Բովանդակություն:

DARPA-ի ձախողումը. գիտության պատմության ամենամեծ սխալներից մեկը
DARPA-ի ձախողումը. գիտության պատմության ամենամեծ սխալներից մեկը

Video: DARPA-ի ձախողումը. գիտության պատմության ամենամեծ սխալներից մեկը

Video: DARPA-ի ձախողումը. գիտության պատմության ամենամեծ սխալներից մեկը
Video: Top 10 Foods That Should Be Banned 2024, Մայիս
Anonim

Հաֆնիումի Hf-178-m2 իզոմերի վրա հիմնված ռումբը կարող է դառնալ ամենաթանկն ու ամենահզորը ոչ միջուկային պայթուցիկ սարքերի պատմության մեջ: Բայց նա չարեց: Այժմ այս դեպքը ճանաչվում է որպես DARPA-ի՝ ամերիկյան ռազմական գերատեսչության առաջադեմ պաշտպանական նախագծերի գործակալության ամենահայտնի ձախողումներից մեկը։

Արտանետիչը հավաքվել է դեն նետված ռենտգեն սարքից, որը ժամանակին եղել է ատամնաբույժի գրասենյակում, ինչպես նաև մոտակա խանութից գնված կենցաղային ուժեղացուցիչից: Դա կտրուկ հակասում էր Քվանտային էլեկտրոնիկայի կենտրոնի բարձրաձայն նշանին, որը երևում էր Դալլասի Տեխասի համալսարանի փոքր գրասենյակային շենք մտնելիս: Այնուամենայնիվ, սարքը գլուխ հանեց իր առաջադրանքից, այն է, որ այն պարբերաբար ռմբակոծում էր շրջված պլաստիկ բաժակը ռենտգենյան ճառագայթների հոսքով: Իհարկե, ապակին ինքնին կապ չուներ դրա հետ. այն պարզապես ծառայում էր որպես հենարան հաֆնիումի հազիվ նկատելի նմուշի տակ, ավելի ճիշտ՝ նրա իզոմերի Hf-178-m2: Փորձը տեւեց մի քանի շաբաթ։ Բայց ստացված տվյալների մանրակրկիտ մշակումից հետո Կենտրոնի տնօրեն Կարլ Քոլինզը հայտարարեց անկասկած հաջողության մասին։ Ձայնագրման սարքավորումներից ստացված ձայնագրությունները ցույց են տալիս, որ նրա խումբը որոնել է վիթխարի հզորության մանրանկարչական ռումբեր ստեղծելու միջոց՝ բռունցքի չափի սարքեր, որոնք կարող են ոչնչացնել տասնյակ տոննա սովորական պայթուցիկ նյութերին համարժեք:

Այսպիսով, 1998 թվականին սկսվեց իզոմերային ռումբի պատմությունը, որը հետագայում հայտնի դարձավ որպես գիտության և ռազմական հետազոտությունների պատմության ամենամեծ սխալներից մեկը:

Image
Image

Հաֆնիում

Հաֆնիումը Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի 72-րդ տարրն է։ Այս արծաթափայլ մետաղն իր անունը ստացել է Կոպենհագեն քաղաքի (Հաֆնիա) լատիներեն անվանումից, որտեղ այն հայտնաբերվել է 1923 թվականին Կոպենհագենի տեսական ֆիզիկայի ինստիտուտի համագործակիցներ Դիկ Կոստերի և Գյորդեմ Հևեսիի կողմից։

Գիտական սենսացիա

Իր զեկույցում Քոլինզը գրել է, որ կարողացել է գրանցել ռենտգենյան ֆոնի չափազանց աննշան աճ, որն արտանետվել է ճառագայթված նմուշից։ Մինչդեռ հենց ռենտգենյան ճառագայթումն է 178 մ2Հֆ իզոմերական վիճակից սովորականին անցնելու նշան։ Հետևաբար, Քոլինզը պնդում էր, որ իր խումբը կարողացավ արագացնել այս գործընթացը՝ ռմբակոծելով նմուշը ռենտգենյան ճառագայթներով (երբ համեմատաբար ցածր էներգիայով ռենտգենյան ֆոտոնը կլանվում է, միջուկը անցնում է մեկ այլ գրգռված մակարդակի, իսկ հետո արագ անցում դեպի հետևում է գետնի մակարդակը, որն ուղեկցվում է էներգիայի ողջ պաշարի ազատմամբ): Նմուշին պայթելու ստիպելու համար, հիմնավորում էր Քոլինսը, անհրաժեշտ է միայն արտանետողի հզորությունը բարձրացնել մինչև որոշակի սահմանի, որից հետո նմուշի սեփական ճառագայթումը բավարար կլինի ատոմների իզոմերական վիճակից անցման շղթայական ռեակցիա առաջացնելու համար։ նորմալ վիճակ. Արդյունքը կլինի շատ շոշափելի պայթյուն, ինչպես նաև ռենտգենյան ճառագայթների հսկայական պայթյուն:

Գիտական հանրությունը ողջունեց այս հրապարակումը ակնհայտ անհավատությամբ, և փորձեր սկսվեցին աշխարհի լաբորատորիաներում՝ Քոլինզի արդյունքները հաստատելու համար: Որոշ հետազոտական խմբեր շտապեցին հայտարարել արդյունքների հաստատման մասին, թեև նրանց թիվը փոքր-ինչ ավելի էր, քան չափման սխալները: Բայց փորձագետների մեծամասնությունը, այնուամենայնիվ, կարծում էր, որ ստացված արդյունքը փորձարարական տվյալների սխալ մեկնաբանության արդյունք է։

Ռազմական լավատեսություն

Սակայն կազմակերպություններից մեկը չափազանց հետաքրքրված էր այս աշխատանքով։ Չնայած գիտական հանրության ողջ թերահավատությանը, ամերիկացի զինվորականները բառացիորեն կորցրին իրենց գլուխները Քոլինզի խոստումներից։Եվ դա ինչի՞ց էր։ Միջուկային իզոմերների ուսումնասիրությունը ճանապարհ հարթեց սկզբունքորեն նոր ռումբերի ստեղծման համար, որոնք, մի կողմից, շատ ավելի հզոր կլինեն, քան սովորական պայթուցիկները, իսկ մյուս կողմից, չեն ընկնի միջազգային սահմանափակումների տակ՝ կապված արտադրության և օգտագործման հետ։ միջուկային զենք (իզոմերային ռումբը միջուկային չէ, քանի որ չկա մի տարրի փոխակերպում մյուսի):

Իզոմերային ռումբերը կարող են լինել շատ կոմպակտ (դրանք չունեն ավելի ցածր զանգվածի սահմանափակում, քանի որ միջուկների անցման գործընթացը գրգռված վիճակից սովորական վիճակի չի պահանջում կրիտիկական զանգված), և պայթյունից նրանք կարձակեն հսկայական քանակությամբ կոշտ ճառագայթում, որը ոչնչացնում է բոլոր կենդանի էակներին: Բացի այդ, հաֆնիումային ռումբերը կարող են համեմատաբար «մաքուր» համարվել. ի վերջո, հաֆնիում-178-ի հիմնական վիճակը կայուն է (այն ռադիոակտիվ չէ), և պայթյունը գործնականում չի աղտոտի տարածքը:

Դեն նետված գումար

Հաջորդ մի քանի տարիների ընթացքում DARPA գործակալությունը մի քանի տասնյակ միլիոն դոլար է ներդրել Hf-178-m2-ի ուսումնասիրության համար: Սակայն զինվորականները չեն սպասել ռումբի աշխատանքային մոդելի ստեղծմանը։ Սա մասամբ պայմանավորված է հետազոտության պլանի ձախողմամբ. հզոր ռենտգենյան ճառագայթիչներ օգտագործող մի քանի փորձերի ընթացքում Քոլինզը չկարողացավ ցույց տալ ճառագայթված նմուշների ֆոնի որևէ զգալի աճ:

Image
Image

Քոլինզի արդյունքները կրկնելու փորձեր են կատարվել մի քանի տարիների ընթացքում: Այնուամենայնիվ, ոչ մի այլ գիտական խումբ չի կարողացել արժանահավատորեն հաստատել հաֆնիումի իզոմերային վիճակի քայքայման արագացումը։ Այս հարցով զբաղվել են նաև ամերիկյան մի քանի ազգային լաբորատորիաների ֆիզիկոսներ՝ Լոս Ալամոս, Արգոն և Լիվերմոր։ Նրանք օգտագործել են շատ ավելի հզոր ռենտգենյան աղբյուր՝ Արգոնի ազգային լաբորատորիայի առաջադեմ ֆոտոնների աղբյուրը, բայց չկարողացան հայտնաբերել առաջացած քայքայման ազդեցությունը, թեև իրենց փորձերում ճառագայթման ինտենսիվությունը մի քանի կարգով ավելի մեծ էր, քան ինքը՝ Քոլինսի փորձերը։. Նրանց արդյունքները հաստատվել են նաև ԱՄՆ-ի մեկ այլ ազգային լաբորատորիայում՝ Բրուքհեյվենում, անկախ փորձերով, որտեղ ճառագայթման համար օգտագործվել է հզոր National Synchrotron Light Source synchrotron-ը: Մի շարք հիասթափեցնող եզրակացություններից հետո զինվորականների հետաքրքրությունն այս թեմայի նկատմամբ մարեց, ֆինանսավորումը դադարեց, և 2004 թվականին ծրագիրը փակվեց։

