрыт солнцем. Кроме того, он мог быть поглощен плотным облаком межзвездной пыли, что объясняет красный оттенок. Поскольку это событие произошло более 1000 лет назад, вряд ли удастся убедить многих людей и разгадать тайну, но объяснение Аллена удовлетворило многих ученых.
Почему красная краска такая дешевая?
Почему красный цвет дешевле других цветов? Ответ связан с ядерным синтезом. Красная охра Fe2O3 — это соединение железа, которое придает краске красный цвет. Он дешевле, потому что его значительно больше, чем других цветных соединений, и причина этого кроется в межзвездном синтезе.
Звезды проходят через различные стадии деления и сжатия по мере рассеивания энергии. По мере сжатия звезды увеличивается давление и повышается температура. Этот цикл повторяется на протяжении всей жизни звезды, производя более тяжелые элементы, расположенные дальше по периодической таблице.
Этот процесс продолжается до тех пор, пока общее число протонов и нейтронов не достигнет 56, и тогда звезда разрушается. Поскольку в конце цикла их остается 56, звезда производит на 56 нуклонов (не считая сверхлегких элементов) больше, чем остальные. Железо, используемое для получения красного цвета, в стабильном состоянии имеет 56 нуклонов. Красный краситель дешевле других красителей, потому что он является продуктом миллиардов мертвых звезд во Вселенной. Опубликовано econet.co.uk
