|
Создали ядерные шаровые молнии в лаборатории
|
|
|
|
При ядерной аварии взрыв обычно является не самым смертоносным побочным эффектом — это радиоактивные осадки. В то время как два работника трагически погибли в результате первого взрыва в Чернобыле в апреле 1986 года, последующие радиоактивные осадки потенциально затронули более 6 миллионов человек. Глубокое понимание того, как ведут себя радиоактивные осадки после взрыва или аварии, потенциально может спасти миллионы жизней, но современные модели рассматривают материалы — будь то уран или какой—либо другой радиоактивный элемент - как отдельные компоненты, которые редко взаимодействуют с окружающей средой или другими материалами.
|
|
|
|
В ходе нового исследования, проведенного учеными Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) в Калифорнии, были созданы миниатюрные ядерные болиды в лабораторных условиях, чтобы увидеть, как три элемента — уран, церий и цезий — испаряются, вступают в реакцию и конденсируются в контролируемой среде. Есть надежда, что лучшее понимание механики радиоактивных осадков поможет усовершенствовать модели в то время, когда они крайне необходимы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Analytical Chemistry.
|
|
|
|
“Эти частицы хранят информацию о том, как они образовались”, - сказала Ракия Дхауи, ведущий автор исследования, в заявлении для прессы. “Изучая эти процессы в контролируемой системе, мы можем заменить предположения измерениями, усовершенствовать модели, используемые для интерпретации ядерных обломков, и поддержать принятие решений, когда это наиболее важно”.
|
|
|
|
|
|
|
Дауи и ее команда использовали плазменный реактор для изучения этих ядерных болидов, в частности, того, как горячий пар охлаждается и конденсируется в частицы. С помощью этого реактора ученые могут добавлять специальные смеси, повышать температуру, чтобы превратить элементы в плазму, а затем испарять их. По мере того как пар проходит через трубу, реактор непрерывно собирает материал в нескольких точках, чтобы ученые могли точно видеть, как частицы изменяются с течением времени.
|
|
|
|
Команда исследовала два сценария, известные как “тепловые истории”. В первом случае температура в трубе непрерывно падает. Во втором случае температура остается стабильной в течение длительного времени, а затем быстро охлаждается.
|
|
|
|
“Исторические исследования радиоактивных осадков показывают, что путь, который проходят материалы при охлаждении, очень важен”, - сказал Дауи в заявлении для прессы. “Скорость и время охлаждения при повышенной температуре могут изменить химический состав и образование частиц”.
|
|
|
|
Уран и цезий кажутся очевидными кандидатами для этого исследования. В конце концов, уран - это атом, который обычно распадается при делении, в то время как цезий-137 является побочным продуктом этой реакции. На первый взгляд может показаться, что церий немного раздражает, но этот элемент часто используется в качестве безопасной замены плутония в лабораторных условиях. Это потому, что этот нерадиоактивный элемент ведет себя как радиоактивный химически и физически, включая то, как быстро он конденсируется после испарения.
|
|
|
|
Поскольку уран менее летуч, он конденсируется быстрее всего, наряду с церием. Но цезий конденсируется гораздо позже, что дает ему больше времени для смешивания с другими материалами в системе. Это дает важную информацию для обновления моделей fallout — важно не только то, когда элемент конденсируется, но и то, как он взаимодействует с другими элементами при охлаждении.
|
|
|
|
Хотя в ходе этого первого исследования были проведены базовые измерения для отслеживания того, как радиоактивные элементы конденсируются и взаимодействуют с течением времени, команда надеется, что будущие исследования будут включать в себя более распространенные элементы, что, как мы надеемся, приблизит нас на шаг к анализу потенциальных радиоактивных осадков в результате реального ядерного взрыва в лабораторных условиях.
|
|
|
|
Источник
|
