Когда Соединенные Штаты сбросили две атомные бомбы на Хиросиму в августе 1945 года, японский город был охвачен разрушительным огненным шаром, в результате которого погибло около 140 000 человек и испарилась земля и инфраструктура.
Семьдесят лет спустя ученые обнаружили остатки радиоактивных осадков от ядерного взрыва в виде стеклянных сфер, разбросанных вдоль пляжа Мотоджина, небольшого острова в заливе Хиросимы. Ученые предположили, что бетон и сталь, из которых когда-то состояли здания Хиросимы, были взбиты и сожжены в условиях сильной жары, прежде чем остыть и упасть обратно на Землю в виде округлых, похожих на стекло шариков.
Теперь появился новый Анализ так называемых стекол Хиросимы показал, как они образовались: путем конденсации внутри ядерного огненного шара.
Химический и изотопный состав стекол, проанализированный астрохимиком Натаном Ассетом из Парижского университета Сите и его коллегами, также показывает сходство с примитивными метеоритами, называемыми хондритами, которые образовались из межзвездной пыли и туманного газа в ранней Солнечной системе.
«Формирование стекол Хиросимы путем конденсации предполагает, что они могут быть аналогом первых конденсатов в Солнечная система», — пишут исследователи в своей статье.
Эти первые конденсаты или твердые вещества, также известные как включения, богатые кальцием и алюминием (CAI), содержат много изотопов кислорода-16 (16 O) также является «более легкой» формой кислорода с меньшим количеством нейтронов, чем более тяжелые разновидности.
Ученые полагают, что эти изотопы 16O могли образоваться в результате проникновения УФ-излучения в атмосферу. межзвездное пылегазовое облако, из которого образовались первые хондриты нашей первичной Солнечной системы, или же они могли образоваться с помощью определенных механизмов, когда испаренный материал конденсировался в жидкость перед дальнейшим затвердеванием.
Только несколько лабораторных экспериментов подтвердили это. второе объяснение, поэтому изучение обломков радиоактивных осадков взрывов в Хиросиме могло бы дать новую информацию, рассуждают Ассет и его коллеги.
Команда проанализировала образцы, собранные из песчаные пляжи залива Хиросима в 2015 году геолог на пенсии Марио Ванньер и его команда.
Анализ 94 фрагментов. Из обломков ядерных осадков Ассет и его коллеги определили четыре различных типа хиросимского стекла: мелилитовое, анортозитовое, натриево-известковое и кремнеземное.
Химически кварцевое стекло выглядело так же, как зерна кварцевого песка, которые можно найти на любом пляже, а натриево-известковое стекло напоминало промышленное производство. стекло. Однако все четыре типа стекла Хиросимы имели «очень своеобразный» состав изотопов кислорода и кремния, что дало исследователям новый способ изучения того, как они могли образоваться.
Чтобы изучить ситуацию поближе, команда провела моделирование. реконструируя химический состав и физические условия ядерного взрыва на основе предыдущих исследований, используя эти грубые оценки для моделирования возможных процессов конденсации внутри огненного шара в Хиросиме.
Предыдущее исследование показало, что бомба в Хиросиме взорвалась на высоте 580 метров над городом. слишком далеко от поверхности, чтобы оставить кратер. Тем не менее, температура была настолько сильной — достигая 10 миллионов градусов по Цельсию внутри самого огненного шара и примерно 6287 °C (11349 °F) на земле — они испаряли строительные материалы за считанные секунды.
Моделирование команды показали, как мелилитовые жидкости сначала конденсируются из газового облака в процессе, известном как фракционированная конденсация, а затем анортозитовые, натронно-известковые и кремнеземные жидкости. Затем эти капли закаливались на стеклах, когда они подвергались воздействию температур от 1800 до 1400 °C в зависимости от их состава.
«Мелилитовые стекла — это жидкость, которая первой конденсируется и последней закаливается, поэтому именно они могут больше всего взаимодействовать с материалами. в огненном шаре», — объясняют Ассет и его коллеги. «Это может объяснить, почему большинство включений обнаружено именно в этом типе стекла».
Хотя исследователи также заинтригованы перспективой заглянуть в раннюю Солнечную систему через стекла Хиросимы, они признают, что давление, температура и газовые смеси сильно различаются между огненным шаром Хиросимы и солнечным аккреционным диском, где впервые образовались хондриты.
«Несмотря на все эти различия, сходство между стеклами Хиросимы и CAI может указывать на сходство процесс, а именно химические реакции во время конденсации, чтобы объяснить их подобное 16O-обогащение», — заключает команда.
Исследование опубликовано в Earth and Planetary Science Letters. .
Команда канадских и американских исследователей продемонстрировала невероятные результаты при восстановлении старых корродированных дагерротипов (очень ранних…
Термоядерный реактор на юге Франции, получивший название WEST, только что достиг важной вехи, которая приближает…
Этот вопрос преследует человечество с тех пор, как мы впервые узнали о черных дырах чуть…
Ученые полагают, что Венера когда-то была больше похожа на Землю. Как она развивалась с того…
Только что вспыхнули одни из самых мощных вспышек на нашем Солнце, каждая из которых была…
Наконец-то настал день запуска: капсула Boeing Starliner отправляется в понедельник на Международную космическую станцию в…