DARPA ውድቀት፡ በሳይንስ ታሪክ ውስጥ ካሉት ትላልቅ ስህተቶች አንዱ

2024 ደራሲ ደራሲ: Seth Attwood | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-16 15:56

በ hafnium isomer Hf-178-m2 ላይ የተመሰረተ ቦምብ የኑክሌር ባልሆኑ የፈንጂ መሳሪያዎች ታሪክ ውስጥ በጣም ውድ እና በጣም ኃይለኛ ሊሆን ይችላል። ግን አላደረገችም። የአሜሪካ ወታደራዊ ዲፓርትመንት የላቀ የመከላከያ ፕሮጀክቶች ኤጀንሲ - አሁን ይህ ጉዳይ DARPA በጣም ዝነኛ ውድቀቶች እንደ አንዱ እውቅና ነው.

ኤሚተር የተሰበሰበው በአንድ ወቅት በጥርስ ሀኪም ቢሮ ውስጥ ከነበረው ከተጣለ የኤክስሬይ ማሽን እና በአቅራቢያው ካለ ሱቅ ከተገዛ የቤት ውስጥ ማጉያ መሳሪያ ነው። በዳላስ የቴክሳስ ዩኒቨርሲቲ ትንሽ የቢሮ ህንፃ ውስጥ ሲገባ ከሚታየው የኳንተም ኤሌክትሮኒክስ ማእከል ከፍተኛ ድምጽ ምልክት ጋር በጣም ተቃራኒ ነበር። ነገር ግን፣ መሳሪያው ተግባሩን ተቋቁሟል - ይኸውም የተገለበጠ የፕላስቲክ ኩባያን በኤክስሬይ ፍሰት አዘውትሮ ቦምብ ይጥለዋል። እርግጥ ነው, መስታወቱ ራሱ ከእሱ ጋር ምንም ግንኙነት አልነበረውም - በቀላሉ በማይታይ የሃፍኒየም ናሙና ስር እንደ መቆሚያ ሆኖ አገልግሏል, ወይም ይልቁንስ isomer Hf-178-m2. ሙከራው ለበርካታ ሳምንታት ቆይቷል. ነገር ግን የተገኘውን መረጃ በጥንቃቄ ከተሰራ በኋላ የማዕከሉ ዳይሬክተር ካርል ኮሊንስ የማያጠራጥር ስኬት አስታወቀ። ከመቅጃ መሳሪያው የተገኘው መረጃ እንደሚያመለክተው ቡድኑ ትንንሽ ግዙፍ ቦምቦችን ለመፍጠር የሚያስችል መንገድ ፈልጓል - የቡጢ መጠን ያላቸው በአስር ቶን የሚቆጠሩ ተራ ፈንጂዎችን ጥፋት ሊያደርሱ የሚችሉ መሣሪያዎች።

ስለዚህ እ.ኤ.አ. በ 1998 የኢሶመር ቦምብ ታሪክ ተጀመረ ፣ በኋላም በሳይንስ እና በወታደራዊ ምርምር ታሪክ ውስጥ ትልቅ ስህተት ተብሎ የሚጠራው ።

ሃፍኒየም

ሃፍኒየም የመንደሌቭ ወቅታዊ ሰንጠረዥ 72 ኛ አካል ነው። ይህ የብር-ነጭ ብረት ስያሜውን የወሰደው በ 1923 በዲክ ኮስተር እና በኮፐንሃገን የቲዎሬቲካል ፊዚክስ ተቋም ተባባሪ በሆኑት ጂዮርደም ሄቬሲ የተገኘባትን ኮፐንሃገን ከተማ (ሃፍኒያ) ከሚለው የላቲን ስም ነው።

