Вчені відтворили частину ядерного вибуху і зіткнулися з несподіваним ефектом

Ядерна катастрофа залишається одним із найнебезпечніших сценаріїв, з якими людство сподівається ніколи не зіткнутися. Проте вивчення її наслідків відіграє важливу роль у питаннях безпеки та підготовки до надзвичайних ситуацій. Саме тому фахівці Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса в США провели серію контрольованих випробувань у високотемпературній плазмовій установці. Їхньою метою стало моделювання окремих процесів, що відбуваються всередині ядерної вогняної кулі, щоб простежити, як випарені речовини поводяться в момент охолодження. Про це повідомляє ScienceAlert.

У рамках експерименту дослідники використовували три елементи: уран, що застосовується в ядерній енергетиці та озброєнні, радіоактивний цезій, який виникає як побічний продукт реакцій, а також церій, що виступив замінником плутонію. Вчені відтворили два варіанти розвитку подій: поступове й рівномірне зниження температури, а також режим, за якого екстремальне нагрівання зберігалося тривалий час, після чого відбувалося різке охолодження.

За допомогою плазмового реактора матеріали нагріли до температури близько 5000 кельвінів, що відповідає приблизно 4727 градусам Цельсія. У таких умовах речовини повністю переходили в газоподібний стан, імітуючи процеси, характерні для ядерного вибуху. Основна увага дослідників була зосереджена на тому, як ці елементи знову перетворюються на тверді частинки у міру зниження температури. Уран і церій продемонстрували очікувану поведінку, швидко конденсуючись незалежно від обраного сценарію.

Найбільш незвичайні результати показав цезій. Його перехід у конденсований стан відбувався помітно пізніше порівняно з іншими елементами. Крім того, при тривалому збереженні високої температури він починав активно взаємодіяти з іншими речовинами, формуючи складні хімічні сполуки, поява яких виявилася несподіваною для дослідницької групи.

Існуючі моделі формування ядерних хмар передбачали більш передбачуваний і однотипний перебіг хімічних процесів, тому особливості поведінки цезію раніше залишалися поза увагою. Отримані дані можуть значно підвищити точність аналізу радіоактивного пилу і допомогти вченим відтворити умови, за яких стався вибух. Хоча проведені випробування були спрощеною моделлю і не включали реальні ядерні реакції, надалі дослідники мають намір розширити експеримент, додавши бетон, воду, скло та ґрунт, щоб наблизити умови до тих, що виникають під час аварій на атомних об'єктах або ядерних вибухів.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що фізики змоделювали процес, який у теорії здатний знищити Всесвіт.

Підпишись на наш Telegram-канал, якщо хочеш першим дізнаватися про головні новини.

• Теги:
• ядерна енергетика