En bombe baseret på hafniumisomeren Hf-178-m2 kan blive den dyreste og mest kraftfulde i historien om ikke-nukleare eksplosive enheder. Men det gjorde hun ikke. Nu er denne sag anerkendt som en af de mest berygtede fejl i DARPA - Agenturet for avancerede forsvarsprojekter i den amerikanske militærafdeling.
Emitteren blev samlet fra en kasseret røntgenmaskine, der engang var på tandlægens kontor, samt en husholdningsforstærker købt i en nærliggende butik. Det stod i skærende kontrast til det højlydte tegn fra Center for Quantum Electronics, som blev set gå ind i en lille kontorbygning ved University of Texas i Dallas. Enheden klarede dog sin opgave - nemlig bombarderede den jævnligt en omvendt plastikkop med en strøm af røntgenstråler. Selve glasset havde selvfølgelig intet med det at gøre - det tjente simpelthen som et stativ under en knap mærkbar prøve af hafnium, eller rettere, dens isomer Hf-178-m2. Forsøget varede i flere uger. Men efter omhyggelig bearbejdning af de indhentede data annoncerede centrets direktør, Carl Collins, en utvivlsom succes. Optagelser fra optageudstyret indikerer, at hans gruppe har famlet efter en måde at skabe miniaturebomber med kolossal kraft - enheder på størrelse med knytnæve, der er i stand til at producere ødelæggelse svarende til titusvis af tons almindelige sprængstoffer.
Så i 1998 begyndte isomerbombens historie, som senere blev kendt som en af de største fejl i videnskabens og militærforskningens historie.
Image
Hafnium
Hafnium er det 72. grundstof i Mendeleevs periodiske system. Dette sølvhvide metal har fået sit navn fra det latinske navn for byen København (Hafnia), hvor det blev opdaget i 1923 af Dick Koster og Gyordem Hevesi, samarbejdspartnere fra Københavns Institut for Teoretisk Fysik.
Videnskabelig sensation
I sin rapport skrev Collins, at han var i stand til at registrere en ekstremt ubetydelig stigning i røntgenbaggrunden, som blev udsendt af den bestrålede prøve. I mellemtiden er det røntgenstråling, der er et tegn på overgangen på 178m2Hf fra den isomere tilstand til den almindelige. Derfor, hævdede Collins, var hans gruppe i stand til at accelerere denne proces ved at bombardere prøven med røntgenstråler (når en røntgenfoton med en relativt lav energi absorberes, går kernen til et andet exciteret niveau, og derefter en hurtig overgang til jordoverfladen følger, ledsaget af frigivelsen af hele energireserven). For at tvinge prøven til at eksplodere, ræsonnerede Collins, er det kun nødvendigt at øge emitterens kraft til en vis grænse, hvorefter prøvens egen stråling vil være tilstrækkelig til at udløse en kædereaktion af overgangen af atomer fra den isomere tilstand til den normale tilstand. Resultatet vil være en meget håndgribelig eksplosion, samt et kolossalt udbrud af røntgenstråler.
Det videnskabelige samfund hilste denne publikation med klar vantro, og eksperimenter begyndte i laboratorier rundt om i verden for at validere Collins' resultater. Nogle forskergrupper var hurtige til at erklære bekræftelse af resultaterne, selvom deres antal kun var marginalt højere end målefejlene. Men de fleste eksperter mente ikke desto mindre, at det opnåede resultat var resultatet af en forkert fortolkning af de eksperimentelle data.
Militær optimisme
En af organisationerne var dog yderst interesseret i dette arbejde. På trods af al skepsis fra det videnskabelige samfund mistede det amerikanske militær bogstaveligt talt hovedet fra Collins' løfter. Og det var fra hvad! Studiet af nukleare isomerer banede vejen for skabelsen af fundamentalt nye bomber, som på den ene side ville være meget kraftigere end almindelige sprængstoffer, og på den anden side ikke ville falde ind under internationale restriktioner i forbindelse med produktion og brug af atomvåben (en isomerbombe er ikke atomvåben, da der ikke er nogen omdannelse af et grundstof til et andet).
Isomere bomber kunne være meget kompakte (de har ingen lavere massebegrænsning, da processen med overgang af kerner fra en exciteret tilstand til en almindelig tilstand ikke kræver en kritisk masse), og ved eksplosion ville de frigive en enorm mængde hård stråling, som ødelægger alt levende. Derudover kunne hafniumbomber betragtes som relativt "rene" - grundtilstanden for hafnium-178 er trods alt stabil (den er ikke radioaktiv), og eksplosionen ville praktisk talt ikke forurene området.
Smidt penge væk
I løbet af de næste mange år investerede DARPA-agenturet adskillige titusinder af millioner dollars i undersøgelsen af Hf-178-m2. Men militæret ventede ikke på skabelsen af en fungerende model af bomben. Dette skyldes til dels fejlen i forskningsplanen: I løbet af adskillige eksperimenter med kraftige røntgenstråleudsendere var Collins ikke i stand til at påvise nogen signifikant stigning i baggrunden for de bestrålede prøver.