Ադամանդի զինամթերք

Մինչդեռ ի սկզբանե պարզ էր, որ իր բոլոր առավելություններով հանդերձ՝ իզոմերային ռումբն ունի նաև մի շարք հիմնարար թերություններ։ Նախ, Hf-178-m2-ը ռադիոակտիվ է, ուստի ռումբը լիովին «մաքուր» չի լինի (տարածքի որոշակի աղտոտում «չմշակված» հաֆնիումով դեռ տեղի կունենա): Երկրորդ, Hf-178-m2 իզոմերը բնության մեջ չի հանդիպում, և դրա արտադրության գործընթացը բավականին թանկ է: Այն կարելի է ձեռք բերել մի քանի եղանակներից մեկով՝ կա՛մ իտերբիում-176 թիրախին ալֆա մասնիկներով ճառագայթելով, կա՛մ պրոտոններով՝ վոլֆրամ-186 կամ տանտալի իզոտոպների բնական խառնուրդով: Այս կերպ կարելի է ձեռք բերել հաֆնիումի իզոմերի մանրադիտակային քանակություններ, որոնք պետք է միանգամայն բավարար լինեն գիտական հետազոտությունների համար։

Այս էկզոտիկ նյութը ստանալու քիչ թե շատ զանգվածային միջոցը ջերմային ռեակտորում հաֆնիում-177 նեյտրոններով ճառագայթումն է: Ավելի ճիշտ, թվում էր, քանի դեռ գիտնականները չեն հաշվարկել, որ մեկ տարվա ընթացքում նման ռեակտորում 1 կգ բնական հաֆնիումից (պարունակում է 177 իզոտոպի 20%-ից պակաս), կարող եք ստանալ միայն մոտ 1 մկգրամ հուզված իզոմեր (արտազատում այս գումարը առանձին խնդիր է): Բան մի ասա, մասսայական արտադրություն։ Բայց փոքր մարտագլխիկի զանգվածը պետք է լինի առնվազն տասնյակ գրամ … Պարզվեց, որ նման զինամթերքը նույնիսկ «ոսկի» չէ, այլ ուղղակի «ադամանդ» …

Գիտական փակում

Բայց շուտով ցույց տվեցին, որ այս թերություններն էլ որոշիչ չեն։ Եվ այստեղ խոսքը տեխնոլոգիայի անկատարության կամ փորձարարների անբավարարության մեջ չէ:Այս աղմկահարույց պատմության վերջին կետը դրել են ռուս ֆիզիկոսները։ 2005 թվականին Եվգենի Տկալյան Մոսկվայի պետական համալսարանի միջուկային ֆիզիկայի ինստիտուտից «Uspekhi Fizicheskikh Nauk» ամսագրում հրապարակեց հոդված «178 մ2Հֆ միջուկային իզոմերի և իզոմերային ռումբի առաջացած քայքայումը» վերնագրով։ Հոդվածում նա նախանշել է հաֆնիումի իզոմերի քայքայումն արագացնելու բոլոր հնարավոր ուղիները։ Դրանցից միայն երեքն է՝ ճառագայթման փոխազդեցությունը միջուկի հետ և քայքայումը միջանկյալ մակարդակով, ճառագայթման փոխազդեցությունը էլեկտրոնային թաղանթի հետ, որն այնուհետ գրգռումը փոխանցում է միջուկ և ինքնաբուխ քայքայման հավանականության փոփոխություն։

Այս բոլոր մեթոդները վերլուծելուց հետո Տկալյան ցույց տվեց, որ ռենտգենյան ճառագայթման ազդեցության տակ իզոմերի կես կյանքի արդյունավետ նվազումը խորապես հակասում է ժամանակակից միջուկային ֆիզիկայի հիմքում ընկած ամբողջ տեսությանը: Նույնիսկ առավել բարենպաստ ենթադրություններով, ստացված արժեքները մեծության կարգերով ավելի փոքր էին, քան Քոլինզի կողմից հաղորդվածները: Այսպիսով, արագացնել վիթխարի էներգիայի արտազատումը, որը պարունակվում է հաֆնիումի իզոմերի մեջ, դեռևս անհնար է: Գոնե իրական կյանքի տեխնոլոգիաների օգնությամբ։

Խորհուրդ ենք տալիս: