CP v2

Tag: Branduoliniai bandymai

  • Šiaurės Korėja nebetestuoja nuo 2017-ųjų, bet po kalnu fiksuota beveik 1 400 drebėjimų

    Šiaurės Korėja nebetestuoja nuo 2017-ųjų, bet po kalnu fiksuota beveik 1 400 drebėjimų

    Šiaurės Korėja 2017 metais paskutinį kartą atliko požeminį branduolinį bandymą Punggye-ri poligone, po Mantapo kalnu. Tačiau seismologai nustatė, kad vietovė dar ilgus metus po to nesiliovė drebėti, o aktyvumas netgi augo.

    Mokslininkų komanda, išanalizavusi 2008–2025 metų seisminių stočių įrašus Kinijoje ir Pietų Korėjoje, aptiko 1 399 žemės drebėjimus, susijusius su tuo pačiu regionu. Dalis jų buvo tokie silpni, kad įprastos stebėsenos sistemos jų anksčiau nefiksavo.

    Kas vyko po 2017 metų bandymo?

    Požeminis sprogimas uolienose sukuria ertmę: dalis uolienų išlydoma, dalis suskeldėja, o vėliau, ertmei vėstant, jos skliautas gali įgriūti. Būtent taip, kaip nurodo tyrėjai, po 2017 metų bandymo užfiksuotas atskiras seisminis įvykis, siejamas su susiformavusios ertmės įgriuvimu.

    Tačiau didžiausia intriga kilo dėl to, kas vyko vėliau. Vietoje įprasto scenarijaus, kai sukrėtimų skaičius po stipraus įvykio palaipsniui mažėja, Šiaurės Korėjos poligono apylinkėse aktyvumas pradėjo ryškiau stiprėti maždaug po 20 dienų ir didėjo dar kelerius metus.

    „Įspūdingiausia yra ne tai, kad po požeminių bandymų sekė drebėjimai, o tai, kaip jų aktyvumas kito: jis ne slopo, o augo ištisus metus“, – sakė seismologas Kwang-Hee Kim.

    Ką atskleidė drebėjimų žemėlapis?

    Tyrėjai tiksliau lokalizavo 955 drebėjimus ir pastebėjo, kad jie nebuvo išsimėtę atsitiktinai. Epicentrai išsidėstė dviem maždaug lygiagrečiomis kryptimis, primenančiomis lūžių ar jų segmentų struktūras, vedančias nuo bandymų zonos.

    Viena struktūra sutapo su anksčiau kartografuoto lūžio tęsiniu, o kita aiškiai atrodė kaip lūžis, nors paviršiuje jis nėra gerai žinomas ar pažymėtas. Tai sustiprino prielaidą, kad sprogimai sujudino jau buvusias plutos silpnybes.

    Ar tai reiškia, kad gresia didelis drebėjimas?

    Mokslininkai pabrėžia, kad tai nėra prognozė apie artėjantį stiprų žemės drebėjimą. Vis dėlto, remiantis vienos iš nustatytų struktūrų ilgiu, hipotetiškai, jei ji būtų vientisa ir plyštų per visą ilgį, teoriškai galėtų kilti iki maždaug 6,4 magnitudės drebėjimas.

    Tyrėjų vertinimu, labiausiai tikėtinas paaiškinimas yra kaupiamasis efektas: kartotiniai bandymai per vienuolika metų pakeitė įtampų pusiausvyrą plutoje, kuri ir taip galėjo būti arti lūžio ribos. Dėl to dalis poslinkių galėjo „atsidėti“ ir pasireikšti tik po kurio laiko.

    „Seisminės bangos neveikia metų metus. Mes manome, kad bandymai pakeitė mechaninę pusiausvyrą nevienalytėje plutoje, kuri jau buvo arti lūžio“, – sakė Kwang-Hee Kim.

