Una bomba basada en el isómero de hafnio Hf-178-m2 podría convertirse en la más cara y poderosa en la historia de los artefactos explosivos no nucleares. Pero ella no lo hizo. Ahora, este caso es reconocido como uno de los fracasos más notorios de DARPA, la Agencia de Proyectos Avanzados de Defensa del departamento militar estadounidense.
El emisor se ensambló a partir de una máquina de rayos X desechada que una vez estuvo en el consultorio de un dentista, así como un amplificador doméstico comprado en una tienda cercana. Fue en marcado contraste con el fuerte letrero del Centro de Electrónica Cuántica, que fue visto entrando en un pequeño edificio de oficinas en la Universidad de Texas en Dallas. Sin embargo, el dispositivo hizo frente a su tarea, es decir, bombardeó regularmente un vaso de plástico invertido con una corriente de rayos X. Por supuesto, el vidrio en sí no tuvo nada que ver con él, simplemente sirvió como soporte debajo de una muestra apenas perceptible de hafnio, o más bien, su isómero Hf-178-m2. El experimento duró varias semanas. Pero tras un cuidadoso tratamiento de los datos obtenidos, el director del Centro, Carl Collins, anunció un indudable éxito. Las grabaciones del equipo de grabación indican que su grupo ha buscado a tientas una forma de crear bombas en miniatura de un poder colosal: dispositivos del tamaño de un puño capaces de producir una destrucción equivalente a decenas de toneladas de explosivos ordinarios.
Entonces, en 1998, comenzó la historia de la bomba de isómeros, que luego se conoció como uno de los mayores errores en la historia de la ciencia y la investigación militar.
Image
Hafnio
El hafnio es el elemento 72 de la tabla periódica de Mendeleev. Este metal blanco plateado toma su nombre del nombre latino de la ciudad de Copenhague (Hafnia), donde fue descubierto en 1923 por Dick Koster y Gyordem Hevesi, colaboradores del Instituto de Física Teórica de Copenhague.
Sensación científica
En su informe, Collins escribió que pudo registrar un aumento extremadamente insignificante en el fondo de rayos X, que fue emitido por la muestra irradiada. Mientras tanto, es la radiación de rayos X la que es un signo de la transición de 178m2Hf del estado isomérico al ordinario. En consecuencia, argumentó Collins, su grupo pudo acelerar este proceso bombardeando la muestra con rayos X (cuando se absorbe un fotón de rayos X con una energía relativamente baja, el núcleo pasa a otro nivel de excitación y luego una transición rápida a sigue el nivel del suelo, acompañado de la liberación de toda la reserva de energía). Para forzar la explosión de la muestra, razonó Collins, solo es necesario aumentar la potencia del emisor hasta un cierto límite, después del cual la propia radiación de la muestra será suficiente para desencadenar una reacción en cadena de la transición de átomos del estado isomérico a el estado normal. El resultado será una explosión muy palpable, así como una colosal explosión de rayos X.
La comunidad científica recibió esta publicación con clara incredulidad y se iniciaron experimentos en laboratorios de todo el mundo para validar los resultados de Collins. Algunos grupos de investigación se apresuraron a declarar la confirmación de los resultados, aunque sus números fueron solo marginalmente más altos que los errores de medición. Sin embargo, la mayoría de los expertos creían que el resultado obtenido era el resultado de una interpretación incorrecta de los datos experimentales.
Optimismo militar
Sin embargo, una de las organizaciones estaba sumamente interesada en este trabajo. A pesar de todo el escepticismo de la comunidad científica, el ejército estadounidense literalmente perdió la cabeza por las promesas de Collins.¡Y fue de qué! El estudio de los isómeros nucleares allanó el camino para la creación de bombas fundamentalmente nuevas, que, por un lado, serían mucho más poderosas que los explosivos ordinarios y, por otro, no estarían sujetas a restricciones internacionales asociadas con la producción y el uso de armas nucleares (una bomba de isómeros no es nuclear, ya que no hay transformación de un elemento en otro).
Las bombas isoméricas podrían ser muy compactas (no tienen una limitación de masa menor, ya que el proceso de transición de los núcleos de un estado excitado a un estado ordinario no requiere una masa crítica), y al explotar liberarían una gran cantidad de radiación dura que destruye todos los seres vivos. Además, las bombas de hafnio podrían considerarse relativamente "limpias"; después de todo, el estado fundamental del hafnio-178 es estable (no es radiactivo) y la explosión prácticamente no contaminaría el área.
Dinero tirado
Durante los siguientes años, la agencia DARPA invirtió varias decenas de millones de dólares en el estudio de Hf-178-m2. Sin embargo, los militares no esperaron la creación de un modelo funcional de la bomba. Esto se debe en parte al fracaso del plan de investigación: en el transcurso de varios experimentos con potentes emisores de rayos X, Collins no pudo demostrar ningún aumento significativo en el fondo de las muestras irradiadas.
