Pada tahun 1921, fisikawan Jerman O. Gann menemukan isotop uranium yang sampai sekarang tidak diketahui, yang segera dinamai uranium-Z. Dalam hal massa atom dan sifat kimianya, ia tidak berbeda dengan yang telah diketahui. Sains tertarik pada waktu paruhnya - ia sedikit lebih panjang daripada isotop uranium lainnya. Pada tahun 1935 Kurchatov bersaudara, L. I. Rusinov dan L. V. Mysovskiy memperoleh isotop spesifik brom dengan sifat serupa. Setelah itu, sains dunia disibukkan dengan masalah yang disebut isomerisme inti atom. Sejak saat itu telah ditemukan belasan isotop isomer dengan umur yang relatif lama, namun sekarang kita hanya tertarik pada satu, yaitu 178m2Hf (isotop hafnium bermassa atom 178 satuan. M2 dalam indeks memungkinkan kita untuk membedakan massa, tetapi indikator lainnya).
Isotop hafnium ini berbeda dari isomer lainnya dengan waktu paruh lebih dari satu tahun dalam energi eksitasi tertinggi - sekitar 1,3 TJ per kilogram massa, yang kira-kira sama dengan ledakan 300 kilogram TNT. Pelepasan semua massa energi ini terjadi dalam bentuk radiasi gamma, meskipun proses ini sangat, sangat lambat. Dengan demikian, aplikasi militer isotop hafnium ini secara teoritis dimungkinkan. Itu hanya perlu memaksa atom atau atom untuk berpindah dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar dengan kecepatan yang sesuai. Kemudian energi yang dilepaskan dapat melampaui efek senjata apa pun yang ada. Secara teoritis saya bisa.
Itu mulai berlatih pada tahun 1998. Kemudian sekelompok karyawan Universitas Texas di bawah kepemimpinan Karl B. Collins mendirikan "Center for Quantum Electronics" di salah satu gedung universitas. Di bawah tanda yang serius dan megah, ada satu set peralatan wajib untuk laboratorium semacam itu, segudang antusiasme dan sesuatu yang mirip dengan mesin sinar-X dari kantor dokter gigi dan amplifier untuk sistem audio yang jatuh ke tangan seorang jenius yang jahat. Dari perangkat ini, para ilmuwan dari "Pusat" telah mengumpulkan unit yang luar biasa, yang memainkan peran utama dalam penelitian mereka.
Penguat menghasilkan sinyal listrik dengan parameter yang diperlukan, yang diubah menjadi radiasi sinar-X di mesin sinar-X. Itu diarahkan ke sepotong kecil 178m2Hf yang tergeletak di atas kaca sekali pakai terbalik. Sejujurnya, ini terlihat jauh dari seperti apa seharusnya ilmu pengetahuan mutakhir, yang pada kenyataannya, kelompok Collins merujuk dirinya sendiri. Selama beberapa hari, perangkat sinar-X menyinari sediaan hafnium, dan sensor tanpa perasaan merekam semua yang mereka "rasakan". Butuh beberapa minggu lagi untuk menganalisis hasil percobaan. Jadi, Collins dalam jurnal Physical Review Letters menerbitkan artikel tentang eksperimennya. Seperti yang dikatakan di dalamnya, tujuan penelitian adalah untuk mengekstraksi energi atom atas perintah para ilmuwan. Eksperimen itu sendiri seharusnya mengkonfirmasi atau menyangkal teori Collins tentang kemungkinan hal-hal seperti itu dilakukan dengan menggunakan sinar-X. Selama penelitian, alat pengukur mencatat peningkatan level radiasi gamma. Itu dapat diabaikan, yang, pada saat yang sama, tidak mencegah Collins menarik kesimpulan tentang kemungkinan mendasar dari "buatan manusia" yang membawa isotop ke dalam keadaan peluruhan yang dipercepat. Kesimpulan utama dari Tuan Collins terlihat seperti ini: karena proses pelepasan energi dapat dipercepat dalam skala kecil, pasti ada beberapa kondisi di mana atom akan melepaskan urutan energi yang besarnya lebih cepat. Kemungkinan besar, menurut Collins, itu cukup hanya dengan meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan ledakan. Selama penelitian, alat pengukur mencatat peningkatan level radiasi gamma. Itu dapat diabaikan, yang, pada saat yang sama, tidak mencegah Collins menarik kesimpulan tentang kemungkinan mendasar dari "buatan manusia" yang membawa isotop ke dalam keadaan