    Šie rezultatai svarbūs ir globaliai: jie rodo, kad požeminių branduolinių bandymų geologinės pasekmės gali tęstis gerokai ilgiau, nei anksčiau manyta. Tai taip pat komplikuoja užduotį atskirti, kur baigiasi bandymų sukelti procesai ir kur prasideda natūralus tektoninis fonas.

    Tyrimas publikuotas žurnale Science.

  • Atominės bombos testas paliko keistą kristalą: mokslininkai sako, kad jo neturėjo būti

    Atominės bombos testas paliko keistą kristalą: mokslininkai sako, kad jo neturėjo būti

    Po pirmojo branduolinio ginklo bandymo JAV mokslininkai trinitite aptiko mikroskopinę kristalinę struktūrą, kurios, regis, neturėjo susidaryti. Tyrėjai teigia, kad šis radinys ne tik stebina, bet ir primena, kokias ilgalaikes pasekmes paliko 1945 metais prasidėjusi branduolinė era.

    Trinititas yra į stiklą panaši medžiaga, susiformavusi Naujosios Meksikos dykumoje 1945 metais per „Trinity“ bandymą. Sprogimo karštis išlydė smėlį, metalus ir bandymo infrastruktūros dalis, o medžiaga akimirksniu atvėso, tarsi užfiksuodama vieną ekstremalią sekundę.

    Kas tiksliai rasta trinitite?

    Naujai aprašyta struktūra priskiriama silicio klatratams, kai silicio atomai sudaro erdvines gardeles, primenančias narvelius. Tokių narvelių viduje gali „įstrigti“ kiti atomai, šiuo atveju daugiausia kalcis, o vietomis ir varis bei geležis.

    Pasak tyrėjų, šis klatratas aptiktas mažytėje, variu praturtintoje lašelio formos intarpoje raudonajame trinitite. Raudonesnis atspalvis siejamas su didesniu metalo priemaišų kiekiu, todėl tokie fragmentai yra ypač įdomūs rekonstruojant sprogimo metu vykusias chemines ir fizines reakcijas.

    Ekstremalios sąlygos, kurių neįmanoma ramiai atkartoti

    Branduolinio sprogimo metu trumpam susidaro milžiniška temperatūra ir slėgis, o medžiagos susimaišo ir atšąla žaibiškai. Dėl tokio staigaus proceso atomai nespėja „pasirinkti“ įprastų, stabiliausių formų, todėl gali susidaryti labai retos arba net anksčiau neaprašytos struktūros.

    Tyrėjai pabrėžia, kad trinititas yra savotiškas natūralus ekstremalių sąlygų archyvas. Jis leidžia suprasti, kaip medžiaga elgiasi per itin trumpus, bet labai energingus įvykius, kai įprastos geologijos ir chemijos taisyklės tarsi pakimba ore.

    Kodėl tai svarbu ne tik mokslui?

    Panašūs tyrimai turi reikšmės ne vien medžiagų mokslui ar vadinamajai smūginei geologijai. Trinitito analizė gali padėti geriau interpretuoti branduolinių sprogimų pėdsakus ir jų kilmę, o tai aktualu ir tarptautinio saugumo, ir branduolinių bandymų stebėsenos kontekste.

    Vis dėlto mokslininkai primena, kad „Trinity“ bandymas buvo ne neutralus eksperimentas, o įvykis, atvėręs kelią branduoliniam ginklavimuisi. Netrukus po jo pasaulis patyrė Hirosimos ir Nagasakio tragedijas, o paties bandymo radiacinis fonas ilgai išliko jautria tema vietos bendruomenėms.

    Naujasis klatrato radinys papildo ankstesnius atradimus trinitite ir rodo, kad žmogaus sukelti ekstremalūs įvykiai gali palikti ne tik istorines, bet ir netikėtas fizines „parašų“ formas. Tai kartu ir mokslo smalsumą žadinantis, ir nerimą keliantis priminimas, kokią kainą gali turėti technologiniai lūžiai.