Image
Se han realizado varios intentos de replicar los resultados de Collins en el transcurso de varios años. Sin embargo, ningún otro grupo científico ha podido confirmar de forma fiable la aceleración de la desintegración del estado isomérico del hafnio. Los físicos de varios laboratorios nacionales estadounidenses (Los Alamos, Argonne y Livermore) también participaron en este tema. Utilizaron una fuente de rayos X mucho más poderosa, la Fuente de Fotones Avanzados del Laboratorio Nacional Argonne, pero no pudieron detectar el efecto de la desintegración inducida, aunque la intensidad de la radiación en sus experimentos fue varios órdenes de magnitud mayor que en los experimentos del propio Collins.. Sus resultados también fueron confirmados por experimentos independientes en otro laboratorio nacional de EE. UU., Brookhaven, donde se utilizó el poderoso sincrotrón National Synchrotron Light Source para la irradiación. Después de una serie de conclusiones decepcionantes, el interés de los militares en este tema se desvaneció, se detuvo la financiación y en 2004 se cerró el programa.
Munición de diamante
Mientras tanto, quedó claro desde el principio que, a pesar de todas sus ventajas, la bomba de isómeros también posee una serie de desventajas fundamentales. Primero, el Hf-178-m2 es radiactivo, por lo que la bomba no estará completamente "limpia" (todavía se producirá cierta contaminación del área con hafnio "sin trabajar"). En segundo lugar, el isómero Hf-178-m2 no se encuentra en la naturaleza y el proceso de producción es bastante caro. Se puede obtener de varias formas, ya sea irradiando un objetivo de iterbio-176 con partículas alfa, o mediante protones, tungsteno-186 o una mezcla natural de isótopos de tantalio. De esta forma, se pueden obtener cantidades microscópicas del isómero de hafnio, lo que debería ser suficiente para la investigación científica.
Una forma más o menos masiva de obtener este material exótico es la irradiación con neutrones de hafnio-177 en un reactor térmico. Más precisamente, parecía, hasta que los científicos calcularon que durante un año en un reactor de este tipo a partir de 1 kg de hafnio natural (que contiene menos del 20% del isótopo 177), puede obtener solo alrededor de 1 microgramo de un isómero excitado (la liberación de esta cantidad es un problema aparte). ¡No digas nada, producción en masa! Pero la masa de una ojiva pequeña debería ser de al menos decenas de gramos … Resultó que tal munición no resulta ni siquiera "oro", sino francamente "diamante" …
Cierre científico
Pero pronto se demostró que estas deficiencias tampoco eran decisivas. Y el punto aquí no está en la imperfección de la tecnología o las deficiencias de los experimentadores. El punto final de esta sensacional historia fue puesto por físicos rusos. En 2005, Evgeny Tkalya, del Instituto de Física Nuclear de la Universidad Estatal de Moscú, publicó en la revista Uspekhi Fizicheskikh Nauk un artículo titulado “Descomposición inducida del isómero nuclear 178m2Hf y una bomba de isómero”. En el artículo, describió todas las formas posibles de acelerar la descomposición del isómero del hafnio. Hay solo tres de ellos: la interacción de la radiación con el núcleo y la desintegración a través de un nivel intermedio, la interacción de la radiación con la capa de electrones, que luego transfiere la excitación al núcleo, y el cambio en la probabilidad de desintegración espontánea.
Después de analizar todos estos métodos, Tkalya demostró que la disminución efectiva de la vida media de un isómero bajo la influencia de la radiación de rayos X contradice profundamente toda la teoría que subyace a la física nuclear moderna. Incluso con los supuestos más benignos, los valores obtenidos fueron órdenes de magnitud menores que los informados por Collins. Por lo tanto, todavía es imposible acelerar la liberación de energía colosal, que está contenida en el isómero del hafnio. Al menos con la ayuda de tecnologías de la vida real.
Cuando te digan que Rusia es la patria de los zapatos de líber y las balalaikas, sonríe a esta persona en la cara y enumera al menos 10 elementos de esta lista. Creo que es una pena no saber esas cosas
En el último artículo, aprendiste que los errores lógicos son formales e informales. En términos generales, los errores formales pueden describirse mediante lógica formal, expresada en forma de fórmulas matemáticas
En el primer capítulo, aprendió de dónde pueden provenir los errores lógicos. Estas pueden ser una amplia variedad de razones: desde la intención hasta la imperfección de la mente, desde las técnicas artísticas hasta las razones lingüísticas
Empezaré un poco desde lejos. Mi hija prácticamente no asistió a escuelas de desarrollo temprano. Yo mismo estudié con ella. Cuando entrenamos nuestra mano antes de la escuela, nuestro cuaderno se veía así. ¿Ves la diferencia? No enfaticé sus errores con pasta roja