peluruhan yang dipercepat. Kesimpulan utama dari Tuan Collins terlihat seperti ini: karena proses pelepasan energi dapat dipercepat dalam skala kecil, pasti ada beberapa kondisi di mana atom akan melepaskan urutan energi yang besarnya lebih cepat. Kemungkinan besar, menurut Collins, itu cukup hanya dengan meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan ledakan. Selama penelitian, alat pengukur mencatat peningkatan level radiasi gamma. Itu dapat diabaikan, yang, pada saat yang sama, tidak mencegah Collins menarik kesimpulan tentang kemungkinan mendasar dari "buatan manusia" yang membawa isotop ke dalam keadaan peluruhan yang dipercepat. Kesimpulan utama dari Tuan Collins terlihat seperti ini: karena proses pelepasan energi dapat dipercepat dalam skala kecil, pasti ada beberapa kondisi di mana atom akan melepaskan urutan energi yang besarnya lebih cepat. Kemungkinan besar, menurut Collins, itu cukup hanya dengan meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan ledakan. Kesimpulan utama dari Tuan Collins terlihat seperti ini: karena proses pelepasan energi dapat dipercepat dalam skala kecil, pasti ada beberapa kondisi di mana atom akan melepaskan urutan energi yang besarnya lebih cepat. Kemungkinan besar, menurut Collins, itu cukup hanya dengan meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan ledakan. Kesimpulan utama dari Tuan Collins terlihat seperti ini: karena proses pelepasan energi dapat dipercepat dalam skala kecil, pasti ada beberapa kondisi di mana atom akan melepaskan urutan energi yang besarnya lebih cepat. Kemungkinan besar, menurut Collins, itu cukup hanya dengan meningkatkan kekuatan pemancar sinar-X untuk menyebabkan ledakan.
Benar, komunitas ilmiah dunia membaca artikel Collins dengan ironi. Jika hanya karena pernyataannya terlalu keras, dan teknik eksperimentalnya dipertanyakan. Meski demikian, seperti biasa, sejumlah laboratorium di seluruh dunia mencoba mengulangi eksperimen Texas, namun hampir semuanya gagal. Peningkatan tingkat radiasi dari preparasi hafnium berada dalam kesalahan sensitivitas instrumen, yang tidak secara tepat mendukung teori Collins. Oleh karena itu, ejekan tidak berhenti, tetapi bahkan diintensifkan. Tetapi segera para ilmuwan melupakan percobaan yang gagal itu.
Dan militer - tidak. Mereka sangat menyukai ide bom isomer nuklir. Argumen berikut mendukung senjata semacam itu:
- energi "kepadatan". Satu kilogram 178m2Hf, seperti yang telah disebutkan, setara dengan tiga sen TNT. Artinya, seukuran muatan nuklir, Anda bisa mendapatkan bom yang lebih kuat.
Video promosi:
- efisiensi. Ledakan itu adalah ledakan, tetapi sebagian besar energi hafnium dilepaskan dalam bentuk radiasi gamma, yang tidak takut dengan benteng musuh, bunker, dll. Dengan demikian, bom hafnium dapat menghancurkan elektronik dan personel musuh tanpa banyak kerusakan.
- fitur taktis. Ukuran kompak dari bom yang relatif kuat akan memungkinkannya dikirim secara harfiah dalam koper. Ini, tentu saja, bukanlah Q-bomb dari buku L. Vibberly (senjata ajaib seukuran bola sepak yang dapat menghancurkan seluruh benua), tetapi juga merupakan hal yang sangat berguna.
- sisi hukum. Ketika sebuah bom meledak di isomer nuklir, tidak ada transformasi satu unsur kimia menjadi unsur lainnya. Oleh karena itu, senjata isomer tidak dapat dianggap nuklir dan, akibatnya, senjata tersebut tidak termasuk dalam perjanjian internasional yang melarang senjata tersebut.
Ada sedikit yang harus dilakukan: mengalokasikan uang dan melaksanakan semua pekerjaan yang diperlukan. Seperti yang mereka katakan, mulai dan selesaikan. DARPA telah menulis baris untuk bom hafnium dalam rencana keuangannya untuk beberapa tahun ke depan. Berapa banyak uang yang akhirnya dihabiskan untuk semua ini tidak diketahui. Menurut rumor, akun tersebut mencapai puluhan juta, tetapi angka tersebut tidak diungkapkan secara resmi.