  • Pirmasis branduolinis sprogimas paliko mįslę: Trinčio vietoje aptiko Žemėje neįmanomą kristalą

    Pirmasis branduolinis sprogimas paliko mįslę: Trinčio vietoje aptiko Žemėje neįmanomą kristalą

    1945 metų liepos 16 dieną Naujosios Meksikos dykumoje įvykdytas JAV kariuomenės Trinčio bandymas ne tik pradėjo branduolinį amžių, bet ir paliko netikėtą „parašą“ medžiagose. Mokslininkai skelbia aptikę kristalą, kuris įprastomis Žemės sąlygomis apskritai neturėtų susiformuoti.

    Atradimas padarytas tiriant trinititą – stiklišką, po sprogimo susidariusią medžiagą, kai karščio banga išlydė dykumos smėlį ir įtraukė metalo daleles iš bandymo infrastruktūros. Būtent trinitite užfiksuotos trumpalaikės, ekstremalios temperatūros ir slėgio sąlygos, kurios akimirksniu pakito ir greitai atvėso.

    Kas rasta trinitite

    Tyrėjų komanda, vadovaujama Florencijos universiteto geologo Luca Bindi, praneša identifikavusi anksčiau nežinotą kalcio, vario ir silicio junginio kristalinę fazę. Tai vadinamoji I tipo klatrato struktūra, kai atomai sudaro „narvelius“, galinčius „įkalinti“ kitus atomus.

    Šį klatratą mokslininkai aptiko raudonosios trinitito atmainos mėginyje, vario turtingame lašelyje. Struktūrai nustatyti naudota rentgeno spindulių difrakcija, leidžianti tiksliai atsekti atomų išsidėstymą kristale.

    „Branduolinių detonacijų sukurtos trumpalaikės ekstremalios sąlygos gali suformuoti kietosios būsenos fazes, kurios įprastais sintezės būdais nepasiekiamos“, – rašė tyrėjai.

    Kodėl tai vadinama neįmanomu

    Neorganiniai klatratai gamtoje aptinkami itin retai, nes jiems susiformuoti reikia labai specifinių sąlygų. Trinčio sprogimo metu jos, bent trumpam, sutapo: staigus smūgis, labai aukšta temperatūra ir didžiulis slėgis, po kurio sekė greitas „užšaldantis“ atvėsimas.

    Tokie staigūs pokyčiai leidžia atomams persitvarkyti į neįprastas konfigūracijas ir „užsirakinti“ vietoje, kol sistema nespėja grįžti į įprastą, termodinamiškai stabilesnę būseną. Dėl to trinititas tampa tarsi momentine nuotrauka, parodančia, kas vyko per kelias akimirkas po detonacijos.

    Šalia rado ir kvazikristalą

    Tame pačiame kontekste mokslininkai primena ankstesnį radinį: 2021 metais toje pačioje trinitito atmainoje buvo identifikuotas kvazikristalas – dar viena reta, neperiodiška atomų tvarka pasižyminti struktūra. Naujausias klatrato atradimas užfiksuotas greta kvazikristalo, todėl kilo klausimas, ar šios fazės galėjo būti susijusios.

    Atlikus modeliavimą, tyrėjai padarė išvadą, kad konkrečiame mėginyje kvazikristalas greičiausiai nesusidarė „iš“ klatrato. Nors teorinis kelias įmanomas, šiuo atveju tam, kaip teigiama, trukdė per didelė vario koncentracija, todėl abi skirtingos kristalinės fazės galėjo susiformuoti nepriklausomai.

    „Šie rezultatai pabrėžia skirtingą silicio turtingų fazių, susidariusių ekstremaliomis sąlygomis, prigimtį“, – teigė autoriai.

    Tyrėjų vertinimu, tokie radiniai svarbūs ne vien mineralogijai. Jie gali padėti geriau suprasti, kaip branduoliniai bandymai keičia aplinką ir medžiagas, taip pat prisidėti prie branduolinės kriminalistikos – metodų, leidžiančių tiksliau identifikuoti ir analizuoti sprogimų pėdsakus.

    Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences.