Ад в пробирке – ученые испарили уран при 5000 Кельвинов

Полномасштабная ядерная катастрофа остается главным кошмаром человечества, однако детальное понимание физики этого процесса критически важно для создания систем глобальной безопасности. Чтобы заглянуть в эпицентр гипотетического взрыва, исследователи из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) пошли на беспрецедентный шаг. Они провели контролируемые тесты внутри высокотемпературного плазменного реактора, искусственно воссоздав уменьшенную модель ядерного огненного шара. Физики хотели в реальном времени проследить, как ведут себя полностью испаренные радиоактивные элементы в процессе остывания.

Об этом сообщает Sciencealert.com.

Аномалия цезия: как ведет себя материя при температуре 5000 Кельвинов

Для лабораторной имитации ученые использовали три базовых компонента: уран (основное топливо для боеголовок и реакторов), опаснейший изотоп цезия (радиоактивный побочный продукт распада) и церий, который в целях безопасности заменил в тестах смертоносный плутоний. Команда протестировала два жестких температурных режима: плавное непрерывное снижение тепла и экстремально долгий нагрев с последующим резким температурным пике.

Внутри плазменной трубки элементы раскалили до безумных 5000 Кельвинов (около 4727°C). В такой сверхгорячей среде любая твердая материя моментально превращается в пар, в точности повторяя физику первых секунд реального ядерного удара. Самые интересные события начались, когда газовая смесь стала конденсироваться обратно в твердые частицы:

• Предсказуемый дуэт: Уран и церий повели себя строго по учебникам — они первыми и очень быстро превратились в твердую пыль при обоих климатических сценариях.

• Сюрприз от цезия: Главный радиоактивный загрязнитель преподнес ученым полноценный сюрприз. Он не только перешел в твердое состояние значительно позже своих соседей, но и в сценарии с затяжным нагревом начал агрессивно вступать в химические связи с другими веществами, штампуя непредвиденные сложные соединения.

Реконструкция по пыли: как эксперты вычислят параметры взрыва

Все старые математические модели, описывающие поведение радиоактивных грибов и облаков, базировались на убеждении, что химические процессы при остывании стабильны и одинаковы. Нюанс с аномальным поведением цезия предыдущие поколения физиков полностью упустили. Свежее открытие ученых из LLNL дает в руки спецслужб мощный инструмент: теперь по уникальному химическому составу выпавшей ядерной пыли эксперты смогут с абсолютной точностью восстановить мощность, температуру и даже конкретные условия, при которых произошел взрыв или авария на реакторе.

Биологи и ядерщики подчеркивают, что этот эксперимент был максимально упрощен — реального расщепления атомов и выделения смертоносной радиации в стенах лаборатории не происходило. Однако останавливаться на достигнутом команда не планирует. В ходе следующих этапов исследований ученые собираются существенно усложнить состав испаряемой смеси. В плазменную печь начнут добавлять фрагменты бетона, стекла, воды и обычного грунта, чтобы до мельчайших деталей воспроизвести сценарий реального удара по мегаполису или техногенного коллапса на атомной станции.

Ранее "Курсор" сообщал, что ученые раскрыли основную причину всех паранормальных явлений.