Как атомный взрыв в Хиросиме создал материал, которого нет в природе

На пляжах Хиросимы до сих пор находят необычные стеклянные песчинки, хиросимиты. Это остатки города, превращенного в плазму 6 августа 1945 года. Внутри одной из них ученые обнаружили сплав, которого не существует в природе. Его размер составляет всего 10 микрометров, чуть больше человеческого эритроцита. Что это за материал и как он мог образоваться?

Во время атомного взрыва в Хиросиме образовался сплав, который может быть полезен для науки

Что атомная бомба сделала с Хиросимой

Атомная бомба взорвалась на высоте около 600 метров над Хиросимой. Температура в эпицентре превысила 7000 градусов Цельсия, и это жарче, чем на поверхности Солнца. В таком пекле мгновенно испарялись бетон, сталь, стекло и вода.

Огромный огненный шар поглотил эти материалы, превратив их в раскаленный газ. По мере расширения и остывания облака, газы начали конденсироваться в жидкие капли, которые падали на землю в виде стеклянных сфер.

Внутри одной из таких капель исследователи с помощью тончайших игл нашли четыре металлические крупинки. Три из них оказались обычным железохромовым сплавом, а вот четвертая показала совершенно аномальный химический состав. В ней смешались железо, хром, никель, марганец, молибден, кремний и алюминий.

Хиросима после атомного взрыва

Какой сплав образовался после взрыва Хиросимы

Сам по себе набор химических элементов не был чем-то сверхъестественным, все они широко используются в строительстве и промышленности. Поразительным оказалось то, как именно выстроились атомы.

Обычно, когда смешивается много разных металлов, их атомы располагаются хаотично, образуя так называемые неупорядоченные решетки. Однако анализ показал, что атомы хиросимского сплава образовали строгую кубическую структуру.

Ученые объясняют этот феномен экстремальными условиями формирования. Процесс шел по следующему сценарию:

• строительные металлы испарились и смешались в огненном шаре;
• раскаленный газ сконденсировался в крошечную расплавленную каплю;
• произошло мгновенное замораживание материала в полете.

Именно сверхбыстрое охлаждение зафиксировало сложную структуру до того, как атомы успели перестроиться в более привычные для таких сплавов формы. В лабораториях физики часто пытаются воссоздать необычные условия. Но в случае с Хиросимой природа и разрушительная сила оружия сами выступили в роли лаборатории.

Образец хиросимита с железо-хромовыми сплавами: слева — в падающем свете, справа — его полированная поверхность в отражённом свете. Источник изображения: zmescience.com

Как ученые могут найти секретные ядерные полигоны

Открытие в Хиросиме это не первый случай, когда в местах ядерных взрывов находят экзотические материалы. Ранее та же команда исследователей обнаружила неизвестные науке квазикристаллы в тринитите — стекле, образовавшемся на месте первого в истории ядерного испытания «Тринити» в США.

Разница в том, что взрыв «Тринити» произошел близко к земле, расплавив песок и медь из тестовой башни. Хиросимская бомба взорвалась высоко в воздухе, поэтому каждое ядерное событие оставляет свой уникальный микроскопический архив.

Эти крупицы металла могут стать мощным инструментом для ядерной криминалистики. Изучая кристаллическую решетку ядерных осадков, специалисты могут точно определить температуру, давление и даже материалы, которые находились в эпицентре. Это позволит выявлять скрытые места испытаний атомного оружия по всему миру, анализируя всего несколько песчинок.

Читайте также: Место на Земле, где взорвали 456 ядерных бомб, находится рядом с Россией

Перспективы создания суперсплавов без ядерных взрывов

Хотя изучение ядерного мусора звучит жутко, оно может принести реальную пользу современной науке о материалах. Железо, хром и никель это основа нержавеющей стали и антикоррозийных покрытий.

Если инженеры смогут скопировать эту упорядоченную структуру на заводах, например, с помощью 3D-печати или сверхбыстрого охлаждения металлических порошков, мы получим совершенно новые материалы. Они могут обладать невероятной прочностью, термостойкостью или необычными магнитными свойствами. Важно понимать, что пока ученые располагают лишь одной крошечной песчинкой, и до промышленного производства подобных материалов еще далеко.

Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем канале в Telegram. Подпишитесь прямо сейчас!

Данное открытие ни в коем случае не делает бомбардировки менее трагическими. Однако, оно доказывает удивительную способность материалов сохранять полезную информацию. Даже спустя более чем восемьдесят лет песок на пляже способен в деталях рассказать о тех нескольких секундах, когда целый город перестал существовать, превратившись в микроскопические капли стекла и металла.