ሳይንሳዊ ስሜት

በሪፖርቱ ውስጥ, ኮሊንስ በኤክስሬይ ዳራ ውስጥ እጅግ በጣም ትንሽ የሆነ ጭማሪ መመዝገብ መቻሉን ጽፏል, ይህም በጨረር ናሙና የሚወጣው. ይህ በእንዲህ እንዳለ የ 178m2Hf ከ isomeric ሁኔታ ወደ ተራው ሽግግር ምልክት የሆነው የኤክስሬይ ጨረር ነው። በዚህም ምክንያት ኮሊንስ ተከራክረዋል፣ ቡድናቸው ናሙናውን በኤክስ ሬይ ቦምብ በመወርወር ሂደቱን ማፋጠን መቻሉን ተናግሯል (በአንፃራዊ ሁኔታ አነስተኛ ኃይል ያለው የኤክስሬይ ፎቶን ሲስብ ፣ ኒውክሊየስ ወደ ሌላ አስደሳች ደረጃ ይሄዳል ፣ ከዚያም ወደ ፈጣን ሽግግር) የመሬቱ ደረጃ ይከተላል, ከጠቅላላው የኃይል ክምችት መለቀቅ ጋር). ናሙናው እንዲፈነዳ ለማስገደድ፣ ኮሊንስ አስረድቷል፣ የኤሚተር ኃይልን ወደተወሰነ ገደብ ማሳደግ ብቻ አስፈላጊ ነው፣ ከዚያ በኋላ የናሙናው የራሱ ጨረሮች የአቶሞችን ከኢሶሜሪክ ሁኔታ ወደ ሽግግር ሰንሰለት ምላሽ ለመቀስቀስ በቂ ይሆናል። የተለመደው ሁኔታ. ውጤቱም በጣም የሚደነቅ ፍንዳታ, እንዲሁም ከፍተኛ የሆነ የኤክስሬይ ፍንዳታ ይሆናል.

የሳይንሳዊው ማህበረሰብ ይህንን ህትመም በግልፅ ባለማመን ተቀብሎታል፣ እና የኮሊንስ ውጤቶችን ለማረጋገጥ ሙከራዎች በዓለም ዙሪያ ባሉ ላቦራቶሪዎች ጀመሩ። ምንም እንኳን ቁጥራቸው ከመለኪያ ስህተቶቹ በትንሹ ከፍ ያለ ቢሆንም አንዳንድ የምርምር ቡድኖች የውጤቱን ማረጋገጫ በፍጥነት ይፋ አድርገዋል። ግን አብዛኛዎቹ ባለሙያዎች የተገኘው ውጤት የሙከራው መረጃ የተሳሳተ ትርጓሜ ውጤት እንደሆነ ያምኑ ነበር።

ወታደራዊ ብሩህ ተስፋ

ይሁን እንጂ ከድርጅቶቹ አንዱ ለዚህ ሥራ ከፍተኛ ፍላጎት ነበረው. ምንም እንኳን የሳይንሳዊው ማህበረሰብ ጥርጣሬ ቢኖርም ፣ የአሜሪካ ወታደሮች ከኮሊንስ ተስፋዎች ጭንቅላታቸውን አጥተዋል።እና ከምን ነበር! የኑክሌር ኢሶመሮች ጥናት በመሠረቱ አዳዲስ ቦምቦች እንዲፈጠሩ መንገድ ጠርጓል ፣ በአንድ በኩል ፣ ከተራ ፈንጂዎች የበለጠ ኃይል ያለው ፣ እና በሌላ በኩል ፣ ማምረት እና አጠቃቀም ጋር በተያያዙ ዓለም አቀፍ ገደቦች ውስጥ አይወድቁም። የኑክሌር ጦር መሳሪያዎች (የአይሶመር ቦምብ ኑክሌር አይደለም ፣ ምክንያቱም የአንዱን ንጥረ ነገር ወደ ሌላ መለወጥ ስለሌለ)።

ኢሶሜሪክ ቦምቦች በጣም የታመቁ ሊሆኑ ይችላሉ (ምንም ዝቅተኛ የጅምላ ገደብ የላቸውም ፣ ምክንያቱም ኒውክላይዎችን ከአስደሳች ሁኔታ ወደ ተራ ሁኔታ የመሸጋገር ሂደት ወሳኝ ክብደት አያስፈልገውም) እና በፍንዳታ ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያለው ከባድ ጨረር ይለቀቃሉ ሕይወት ያላቸውን ነገሮች ሁሉ ያጠፋል. በተጨማሪም የሃፊኒየም ቦምቦች በአንጻራዊ ሁኔታ "ንጹህ" ተብለው ሊወሰዱ ይችላሉ - ከሁሉም በላይ የ hafnium-178 የመሬት ሁኔታ የተረጋጋ ነው (ራዲዮአክቲቭ አይደለም) እና ፍንዳታው አካባቢውን አይበክልም.