Image
Forsøg på at kopiere Collins' resultater er blevet gjort flere gange i løbet af flere år. Imidlertid har ingen anden videnskabelig gruppe været i stand til pålideligt at bekræfte accelerationen af henfaldet af den isomere tilstand af hafnium. Fysikere fra flere amerikanske nationale laboratorier - Los Alamos, Argonne og Livermore - var også engageret i dette spørgsmål. De brugte en meget kraftigere røntgenkilde - Advanced Photon Source of the Argonne National Laboratory, men kunne ikke detektere virkningen af induceret henfald, selvom strålingsintensiteten i deres eksperimenter var flere størrelsesordener højere end i eksperimenterne af Collins selv. Deres resultater blev også bekræftet af uafhængige eksperimenter på et andet amerikansk nationalt laboratorium - Brookhaven, hvor den kraftfulde National Synchrotron Light Source synkrotron blev brugt til bestråling. Efter en række skuffende konklusioner faldt militærets interesse for dette emne, finansieringen stoppede, og i 2004 blev programmet lukket.
Diamant ammunition
I mellemtiden var det klart fra begyndelsen, at isomerbomben trods alle sine fordele også besidder en række fundamentale ulemper. For det første er Hf-178-m2 radioaktiv, så bomben vil ikke være helt "ren" (en vis forurening af området med "ubearbejdet" hafnium vil stadig forekomme). For det andet forekommer Hf-178-m2-isomeren ikke i naturen, og processen med dens produktion er ret dyr. Det kan opnås på en af flere måder - enten ved at bestråle et mål af ytterbium-176 med alfapartikler, eller med protoner - wolfram-186 eller en naturlig blanding af tantalisotoper. På den måde kan man opnå mikroskopiske mængder af hafniumisomeren, hvilket burde være ganske nok til videnskabelig forskning.
En mere eller mindre massiv måde at opnå dette eksotiske materiale på er bestråling med hafnium-177 neutroner i en termisk reaktor. Mere præcist så det ud - indtil forskerne beregnede, at i et år i en sådan reaktor fra 1 kg naturligt hafnium (indeholdende mindre end 20% af isotopen 177), kan du kun få omkring 1 mikrogram af en exciteret isomer (frigivelse af dette beløb er et separat problem). Sig ikke noget, masseproduktion! Men massen af et lille sprænghoved skal være mindst snesevis af gram … Det viste sig, at sådan ammunition ikke engang viser sig "guld", men ligefrem "diamant" …
Videnskabelig lukning
Men det viste sig hurtigt, at heller ikke disse mangler var afgørende. Og pointen her er ikke teknologiens ufuldkommenhed eller forsøgsledernes utilstrækkeligheder. Det sidste punkt i denne opsigtsvækkende historie blev fremsat af russiske fysikere. I 2005 publicerede Evgeny Tkalya fra Institute of Nuclear Physics ved Moscow State University i tidsskriftet Uspekhi Fizicheskikh Nauk, en artikel med titlen "Induced Decay of the Nuclear Isomer 178m2Hf and an Isomer Bomb". I artiklen skitserede han alle mulige måder at fremskynde henfaldet af hafniumisomeren. Der er kun tre af dem: strålingens vekselvirkning med kernen og henfald gennem et mellemniveau, strålingens vekselvirkning med elektronskallen, som derefter overfører excitation til kernen, og ændringen i sandsynligheden for spontant henfald.
Efter at have analyseret alle disse metoder demonstrerede Tkalya, at det effektive fald i halveringstiden for en isomer under påvirkning af røntgenstråling er dybt i modstrid med hele teorien bag moderne kernefysik. Selv med de mest godartede antagelser var de opnåede værdier størrelsesordener mindre end dem, der blev rapporteret af Collins. Så at fremskynde frigivelsen af kolossal energi, som er indeholdt i hafniumisomeren, er stadig umuligt. I hvert fald ved hjælp af virkelige teknologier.
Heroin, kviksølv, blødning og kirurgi, der forvandler patienter til apatiske zombier. Det svenske Illustrerad Vetenskap giver et kig ind i medicinens forfærdelige arkiv. Her er ti af de største fejl, læger begik fra antikken til det 20. århundrede – og kun én af dem bragte glæde, ikke lidelse
I den sidste artikel lærte du, at logiske fejl er formelle og uformelle. Groft sagt kan formelle fejl beskrives ved formel logik, udtrykt i form af matematiske formler
I det første kapitel lærte du om, hvor logiske fejl kan komme fra. Disse kan være en lang række årsager: fra hensigt til sindets ufuldkommenhed, fra kunstneriske teknikker til sproglige årsager