Pertama-tama, mereka memutuskan untuk mereproduksi eksperimen Collins sekali lagi, tetapi sekarang berada di bawah sayap Pentagon. Awalnya, Laboratorium Nasional Argonne ditugaskan untuk memverifikasi pekerjaannya, tetapi bahkan hasil serupa tidak keluar. Collins, bagaimanapun, mengacu pada kekuatan sinar-X yang tidak mencukupi. Itu meningkat, tetapi sekali lagi hasil yang diharapkan tidak diperoleh. Collins masih menjawab, kata mereka, merekalah yang harus disalahkan - putar kenop listrik. Hasilnya, ilmuwan Argonne bahkan mencoba menyinari sediaan hafnium menggunakan unit daya tinggi APS. Tak perlu dikatakan lagi, hasilnya sekali lagi bukan yang dibicarakan orang Texas? Namun demikian, DARPA memutuskan bahwa proyek tersebut memiliki hak untuk hidup, hanya saja proyek itu perlu dilakukan dengan baik. Selama beberapa tahun berikutnya, percobaan dilakukan di beberapa laboratorium dan institut. Pendewaan adalah iradiasi dengan 178m2Hf "dari" sinkrotron NSLS di Brookhaven National Laboratory. Dan di sana, juga, meskipun energi radiasi meningkat ratusan kali lipat, radiasi gamma isotop, secara halus, kecil.
Pada saat yang sama sebagai fisikawan nuklir, ekonom juga menangani masalah tersebut. Pada awal tahun 2000-an, mereka mengeluarkan ramalan yang terdengar seperti keputusan untuk keseluruhan proyek. Satu gram 178m2Hf tidak bisa kurang dari $ 1-1,2 juta. Selain itu, sekitar 30 miliar harus diinvestasikan dalam produksi bahkan dalam jumlah yang dapat diabaikan. Untuk ini harus ditambahkan biaya pembuatan amunisi itu sendiri dan produksinya. Nah, paku terakhir di peti mati bom hafnium adalah kenyataan bahwa bahkan jika NSLS dapat memprovokasi sebuah "ledakan", penggunaan praktis bom semacam itu tidak mungkin dilakukan.
Jadi, pejabat DARPA, terlambat beberapa tahun dan menghabiskan banyak uang publik, pada tahun 2004 secara drastis memotong dana untuk program studi senjata isomer. Mereka memotongnya, tetapi tidak menghentikannya: selama satu setengah atau dua tahun lagi, penelitian sedang dilakukan pada topik pemancar gamma "seperti laser" yang beroperasi sesuai dengan skema yang sama. Namun, segera, arah ini juga ditutup.
Pada tahun 2005, jurnal "Uspekhi fizicheskikh nauk" menerbitkan sebuah artikel oleh E. V. Tkal berjudul "Induksi peluruhan isomer nuklir 178m2Hf dan bom isomer". Di dalamnya, sisi teoritis pengurangan waktu pelepasan energi oleh isotop dipertimbangkan secara rinci. Singkatnya, ini hanya dapat terjadi dalam tiga cara: interaksi radiasi dengan inti (dalam hal ini, peluruhan terjadi melalui tingkat perantara), interaksi radiasi dan kulit elektron (yang terakhir mentransfer eksitasi ke inti atom) dan perubahan kemungkinan peluruhan spontan. Pada saat yang sama, pada tingkat perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini dan di masa depan, bahkan dengan asumsi yang besar dan super-optimis dalam kalkulasi, sangatlah tidak mungkin untuk mencapai pelepasan energi yang eksplosif. Selain itu, dalam beberapa hal, Tkalya percaya,Teori Collins bertentangan dengan pandangan modern tentang dasar-dasar fisika nuklir. Tentu saja, ini bisa dilihat sebagai semacam terobosan revolusioner dalam sains, tetapi eksperimen tidak memunculkan optimisme semacam itu.
Sekarang Karl B. Collins umumnya setuju dengan kesimpulan rekan-rekannya, tetapi tetap tidak menyangkal isomer dalam penerapan praktisnya. Misalnya, radiasi sinar gamma yang diarahkan, menurutnya, dapat digunakan untuk mengobati pasien kanker. Dan radiasi energi yang lambat, tidak eksplosif, oleh atom dapat, di masa depan, memberikan daya yang sangat besar kepada manusia dengan baterai berkapasitas super.
Namun, semua ini hanya akan terjadi di masa depan, dekat atau jauh. Dan kemudian, jika para ilmuwan memutuskan untuk kembali menangani masalah aplikasi praktis dari isomer nuklir. Jika karya tersebut berhasil, maka kaca dari eksperimen Collins (sekarang disebut "Stand Memorial untuk Eksperimen Dr. K") yang disimpan di bawah kaca di University of Texas di University of Texas akan dipindahkan ke museum yang lebih besar dan lebih dihormati.
Penulis: Ryabov Kirill