የተጣለ ገንዘብ

በሚቀጥሉት በርካታ አመታት የ DARPA ኤጀንሲ በHf-178-m2 ጥናት ላይ በአስር ሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ዶላሮችን ኢንቨስት አድርጓል። ይሁን እንጂ ወታደራዊው የቦምብ ሞዴል እስኪፈጠር ድረስ አልጠበቀም. ይህ በከፊል በምርምር እቅዱ ውድቀት ምክንያት ነው፡- ብዙ ሙከራዎችን በሚያደርግበት ጊዜ ኃይለኛ የኤክስሬይ ኤሚተሮችን በመጠቀም ኮሊንስ በጨረራ ናሙናዎች ዳራ ላይ ምንም አይነት ጉልህ ጭማሪ ማሳየት አልቻለም።

የኮሊንስ ውጤቶችን ለመድገም የተደረጉ ሙከራዎች በበርካታ አመታት ውስጥ ብዙ ጊዜ ተደርገዋል። ሆኖም ግን, የትኛውም ሌላ የሳይንስ ቡድን የሃፊኒየም ኢሶሜሪክ ግዛት መበስበስ መጨመሩን በአስተማማኝ ሁኔታ ማረጋገጥ አልቻለም. ከበርካታ የአሜሪካ ብሄራዊ ቤተ-ሙከራዎች - ሎስ አላሞስ ፣ አርጎኔ እና ሊቨርሞር የተባሉ የፊዚክስ ሊቃውንት በዚህ ጉዳይ ላይ ተሰማርተው ነበር። የበለጠ ኃይለኛ የኤክስሬይ ምንጭ ተጠቅመዋል - የአርጎኔ ብሔራዊ ላቦራቶሪ የላቀ የፎቶን ምንጭ፣ ነገር ግን የመበስበስን ውጤት መለየት አልቻሉም ፣ ምንም እንኳን በሙከራዎቻቸው ውስጥ ያለው የጨረር መጠን ከኮሊንስ ራሱ ሙከራዎች የበለጠ ብዙ ትዕዛዞችን ቢይዝም. ውጤታቸውም በሌላ የዩኤስ ብሄራዊ ላብራቶሪ - ብሩክሃቨን ፣ኃይለኛው ናሽናል ሲንክሮሮን ብርሃን ምንጭ ሲንክሮሮን ለጨረር ማድረቂያ በተጠቀመበት ገለልተኛ ሙከራዎች ተረጋግጧል። ከተከታታይ አሳዛኝ መደምደሚያዎች በኋላ, ወታደሮቹ በዚህ ርዕስ ላይ ያለው ፍላጎት ጠፋ, የገንዘብ ድጋፍ ቆመ እና በ 2004 ፕሮግራሙ ተዘግቷል.

የአልማዝ ጥይቶች

ይህ በእንዲህ እንዳለ ፣ ለሁሉም ጥቅሞቹ ፣ isomer ቦምብ እንዲሁ በርካታ መሰረታዊ ጉዳቶች እንዳሉት ገና ከመጀመሪያው ግልፅ ነበር። በመጀመሪያ, Hf-178-m2 ራዲዮአክቲቭ ነው, ስለዚህ ቦምብ ሙሉ በሙሉ "ንጹህ" አይሆንም (አንዳንድ የአካባቢ ብክለት "ያልተሰራ" hafnium አሁንም ይከሰታል). በሁለተኛ ደረጃ, Hf-178-m2 isomer በተፈጥሮ ውስጥ አይከሰትም, እና የምርት ሂደቱ በጣም ውድ ነው. ከበርካታ መንገዶች በአንዱ ሊገኝ ይችላል - የytterbium-176 ኢላማን በአልፋ ቅንጣቶች ፣ ወይም በፕሮቶን - tungsten-186 ወይም የታንታለም አይሶቶፕስ የተፈጥሮ ድብልቅ። በዚህ መንገድ, የ hafnium isomer ጥቃቅን መጠን ሊገኝ ይችላል, ይህም ለሳይንሳዊ ምርምር በቂ መሆን አለበት.

ይህን እንግዳ ነገር ለማግኘት ብዙ ወይም ያነሰ ግዙፍ መንገድ በሃፍኒየም-177 ኒውትሮን በሙቀት ሬአክተር ውስጥ መበራከት ነው። ይበልጥ በትክክል ፣ ተመለከተ - ሳይንቲስቶች እንደዚህ ባለው ሬአክተር ውስጥ ለአንድ ዓመት ያህል ከ 1 ኪሎ ግራም የተፈጥሮ hafnium (የ isootope 177 ን ከ 20% በታች የያዙ) እስኪሰሉ ድረስ ፣ የሚያስደስት isomer 1 ማይክሮግራም ብቻ ማግኘት ይችላሉ (የተለቀቀው የ ይህ መጠን የተለየ ችግር ነው). አንድ ነገር አትበል ብዙ ምርት! ነገር ግን የአንድ ትንሽ የጦር መሪ ብዛት ቢያንስ በአስር ግራም መሆን አለበት … እንዲህ ያሉት ጥይቶች "ወርቅ" እንኳን ሳይሆኑ በትክክል "አልማዝ" ሆነው ተገኝተዋል …

ሳይንሳዊ መዘጋት

ነገር ግን እነዚህ ድክመቶችም ወሳኝ እንዳልሆኑ ብዙም ሳይቆይ ታይቷል። እና እዚህ ያለው ነጥብ በቴክኖሎጂ አለፍጽምና ወይም በተሞካሪዎች ብቃት ላይ አይደለም.በዚህ አስደናቂ ታሪክ ውስጥ የመጨረሻው ነጥብ በሩሲያ የፊዚክስ ሊቃውንት ነበር. እ.ኤ.አ. በ 2005 ከሞስኮ ስቴት ዩኒቨርሲቲ የኑክሌር ፊዚክስ ኢንስቲትዩት Evgeny Tkalya "Uspekhi Fizicheskikh Nauk" በተሰኘው ጆርናል ላይ "የኑክሌር ኢሶመር 178m2Hf መበስበስ እና የኢሶመር ቦምብ" በሚል ርዕስ አንድ ጽሑፍ አሳትሟል ። በአንቀጹ ውስጥ የ hafnium isomer መበስበስን ለማፋጠን ሁሉንም ሊሆኑ የሚችሉ መንገዶችን ገልጿል። ከእነዚህ ውስጥ ሦስቱ ብቻ ናቸው-የጨረር ጨረር ከኒውክሊየስ ጋር ያለው ግንኙነት እና በመካከለኛ ደረጃ መበስበስ ፣ የጨረር ጨረር ከኤሌክትሮን ዛጎል ጋር መስተጋብር ፣ ከዚያም ወደ አስኳል excitation ያስተላልፋል ፣ እና በድንገት የመበስበስ እድልን መለወጥ።

እነዚህን ሁሉ ዘዴዎች ከመረመረ በኋላ ፣ትካሊያ በኤክስ ሬይ ጨረር ተጽዕኖ የኢሶመር ግማሽ ዕድሜ ላይ ውጤታማ መቀነስ ከዘመናዊው የኑክሌር ፊዚክስ ስር ያለውን አጠቃላይ ንድፈ ሀሳብ በእጅጉ እንደሚቃረን አሳይቷል። በጣም ጥሩ በሆኑ ግምቶች እንኳን የተገኙት እሴቶች በኮሊንስ ከተዘገቡት ያነሱ ትእዛዞች ነበሩ። ስለዚህ በ hafnium isomer ውስጥ የሚገኘውን ግዙፍ ኢነርጂ መለቀቅን ለማፋጠን አሁንም የማይቻል ነው። ቢያንስ በእውነተኛ ህይወት ቴክኖሎጂዎች እርዳታ.